论文部分内容阅读
[摘 要]本文针对高速公路用的路障设施技术现状，通过调研其发展历程与发展趋势，结合当前一些先进多功能路障设施，开展了系列对比分析，阐述了先进多功能路障设施发展的必要性和紧迫性，并结合一种新型多功能路障设施阐述网络技术发对今后先进路障设施的发展趋势进行了展望。
[关键词]路障设施、先进、多功能、互联网+
中图分类号：S323 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）18-0296-02
1 引言
随着我国社会经济的高速发展，汽车已经成为人们日常的必需品，如此庞大的汽车保有量随之带来的问题就是发生交通事故的数量不断上升，加上高速公路的高行驶速度特点，以至于高速公路上的交通事故严重性遠远高于普通公路，如何解决这项问题如今已成为一大热点，合理有效地布置路障（减速设施）成了交通管控措施不可或缺的重要措施之一。而目前高速交通管理部门常用的反光减速带存在功能单一、不能适应网络化发展趋势。除此之外，近些年也发展了一些所谓的先进路障设施，但从实际应用角度看来，仍然无法对高速行驶汽车起到有效适当的警示作用，不适用夜间视线不清晰的场合，对结冰等极度危险道路不能起到有效警示作用，更谈不上对汽车的实时监测和网络化管控的发展趋势。
本文针对当前我国路障设施的应用情况，结合高速公路减速设施要求和应用环境，通过查找相关资料，对高速公路用传统路障设施和多功能路障设施进行技术分析，逐步阐述满足网络化发展趋势的高速公路用多功能路障设施的发展必要性。
2 高速公路常用传统路障设施
高速交通事故统计结果表明，超过80%的高速交通事故与超速行驶行为有关，所以在高速公路上常用减速路障设施来提醒甚至限制车辆的行驶速度，这是保障高速公路安全行驶行之有效的措施之一。因此，一般情况下都是结合事故易发路段特点，通过合理设置有效的路障减速设施，从心里和行为上提醒驾驶员减速谨慎驾驶，以此达到减少交通事故的目的。
目前高速公路常用的减速措施有限速标志、减速标线和减速带。其中减速带是典型的路障设施，一般有橡胶材质减速带、热塑减速带、凸起道钉减速带，其基本原理就是布置略突出于道路表面，尤其是凸起道钉减速带，在车辆通过时通过振动甚至剧烈颠簸等提醒驾驶员降低车速行驶。一般来说凸起道钉只在高速进出口或进出服务区才能使用，而在高速公路路面是主要以橡胶减速带和热塑减速带为主。
当然近些年也发展了一些可反光的减速带，其本质就是在凹凸槽内设置反光块，反光块包括位于凹槽内壁上的反光组，而反光组是由两个相互垂直的镜面组成，也就是说是利用光的反射原理通过车灯的照射形成反光效应，以达到提醒驾驶员减速慢行的目的。
但不管是传统的减速路障设施，还是具有反光功能的路障设施，由于夜间视线不好，尤其在一些恶劣天气下如结冰大雾等难以起到真正的警示作用，加上本身功能单一难以满足车辆信息跟踪等先进路障管控要求，其必将会被一些先进的多功能路障设施技术所替代。
3 高速公路用先进多功能路障设施技术
3.1 先进多功能路障设施技术发展现状
随着信息技术的发展，越来越多的先进路障概念也被不断提出，这其中有将网络通信技术、RFID射频技术、蓝牙技术、自动控制技术、智能化理念等应用于路上设施。其中有基于自动收放的高速公路路障设施、基于蓝牙技术的智能路障设施主要基于考虑当前高速公路的放置和回收都是人工进行操作，其作业速度慢、安全系数不高，甚至在有的短时间内根本无法完成特定任务。通过设计自动收放、甚至远程遥控的路障设施可以为道路养护带来极大的工作方便，降低工作人员劳动强度，提高工作效率，保障路障设施放置和操作的安全可靠性。
另外，乐视控股公司申请的基于汽车的路障检测方法专利，能用于解决汽车行驶过程中无法自动检测或者靠人眼无法检测路面路障信息的问题，主要通过设置先进路障装置和与之配套的汽车路障检测装置，来协助驾驶员和汽车对路态状况的检测与提示，对于极度危险路段和恶劣环境给予报警提醒，以此来减少高速公路上的事故发生率。可见今后的路障设施一定是朝着先进多功能方向发展，而且会形成与汽车及其驾驶技术协同发展的局面。
3.2 一种新型多功能路障设施
本文通过对一种新型多功能路障设施进行细致分析，来阐述互联网+、大数据、人工智能等技术发对今后先进路障设施技术推动作用。
图1所示的这种新型多功能路障设施包括反光条（1）、耐高温环保塑料材质主体（2）、红外传感器（3）、太阳能板（4）、固定螺丝（5）、结冰传感器（6）、内置微型RFID读写设备（7）。
该故障设施采用单个四棱台减速桩，安装在禁止变线的黄色或白色标线上，由固定螺丝（5）固定，多个为一组，间距小段距离，放置于事故多发处和转弯处等。当在道路上压线行驶时时，有助于警示司机。在耐高温环保塑料材质主体（2）上设置反光条（1）。车辆在夜间行驶时，可以反射车灯的光线，间接照亮整条车道，可使驾驶员明晰道路情况，防止事故发生。同时，耐高温环保塑料材质主体（2）上配备结冰传感器（6），通过混频信号对不同物质反馈的信号的差异，可测量道路的结冰厚度，在冰厚达到警戒高度时将警报信息发送回交通管理部门，以便于相关部分及时做出应对措施。另外，内置微型RFID读写设备（7），只要为进入高速公路的车辆配发复合通行卡，即可写入和读取行驶车辆的路径信息，为司机提供更快捷方便的路径规划，同时还可以有效防止违法司机逃票违章。
可见，该新型多功能路障设施可以对车辆进行实时测速，其配置红外斜置遮挡测速设备，通过前后多路障识别道路左（右）侧汽车通过时遮挡红外线的情况判断车速。以两个减速路障为例，车辆通过前后两个路障可认为速度相差不大，当汽车通过第一个路障时，红外传感器（3）检测到一次信号，路障开始计时，车辆到达下一个路障时，红外传感器（3）检测到第二次信号，通过信号时间差、两路障的固定距离，计算出车速大小。当车辆离开红外遮挡范围时停止计时，比较前后两路障计时时间，若相同则可认定为同一辆车。若检测到车辆超速则借助内置微型RFID读写设备（7）识别的复合通行卡所储存的汽车信息，通过自带的环形天线，将违规车辆信息传回交通管理局信息中心。 除此之外，该新型路障设施采用了全太阳能供电，较大面积覆盖太阳能板（4），传入内置电池备用，由于各项设备均采用低能耗设计，如果不出现过于极端的恶劣情况，可连续使用多日。材料上也采用耐高温环保塑料材质主体（2），可耐高温，防暴晒，即使温度过高也不会对环境造成破坏。因为物联网的大潮流已不可避免，所以可预见未来汽车将配备无线射频装置，至此，本装置将不仅仅只限用于高速公路的识别，也将普及在城市间各个道路上发挥作用。
4 高速公路用先进多功能路障设施发展展望
从近些年高速公路的先进多功能路障设施技术发展来看，已经有将网络技术、大数据等技术应用充分地与高速公路路障等监测设备上所使用的趋势。随着今后互联网+技术的进一步发展，可以预见，未来开发的路障设施将会配备无线网络传输接口、GPS等功能模块，通过网络将各种先进的路障设施连接起来，实现路障设施的联网监控，来对道路状况如拥堵、结冰、大雾、落石、暴雨、超速等问题给予实时监控，其技术的先进性带来功能的多样性，以此来更好地起到保障高速公路安全的目的。
5 结论
当前所提的先进多功能路障設施的各种技术元素都是现有成熟技术，实现起来并不难，或者说在技术上是完全可以实现的。从路障设施技术发展来看，传统单一的路障设施虽然在目前甚至在今后一段时间内仍然将会承担路障提醒功能，但难以满足实际公路交通的管理需求，比如今后无人驾驶技术的发展，很多传统的技术是不能适应先进驾驶技术的要求，因此适时提前发展先进多功能路障设施是很有必要的也是紧迫的。
参考文献
[1] 韩艳，山程明.减速带减速原理及其应用[J].道理交通与安全，2009（6）：16-20.
[2] 周义勇，顾文彪，陈凌.基于高速公路路障自动收放的控制系统[J].黑龙江交通科技，2014（7）：168-169.
[3] 李丹丹.高速公路减速设施的设置与应用[D].长安大学，2011.
[4] 张爱梅.公路限速路段高效减速带.实用新型专利，授权号：CN206328697U.
[5] 吴俭涛，孙利，王帅.可反光的减速带.实用新型专利，授权号：CN202899054U.
[6] 王雷.基于汽车的路障检测方法.实用新型专利，授权号：CN106183981U.
[关键词]路障设施、先进、多功能、互联网+
中图分类号：S323 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）18-0296-02
1 引言
随着我国社会经济的高速发展，汽车已经成为人们日常的必需品，如此庞大的汽车保有量随之带来的问题就是发生交通事故的数量不断上升，加上高速公路的高行驶速度特点，以至于高速公路上的交通事故严重性遠远高于普通公路，如何解决这项问题如今已成为一大热点，合理有效地布置路障（减速设施）成了交通管控措施不可或缺的重要措施之一。而目前高速交通管理部门常用的反光减速带存在功能单一、不能适应网络化发展趋势。除此之外，近些年也发展了一些所谓的先进路障设施，但从实际应用角度看来，仍然无法对高速行驶汽车起到有效适当的警示作用，不适用夜间视线不清晰的场合，对结冰等极度危险道路不能起到有效警示作用，更谈不上对汽车的实时监测和网络化管控的发展趋势。
本文针对当前我国路障设施的应用情况，结合高速公路减速设施要求和应用环境，通过查找相关资料，对高速公路用传统路障设施和多功能路障设施进行技术分析，逐步阐述满足网络化发展趋势的高速公路用多功能路障设施的发展必要性。
2 高速公路常用传统路障设施
高速交通事故统计结果表明，超过80%的高速交通事故与超速行驶行为有关，所以在高速公路上常用减速路障设施来提醒甚至限制车辆的行驶速度，这是保障高速公路安全行驶行之有效的措施之一。因此，一般情况下都是结合事故易发路段特点，通过合理设置有效的路障减速设施，从心里和行为上提醒驾驶员减速谨慎驾驶，以此达到减少交通事故的目的。
目前高速公路常用的减速措施有限速标志、减速标线和减速带。其中减速带是典型的路障设施，一般有橡胶材质减速带、热塑减速带、凸起道钉减速带，其基本原理就是布置略突出于道路表面，尤其是凸起道钉减速带，在车辆通过时通过振动甚至剧烈颠簸等提醒驾驶员降低车速行驶。一般来说凸起道钉只在高速进出口或进出服务区才能使用，而在高速公路路面是主要以橡胶减速带和热塑减速带为主。
当然近些年也发展了一些可反光的减速带，其本质就是在凹凸槽内设置反光块，反光块包括位于凹槽内壁上的反光组，而反光组是由两个相互垂直的镜面组成，也就是说是利用光的反射原理通过车灯的照射形成反光效应，以达到提醒驾驶员减速慢行的目的。
但不管是传统的减速路障设施，还是具有反光功能的路障设施，由于夜间视线不好，尤其在一些恶劣天气下如结冰大雾等难以起到真正的警示作用，加上本身功能单一难以满足车辆信息跟踪等先进路障管控要求，其必将会被一些先进的多功能路障设施技术所替代。
3 高速公路用先进多功能路障设施技术
3.1 先进多功能路障设施技术发展现状
随着信息技术的发展，越来越多的先进路障概念也被不断提出，这其中有将网络通信技术、RFID射频技术、蓝牙技术、自动控制技术、智能化理念等应用于路上设施。其中有基于自动收放的高速公路路障设施、基于蓝牙技术的智能路障设施主要基于考虑当前高速公路的放置和回收都是人工进行操作，其作业速度慢、安全系数不高，甚至在有的短时间内根本无法完成特定任务。通过设计自动收放、甚至远程遥控的路障设施可以为道路养护带来极大的工作方便，降低工作人员劳动强度，提高工作效率，保障路障设施放置和操作的安全可靠性。
另外，乐视控股公司申请的基于汽车的路障检测方法专利，能用于解决汽车行驶过程中无法自动检测或者靠人眼无法检测路面路障信息的问题，主要通过设置先进路障装置和与之配套的汽车路障检测装置，来协助驾驶员和汽车对路态状况的检测与提示，对于极度危险路段和恶劣环境给予报警提醒，以此来减少高速公路上的事故发生率。可见今后的路障设施一定是朝着先进多功能方向发展，而且会形成与汽车及其驾驶技术协同发展的局面。
3.2 一种新型多功能路障设施
本文通过对一种新型多功能路障设施进行细致分析，来阐述互联网+、大数据、人工智能等技术发对今后先进路障设施技术推动作用。
图1所示的这种新型多功能路障设施包括反光条（1）、耐高温环保塑料材质主体（2）、红外传感器（3）、太阳能板（4）、固定螺丝（5）、结冰传感器（6）、内置微型RFID读写设备（7）。
该故障设施采用单个四棱台减速桩，安装在禁止变线的黄色或白色标线上，由固定螺丝（5）固定，多个为一组，间距小段距离，放置于事故多发处和转弯处等。当在道路上压线行驶时时，有助于警示司机。在耐高温环保塑料材质主体（2）上设置反光条（1）。车辆在夜间行驶时，可以反射车灯的光线，间接照亮整条车道，可使驾驶员明晰道路情况，防止事故发生。同时，耐高温环保塑料材质主体（2）上配备结冰传感器（6），通过混频信号对不同物质反馈的信号的差异，可测量道路的结冰厚度，在冰厚达到警戒高度时将警报信息发送回交通管理部门，以便于相关部分及时做出应对措施。另外，内置微型RFID读写设备（7），只要为进入高速公路的车辆配发复合通行卡，即可写入和读取行驶车辆的路径信息，为司机提供更快捷方便的路径规划，同时还可以有效防止违法司机逃票违章。
可见，该新型多功能路障设施可以对车辆进行实时测速，其配置红外斜置遮挡测速设备，通过前后多路障识别道路左（右）侧汽车通过时遮挡红外线的情况判断车速。以两个减速路障为例，车辆通过前后两个路障可认为速度相差不大，当汽车通过第一个路障时，红外传感器（3）检测到一次信号，路障开始计时，车辆到达下一个路障时，红外传感器（3）检测到第二次信号，通过信号时间差、两路障的固定距离，计算出车速大小。当车辆离开红外遮挡范围时停止计时，比较前后两路障计时时间，若相同则可认定为同一辆车。若检测到车辆超速则借助内置微型RFID读写设备（7）识别的复合通行卡所储存的汽车信息，通过自带的环形天线，将违规车辆信息传回交通管理局信息中心。 除此之外，该新型路障设施采用了全太阳能供电，较大面积覆盖太阳能板（4），传入内置电池备用，由于各项设备均采用低能耗设计，如果不出现过于极端的恶劣情况，可连续使用多日。材料上也采用耐高温环保塑料材质主体（2），可耐高温，防暴晒，即使温度过高也不会对环境造成破坏。因为物联网的大潮流已不可避免，所以可预见未来汽车将配备无线射频装置，至此，本装置将不仅仅只限用于高速公路的识别，也将普及在城市间各个道路上发挥作用。
4 高速公路用先进多功能路障设施发展展望
从近些年高速公路的先进多功能路障设施技术发展来看，已经有将网络技术、大数据等技术应用充分地与高速公路路障等监测设备上所使用的趋势。随着今后互联网+技术的进一步发展，可以预见，未来开发的路障设施将会配备无线网络传输接口、GPS等功能模块，通过网络将各种先进的路障设施连接起来，实现路障设施的联网监控，来对道路状况如拥堵、结冰、大雾、落石、暴雨、超速等问题给予实时监控，其技术的先进性带来功能的多样性，以此来更好地起到保障高速公路安全的目的。
5 结论
当前所提的先进多功能路障設施的各种技术元素都是现有成熟技术，实现起来并不难，或者说在技术上是完全可以实现的。从路障设施技术发展来看，传统单一的路障设施虽然在目前甚至在今后一段时间内仍然将会承担路障提醒功能，但难以满足实际公路交通的管理需求，比如今后无人驾驶技术的发展，很多传统的技术是不能适应先进驾驶技术的要求，因此适时提前发展先进多功能路障设施是很有必要的也是紧迫的。
参考文献
[1] 韩艳，山程明.减速带减速原理及其应用[J].道理交通与安全，2009（6）：16-20.
[2] 周义勇，顾文彪，陈凌.基于高速公路路障自动收放的控制系统[J].黑龙江交通科技，2014（7）：168-169.
[3] 李丹丹.高速公路减速设施的设置与应用[D].长安大学，2011.
[4] 张爱梅.公路限速路段高效减速带.实用新型专利，授权号：CN206328697U.
[5] 吴俭涛，孙利，王帅.可反光的减速带.实用新型专利，授权号：CN202899054U.
[6] 王雷.基于汽车的路障检测方法.实用新型专利，授权号：CN106183981U.