一种车辆碰撞紧急报警呼叫装置

技术领域

本发明涉及智能交通管理技术领域，具体涉及一种车辆碰撞紧急报警呼叫装置。

背景技术

隧道的出现极大的减少了两点之间的运行里程，也提高了公路的运营效率。隧道是一个比较封闭的场地，也是交通安全事故多发地，一旦发生交通事故，隧道外的行车司机是很难得知的，往往出现隧道外的车辆在不知隧道内发生交通安全事故的情况下仍冒然高速驶入隧道内，引发的追尾、冲撞等造成二次事故的发生。尤其对于高速公路隧道来说，高速行驶的车辆一旦进入发生交通安全事故的隧道，很难快速的刹车，极易发生连环碰撞。及时将事故和故障信号传递和指示给每个进入隧道的司机至关重要。

现有技术中，在隧道洞外和洞内上方均安装有可变情报板，这些可变情报板的现实面积较小，且设置高度较高，不易引起司机的注视，尤其是在能见度低、视距较短的情况下，司机更难提早识别出可变情报板上的信息。此外，现有技术缺乏一种有效地将事故信号及时传递给每个进入隧道的司机，其传统的做法一般就是隧道内发生车辆事故或故障后，出事的车辆开启故障灯，拨打求助电话，等待交警处理，但是由于隧道内光线相对昏暗，在等待交警的过程中，当后续车辆进入隧道时，尤其是在高速公路上行驶的车辆进入隧道时，往往不能及时看到故障车辆的故障灯信号，使得司机不能及时做好减速避让等工作，导致二次事故的发生，给人民生命财产带来严重损失。

发明内容

为解决现有技术问题，本发明提供一种车辆碰撞紧急报警呼叫装置，包括事故报警系统，所述事故报警系统包括报警基站、信号中继器、现场报警系统、远程控制器和监控中心，所述报警基站分布设置于隧道内部用于当隧道内产生事故时启动报警信号，该报警基站包括电路部分和机电驱动部分，所述电路部分包括有Zigbee通讯模块、主控电路模块，所述报警基站的报警信号通过无线网络在隧道内各个报警基站之间传输，且所述报警基站的事故报警信号最终传至远程控制器，并由远程控制器驱动现场报警系统，所述远程控制器通过GSM/GPRS网络与监控中心相互通信，所述监控中心可通过远程控制器对所述报警基站、信号中继器、现场报警系统进行远程监控，所述现场报警系统设置于由多个隧道构成的隧道群的入口处，且相邻的隧道之间设置有信号中继器，将多个隧道连接组成一个隧道群报警系统，所述报警基站的事故报警信号被触发时，所述报警信号只往隧道群入口的方向传递设置；

所述现场报警系统包括等离子激光发射器、激光扩散装置、投影机、控制箱以及雾幕机，所述等离子激光发射器和所述投影机安装在隧道入口拱顶处，所述等离子激光发射器偏向洞口，所述激光扩散装置安装在所述等离子激光发射器的激光发射头部，所述等离子激光发射器发出的激光束能在隧道洞口形成一道激光虚拟墙，所述控制箱安装在隧道二衬拱腰处，所述控制箱和所述投影机通过信号线与所述监控中心电连接，所述雾幕机沿着隧道洞口二衬上铺设并用于为所述投影机提供投影介质。

进一步的方案是，设置于隧道内的所述报警基站以及隧道间的信号中继器组成Zigbee无线网络，所述的远程控制器为Zigbee网络中心节点设备。

进一步的方案是，所述报警基站安装于隧道内壁两侧，所述报警基站的安装高度距离地面2.1m-2.2m。

进一步的方案是，相邻两个所述报警基站的间隔设置为18m-35m。

进一步的方案是，所述的Zigbee通讯模块、主控电路模块采用大容量一次锂电池供电，所述的机电驱动部分采用隧道内部电缆和电池混合电源供电。

进一步的方案是，所述激光扩散装置与所述雾幕机处于同一水平面，所述投影机与所述激光扩散装置之间距离为1.8m-4.8m，所述投影机斜向下安装，所述雾幕机喷出的雾散在虚拟墙上，使得投影机投射出的图像能在虚拟墙上显示。

进一步的方案是，所述激光扩散装置包括第一双凹透镜、凸透镜、第二双凹透镜，所述第一双凹透镜、凸透镜，第二双凹透镜中心均与所述等离子激光发射器的激光发射口中心处于同一水平线，所述等离子激光发射器发出的激光束经所述第一双凹透镜扩散后，由所述凸透镜进行准直，再由所述第二双凹透镜对准直后的激光束进行扩散。

进一步的方案是，所述雾幕机包括风机、水雾发生器、金属箱以及喷雾管，所述喷雾管沿着隧道口二衬铺设，所述金属箱安装在所述控制箱下方，所述喷雾管安装在所述金属箱上方，所述风机安装在所述金属箱中且处于所述喷雾管进口的正下方，所述水雾发生器安装在所述金属箱内的左方并将隧道内的消防用水引入所述水雾发生器中。

进一步的方案是，还包括设置在汽车上的安全预警系统，所述安全预警系统包括单片机、超声波接收检测器、超声波发射器和报警器；所述单片机输入端分别连接所述超声波接收检测器和超声波发射器，所述单片机输出端分别连接所述超声波发射器和所述报警器。

进一步的方案是，所述单片机采用单芯片微控制器8051，安装于汽车ECU系统；所述报警器为声光报警器。

本发明的有益效果：

本发明基于Zigbee无线通信组网技术，通过在隧道内布置一系列无线报警基站和隧道外现场报警系统，使得当隧道内有事故发生时，只需按下报警基站的报警按钮报警信号即被触发并依次传递给隧道入口方向的其它报警基站，直至隧道外的现场报警系统上，现场报警系统警示隧道外部车辆不再进入隧道，防止二次事故的发生，达到驾驶员自救、互救的目的，减少人民群众生命财产的损失，同时加快高速公路交警对隧道内突发情况的反应速度。

本发明中的现场报警系统采用激光技术在隧道洞口形成一道激光虚拟墙，并利用海市蜃楼的原理将隧道内的交通事故图像信息显示在虚拟墙上，便于引起司机的注意力，能更好的警示司机前方隧道发生交通事故，相比于传统的可变情报板来说，虚拟墙显示范围更大、极易吸引行车司机的眼球；

本发明采用雾幕机向洞口喷射雾气，投影机将监控中心发来的隧道内交通事故图像信息投射到雾幕机喷出来的雾气上，在该雾气上呈现出隧道内的交通事故图像信息，并在图像上显示事故类型的汉字，以提醒来车司机该隧道内交通安全事故的类型使司机能够远距离获知隧道内发生交通事故的信息；

本发明在隧道监控中心配有远程监控软件，可对现场情况进行实时动态监控，达到同步指挥的目的；

本发明通过在汽车上安装超声波测距系统的安全预警系统，实现通过对汽车前后方、左右方距离的有效快速测量，实现了汽车自动避障；使得在隧道内发生事故时已驶入隧道内部且位于事故现场后方的汽车提前减速或刹车或变更车道，进一步的防止二次的事故发生。

附图说明

图1为本发明实施例一种车辆碰撞紧急报警呼叫装置中事故报警系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中现场报警系统的安装结构示意图；

图3为本发明实施例中激光扩散装置的结构示意图；

图4为本发明实施例中雾幕机的结构示意图；

图5为本发明实施例中现场报警系统的原理结构图；

图6为本发明实施例中安全预警系统的流程结构图；

附图标注：1-等离子激光发射器；2-激光扩散装置；20-第一双凹透镜；21-凸透镜；22-第二双凹透镜；3-投影机；4-控制箱；5-雾幕机；50-风机；51-水雾发生器；52-金属箱；53-喷雾管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-6所示，本发明的一个实施例公开了一种车辆碰撞紧急报警呼叫装置，包括事故报警系统，事故报警系统包括报警基站、信号中继器、现场报警系统、远程控制器和监控中心，报警基站分布设置于隧道内部用于当隧道内产生事故时启动报警信号，该报警基站包括电路部分和机电驱动部分，电路部分包括有Zigbee通讯模块、主控电路模块，报警基站的报警信号通过无线网络在隧道内各个报警基站之间传输，且报警基站的事故报警信号最终传至远程控制器，并由远程控制器驱动现场报警系统，远程控制器通过GSM/GPRS网络与监控中心相互通信，监控中心可通过远程控制器对报警基站、信号中继器、现场报警系统进行远程监控，现场报警系统设置于由多个隧道构成的隧道群的入口处，且相邻的隧道之间设置有信号中继器，将多个隧道连接组成一个隧道群报警系统，报警基站的事故报警信号被触发时，报警信号只往隧道群入口的方向传递设置；

通过本发明在隧道内一旦发生事故或车辆故障停车，只要有任何一个报警基站触发报警，其报警信号即被无线网络传递给其它报警基站，最终传至远程控制器，由远程控制器驱动现场报警系统提醒后续车辆不再高速进入隧道群，以免发生冲撞、追尾等二次事故。

通过在相邻的隧道之间设置信号中继器，将多个隧道连接组成一个隧道群报警系统，如此在高速公路多隧道路段，通过信号中继器将多个相邻的隧道连接组成一个隧道群报警系统，不仅减少设备安装成本，而且可以有效地防止整个隧道群发生冲撞、追尾等二次事故。

在本实施例中，设置于隧道内的报警基站以及隧道间的信号中继器组成Zigbee无线网络，远程控制器为Zigbee网络中心节点设备。Zigbee是IEEE802.15.4协议的代名词，具有近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的特点，非常符合大容量近距离的网络应用，本发明采用Zigbee无线网络具有较好的成本优势。

在本实施例中，报警基站安装于隧道内壁两侧，报警基站的安装高度距离地面2.1m-2.2m。设置上述高度的报警基站，方便地给出现故障或事故车辆的司机用手去启动报警基站触发事故报警信号。

在本实施例中，相邻两个报警基站的间隔设置为18m-35m。通过设置上述的间距，使得报警基站的警示效果和成本得到综合考虑，即节约了成本，又有很方便的警示报警作用。

在本实施例中，Zigbee通讯模块、主控电路模块采用大容量一次锂电池供电，的机电驱动部分采用隧道内部电缆和电池混合电源供电。

现场报警系统包括等离子激光发射器1、激光扩散装置2、投影机3、控制箱4以及雾幕机5，等离子激光发射器1和投影机3安装在隧道入口拱顶处，且等离子激光发射器1偏向洞口，激光扩散装置2安装在等离子激光发射器1的激光发射头部，用于扩散等离子激光发射器1发射的激光束，使得等离子激光发射器1发出的激光束能在隧道洞口形成一道激光虚拟墙，等离子激光发射器1发射出的是红色激光束，红光是一种比较醒目的光，在视觉和精神上给人一种短暂的精神震慑，便于引起来车司机的注意，控制箱4安装在隧道二衬拱腰处，其中控制箱4和投影机3通过信号线与隧道中央控制管理系统连接，接收隧道中央控制管理系统发来的隧道内交通事故信息，并由控制箱4根据隧道中央控制管理系统发来的信息控制等离子激光发射器1和雾幕机5工作，沿着隧道洞口二衬上铺设雾幕机5，用于为投影机3提供投影介质。

在本实施例中，激光扩散装置2与雾幕机5处于同一水平面，投影机3与激光扩散装置2之间距离为1.8m-4.8m，投影机3斜向下安装，雾幕机5喷出的雾散在虚拟墙上，使得投影机投射出的图像能在虚拟墙上显示。

在本实施例中，激光扩散装置2包括第一双凹透镜20、凸透镜21、第二双凹透镜22，第一双凹透镜20、凸透镜21，第二双凹透镜22中心均与等离子激光发射器1的激光发射口中心处于同一水平线，等离子激光发射器1发出的激光束经第一双凹透镜20扩散后，由凸透镜21进行准直，再由第二双凹透镜22对准直后的激光束进行扩散，使得等离子激光发射器1发出的激光束能布满隧道口。

在本实施例中，雾幕机5包括风机50、水雾发生器51、金属箱52以及喷雾管53，喷雾管53沿着隧道口二衬铺设，金属箱52安装在控制箱4下方，喷雾管53安装在金属箱52上方，风机50安装在金属箱52中且处于喷雾管53进口的正下方，水雾发生器51安装在金属箱52内的左方并将隧道内的消防用水引入水雾发生器51中。

当隧道内未发生交通安全事故时，监控中心不向控制箱4和投影机3发送信息，等离子激光发射器1、投影机3、雾幕机5不工作，即不在隧道洞口形成激光虚拟墙和显示图像信息，而隧道内发生交通安全事故时，工作人员通过监控中心将该交通安全事故的类型、图像信息分别发送给控制箱中的PLC控制器和投影机3，由PLC控制器控制离子激光发射器1发射激光束，该激光束在激光扩散装置2的作用下在隧道洞口形成一道虚拟墙，提示司机隧道内发生了交通事故，且控制控制水雾发生器51产生水雾，并控制风机50将水雾发生器51产生的水雾吹向喷雾管53中，由喷雾管53向隧道口扩散水雾，投影机3将监控中心发来的隧道内交通事故图像信息投射到喷雾管12喷出来的雾气上，在该雾气上呈现出隧道内的交通事故图像信息，并在图像上显示事故类型的汉字，通过汉字加图像的信息来提醒司机该隧道内交通安全事故的类型，便于来车司机能在洞外得知隧道内发生交通事故及其类型，避免司机盲目的将车辆驶入发生交通事故的隧道，减少二次事故的发生。

在本实施例中，还包括设置在汽车上的安全预警系统，安全预警系统包括单片机、超声波接收检测器、超声波发射器和报警器；单片机输入端分别连接超声波接收检测器和超声波发射器，单片机输出端分别连接超声波发射器和报警器。

超声波测距系统的分辨率取决于对超声波传感器的选择。超声波传感器是一种采用压电效应的传感器，常用的材料是压电陶瓷。由于超声波在空气中传播时会有相当的衰减，衰减的程度与频率的高低成正比，而频率高分辨率也高，故短距离测量时应选择频率高的传感器，而长距离的测量时应用低频率的传感器。故在本发明实施例中，超声波发射器、超声波接收器均采用压电式超声波换能器。

在本实施例中，单片机采用单芯片微控制器8051，安装于汽车ECU系统；单片机是超声波测距系统的核心部分，功耗低、经济易用，具有良好的集成性能。报警器为声光报警器。通过声光报警提醒司机注意调整车距。

超声波测距的原理是利用超声波的发射和接收，根据超声波传播的时间来计算出传播距离。本实施例的安全预警系统采用的测距方法为反射波方式，即发射波被物体反射回来后接收的反射波方式。单片机发出40kHZ的信号，经放大后通过超声波发射器输出，超声波接收器将接收到的超声波信号并经放大和滤波处理后，启动单片机中断程序，测得时间为t，再由单片机进行判别、计算，得出距离数。发射器发出的超声波以速度v在空气中传播，在遇到障碍物时，超声波信号被反射返回，由接收器接收，其往返时间为t，由s＝vt/2即可算出汽车与障碍物之间的距离。当距离小于预设值时，声音报警电路会发出报警，以便提醒驾驶员注意并调整距离。

本发明通过在汽车上安装超声波测距系统的安全预警系统，实现通过对汽车前后方、左右方距离的有效快速测量，实现了汽车自动避障；使得在隧道内发生事故时已驶入隧道内部且位于事故现场后方的汽车提前减速或刹车或变更车道，进一步的防止二次的事故发生。

最后说明的是，以上仅对本发明具体实施例进行详细描述说明。但本发明并不限制于以上描述具体实施例。本领域的技术人员对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都涵盖在本发明范围内。