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工程车辆及机械智能主动安全防护关键技术设计与应用.pdf
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1、44工程机械与维修TECHNOLOGY&MAINTENANCE技术维修0 引言随着国民经济的快速发展,大规模公路网持续建设并运行,公路改扩建工程也逐渐增多。公路建设及作业区逐渐增多,衍生出一系列亟需解决的安全防范问题。首先,隧道建设与全封闭的道路作业区内部的车辆及机械设备混杂,安全风险与日俱增,但相关安全防范措施缺失或执行不力。其次,道路养护、清排障占道作业时,常采取边通车、边施工的作业方式,进而不可避免地会对施工作业机械和人员产生影响,导致作业区附近路段存在严重的安全隐患。其中较为典型的情形是“追尾作业车”、或“闯入作业区”,从而给施工人员、车辆造成一定伤害。传统的安全防护办法,主要是在工程
2、车辆及机械上安装警示灯、警报器。其在实践确实也发挥了一定的防护作用,但由于其预警被动致防范效果不佳,一旦周围车辆、人员误闯入作业区,或者驾驶操作人员处理不当、失控等,极易造成安全事故。为切实消除由工程施工源头带来的安全隐患,有效预防和遏制重特大安全事故,亟需运用现代科技,大幅提升车辆及机械的安全技术防范能力。1 安全防护关键技术问题 工程车辆及机械具有品种多、夜间作业多、循环行驶多、速度快、载重大等诸多特点。工程机械一般作业环境恶劣、速度低、盲点多、人员靠作业,安全风险大。安全防护的关键技术问题包括以下几点:1.1 防追尾由于工程车辆及机械作业环境复杂,因作业需要经常会在高速公路变道、驻车,极
3、易造成车辆追尾事故,因此如何有效防范后方车辆追尾,是安全防护首要的关键技术问题。1.2 防盲区大多数工程车辆和机械体型比较大,机构也十分复杂,视线的盲区较多,由此带来的安全隐患非常大,是造成安全事故的重要因素之一,因此防盲区是安全防护关键技术之一。1.3 防撞人在所有作业安全防范过程中,防撞人事故是最为重要环节,必须采用多种手段全面防范撞人事件出现。1.4 防坠坑与坠崖工程车辆及机械在作业过程不可避免的会遇有地坑或悬崖,一旦发生事故,后果不堪设想,因此防坠坑、坠崖也是一项需要解决的一项关键技术问题。2 安全防护技术路径2.1 采集危险信息采用各类现代检测传感器,实时监测工程车辆及机械周边的安全
4、风险,如可能造成追尾的工程车辆及机械,可能闯入作业区的工程车辆、机械和人员,地坑(悬崖)等。工程车辆及机械智能主动安全防护关键技术设计与应用秦廷洪1 钟兴鹏1 金龙2 朱贵强3(1.四川公路桥梁建设集团有限公司养护分公司,四川成都 6100002.江苏高速公路工程养护有限公司,江苏淮安 2230013.淮阴师范学院江苏省现代检测技术与智能系统重点建设实验室,江苏淮安 223001)摘要:为有效防范工程车辆及机械伤人事故,相关技术人员在安全管理措施上进行了不断改进,取得了一定成效,但相关安全事故仍时有发生。从工程车辆及机械的特点、安全风险点的分析入手,提出工程车辆及机械智能主动安全防护需要解决的
5、关键技术问题,并运用现代检测、计算机及无线通信等技术,为有效防范在复杂环境下作业而引发的安全事故,提供了全新的解决方案。关键词:工程车辆;机械;智能主动;安全防护CM&M 2023.04452.2 危险信息处理采用计算机处理分析危险信息,计算机对传感器监测采集到的各类危险信息进行处理与分析,并作出预警决策。2.3 预警方式选择预警时,采用声、光、电技术实时发出有效预警。当发现工程车辆及机械周边存在安全风险时,系统立即以语音提醒驾驶人员注意安全;同时,针对不同的安全风险方位采用定向声波,实时向周边车辆、机械或人员发出有效预警。2.4 紧急制动方式当上述声、光、电预警失败时,系统将采取紧急制动措施
6、。紧急制动将分等级设计,根据不同的安全风险等级,采取不同制动措施。当危险完全消除时,系统制动自动取消。2.5 对人员的精准预警对人员的实时判别、有效预警,也是解决工程车辆志机械安全防护的一项十分重要的课题。通过精准定位、雷达实时探测,精准实现对人员的实时预警,有效防范撞人事故。3 安全防护关键技术3.1 控制系统3.1.1 检测预警设计系统由主控制模块、前向与后向毫米波雷达、超声波测坑雷达、探人雷达、显示报警模块、线束、安装附件等组成。具体技术包括智能主动安全防护拟采取的检测手段、预警方式与防护方法等。毫米波雷达用于探测车辆前方、后方的障碍物。超声波测坑雷达用于探测车辆及机械后方深坑或悬崖。探
7、人雷达用于探测车辆及机械周边的人员。显示报警模块用于显示各类传感器探测到的人、障碍物及距离,当有人或障碍物靠近车辆,且距离小于系统设置的安全距离时,显示报警模块会发出声光报警,提醒驾驶员减速避让、立即停车,以避免车辆碰撞、或发生撞人事故。系统可与后台计算机系统连接,进行参数设置、事件记录的读取等。3.1.2 电路原理设计按上述分析,设计工程车辆及机械电路控制原理如图 1 所示。本系统由主、副两个模块组成,电源由车载DC20V 提供输入。检测雷达 1、显示+按键、远程通讯等,分别通过 CAN1、CAN2、CAN3 向主控模块输入检测数据。检测雷达 2 通过副模块后,再通过 CAN2 输入主控模块
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