【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及隧道安全設施，具體涉及一種聲像結合的多層螺旋隧道視線誘導系統。
技術介紹
1、在重慶等地形復雜多變的山地城市建設中，由于山城特有的高低起伏特性，兩條立交道路銜接高度相差較大，有時可達到20～30m，且立交因受到用地條件的限制而沒有足夠的延展長度來過渡這樣的高度差異。要解決上述矛盾,工程師們在設計過程中經常采用螺旋隧道這一解決方案，螺旋隧道將垂直方向上的高度變化轉化為水平方向上的螺旋上升或下降，使車輛可以在相對較短的水平距離內，通過螺旋上升或下降來完成從低處到高處或從高處到低處的過渡，進而有效地消減高度落差。
2、當隧道穿越的地形存在高差非常大時，為了保持道路的連續性和坡度滿足設計標準，則需采用多層螺旋隧道設計，這樣可以有效地降低坡度，提高行車的安全性和舒適性。且特別對于重慶地處山區，地形起伏較大，為了在城市中心或土地資源緊張的區域建設地下車庫，多層螺旋隧道設計可以有效地連接各樓層且適應地形變化，減少土地占用。
3、但多層螺旋隧道存在以下缺點：(1)螺旋隧道內彎道和坡度變化較小，車輛行駛在不同樓層之間時，駕駛員往往難以準確判斷當前所處的樓層位置；這可能導致駕駛員在尋找出口或與其他車輛會車時產生困惑，增加行車風險；(2)為了降低坡度，多層螺旋隧道需要設計較急的轉彎，這使得駕駛員能看到的前方隧道側壁空間有限，這限制了駕駛員的視野范圍；駕駛員在行駛過程中難以觀察到前方的路況和潛在障礙物，增加了行車風險。(3)由于急轉彎和視覺受限，駕駛員在行駛過程中容易壓線；(4)多層螺旋隧道內部通常較為黑暗，需要依
技術實現思路
1、本專利技術意在提供一種聲像結合的多層螺旋隧道視線誘導系統，以解決駕駛員行駛在多層螺旋隧道內無法準確判斷當前所處的樓層位置的技術問題。
2、為達到上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種聲像結合的多層螺旋隧道視線誘導系統，包括車輛檢測模塊、聲音播報模塊、控制模塊；
3、所述車輛檢測模塊包括用于監測車輛經過的紅外感應單元和用于存儲各紅外感應單元安裝坐標的位置信息單元，所述紅外感應單元為多個，多個紅外感應單元依次間隔設置在隧道的檢修道上；車輛檢測模塊與控制模塊電信號連接；
4、所述控制模塊包括用于存儲播報內容的語音單元，控制模塊將接收到的紅外感應單元與語音單元內的播報內容匹配，并向聲音播報模塊發送攜帶有播報內容的播報指令；
5、所述聲音播報模塊包括發聲單元，發聲單元設置在車輛內，聲音播報模塊根據接收到的播報指令控制發聲單元實時播報車輛所在螺旋隧道的層數信息。
6、本方案的原理及優點是：實際應用時，當車輛經過安裝在隧道檢修道上的紅外感應單元時，該單元會檢測到車輛并發送信號至控制模塊。控制模塊中預先存儲了與各紅外感應單元對應的播報內容，即各紅外感應單元所在位置的隧道層數信息；控制模塊根據接收到的信號，匹配相應的播報內容，并生成攜帶有該播報內容的播報指令發送給聲音播報模塊。聲音播報模塊接收到播報指令后，通過車輛內的發聲單元實時播報車輛所在的螺旋隧道層數信息；
7、通過實時播報車輛所在的螺旋隧道層數信息，駕駛員可以準確判斷當前位置，減少因樓層判斷失誤而引發的行車風險，如出口尋找錯誤、會車時發生碰撞等，該方案不依賴于外部光源，而是通過車輛內的發聲單元進行播報，因此不受隧道內部光照條件的影響，即使在照明不足的區域也能正常工作，本專利技術通過聲音信息補充了視覺信息的不足，使駕駛員在行駛過程中能夠更全面地了解前方路況紅外感應單元和控制模塊安裝在隧道的檢修道上，方便日后的維護和更換；而聲音播報模塊則集成在車輛內部，無需對隧道進行大規模改造。
8、優選的，作為一種改進，所述紅外感應單元的安裝位置和安裝數量由圓心角度數決定；圓心角度數計算公式為：
9、當螺旋隧道的線形投影為圓形時，
10、當螺旋隧道的線形投影為橢圓形時：
11、式中，t為駕駛員反應時間；f為縱向附著系數；i為平均坡度；r為隧道半徑，ra為橢圓隧道的長半徑，rb為橢圓隧道的短半徑；α為圓心角度數；v為車輛制動初速度。
12、該改進的有益效果是：由圓心角度數決定紅外感應單元的安裝位置和數量，使得單層螺旋隧道一周的紅外感應單元均能得到有效步驟，本方案可適應多種圓形或橢圓形規格的隧道設計，以提供更合理的紅外感應單元布局，確保駕駛員在行駛至下一樓層時能及時獲得樓層信息；且由圓心角度布局紅外感應單元，便于確定和管理紅外感應單元的坐標和所屬樓層；傳統的間隔一定距離設置方法無法適應多層螺旋隧道中復雜的線形和坡度變化；
13、由該計算公式使得在轉彎或坡度變化較大的區域，駕駛員能夠得到及時準確的層數信息；合理分布的紅外感應單元可以減少不必要的播報，避免駕駛員在行駛過程中受到過多信息的干擾；有助于駕駛員更好地掌握車輛位置和行駛狀態，避免因誤判或信息不足而導致的行車風險。
14、優選的，作為一種改進，所述車輛制動初速度的數值由螺旋隧道的設計速度計算得到；
15、當螺旋隧道的設計速度為80-120km/h時，車輛制動初速度為設計速度的85％；
16、當螺旋隧道的設計速度為40-80km/h時，車輛制動初速度為設計速度的90％；
17、當螺旋隧道的設計速度小于40km/h時，車輛制動初速度為設計速度。
18、該改進的有益效果是：便于確定車輛制動初速度的具體數值，且根據螺旋隧道的設計速度調整車輛制動初速度取值，可以確保車輛在螺旋隧道內行駛時擁有足夠的制動距離，避免因速度過快而引發的交通事故，從而提高行車安全性。
19、優選的，作為一種改進，所述視線誘導系統還包括圖像指示模塊，所述圖像指示模塊包括發光視線誘導單元，所述發光視線誘導單元包括發光標組，發光標組設置在所述紅外感應單元沿車輛行駛方向前方的隧道側壁上，所述控制模塊還用于在接受到紅外感應單元發出的電信號時，控制對應發光標組亮起。
20、該改進的有益效果是：發光標組的設置能夠為駕駛員提供明確的視覺指引，特別是在隧道內光線較暗或視線不佳的情況下，這些發光標組能夠顯著提升駕駛員對道路前方情況的感知，降低因視線不清而導致的交通事故風險；通過紅外感應單元與控制模塊的聯動，當感應到車輛靠近時，對應的發光標組能夠迅速亮起，實現實時的視覺提示，這種快速的響應能力可以確保駕駛員在第一時間獲得準確的信息，并據此作出反應，且因在螺旋隧道內駕駛員的視野范圍有限，僅能看到距離較近的發光標組，暫不亮起無法被看到的較遠發光標組可節約一定能耗；突然亮起的發光標組還可起到為駕駛員提供視覺上的刺激，從而減輕駕駛疲勞，提高駕駛體驗。
21、優選的，作為一種改進，所述發光標組包括多個發光標，所述控制模塊還用于控制單個發光標組內的多個發光標沿車輛行駛方向依次亮起，相鄰兩個發光標的亮起間隔0.1s，且每個本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種聲像結合的多層螺旋隧道視線誘導系統，其特征在于：包括車輛檢測模塊、聲音播報模塊、控制模塊；
2.根據權利要求1所述的一種聲像結合的多層螺旋隧道視線誘導系統，其特征在于：所述紅外感應單元的安裝位置和安裝數量由圓心角度數決定；圓心角度數計算公式為：
3.根據權利要求2所述的一種聲像結合的多層螺旋隧道視線誘導系統，其特征在于：所述車輛制動初速度的數值由螺旋隧道的設計速度計算得到；
4.根據權利要求3所述的一種聲像結合的多層螺旋隧道視線誘導系統，其特征在于：所述視線誘導系統還包括圖像指示模塊，所述圖像指示模塊包括發光視線誘導單元，所述發光視線誘導單元包括發光標組，發光標組設置在所述紅外感應單元沿車輛行駛方向前方的隧道側壁上，所述控制模塊還用于在接受到紅外感應單元發出的電信號時，控制對應發光標組亮起。
5.根據權利要求4所述的一種聲像結合的多層螺旋隧道視線誘導系統，其特征在于：所述發光標組包括多個發光標，所述控制模塊還用于控制單個發光標組內的多個發光標沿車輛行駛方向依次亮起，相鄰兩個發光標的亮起間隔0.1s，且每個發光標亮起時長為3s
6.根據權利要求5所述的一種聲像結合的多層螺旋隧道視線誘導系統，其特征在于：所述發光標呈箭頭狀，發光標的箭頭方向指向車輛行駛方向。
7.根據權利要求6所述的一種聲像結合的多層螺旋隧道視線誘導系統，其特征在于：所述圖像指示模塊還包括坡度引導線，所述坡度引導線設置在隧道壁，坡度引導線在上坡路段時，沿車輛行駛方向設置為自下而上的斜線，坡度引導線在下坡路段時，沿車輛行駛方向設置為自上而下的斜線；
8.根據權利要求7所述的一種聲像結合的多層螺旋隧道視線誘導系統，其特征在于：單段所述坡度引導線和間隔線均包括n道單線，n道單線的色彩采用黃色和藍色間隔設置，單線的數量n由螺旋隧道的層數決定；螺旋隧道第n層的坡度引導線或間隔線的顏色模式計算公式為：
9.根據權利要求8所述的一種聲像結合的多層螺旋隧道視線誘導系統，其特征在于：所述視線誘導系統還包括投影警示模塊，所述投影警示模塊包括立體視窗投影裝置，所述立體視窗投影裝置設置在所述紅外感應單元沿車輛行駛方向前方的檢修道上，所述控制模塊還用于在接受到紅外感應單元發出的電信號時，控制對應立體視窗投影裝置投影，立體視窗投影裝置向路面投出含有螺旋隧道樓層信息的投影圖像。
10.根據權利要求9所述的一種聲像結合的多層螺旋隧道視線誘導系統，其特征在于：
...【技術特征摘要】
1.一種聲像結合的多層螺旋隧道視線誘導系統，其特征在于：包括車輛檢測模塊、聲音播報模塊、控制模塊；
2.根據權利要求1所述的一種聲像結合的多層螺旋隧道視線誘導系統，其特征在于：所述紅外感應單元的安裝位置和安裝數量由圓心角度數決定；圓心角度數計算公式為：
3.根據權利要求2所述的一種聲像結合的多層螺旋隧道視線誘導系統，其特征在于：所述車輛制動初速度的數值由螺旋隧道的設計速度計算得到；
4.根據權利要求3所述的一種聲像結合的多層螺旋隧道視線誘導系統，其特征在于：所述視線誘導系統還包括圖像指示模塊，所述圖像指示模塊包括發光視線誘導單元，所述發光視線誘導單元包括發光標組，發光標組設置在所述紅外感應單元沿車輛行駛方向前方的隧道側壁上，所述控制模塊還用于在接受到紅外感應單元發出的電信號時，控制對應發光標組亮起。
5.根據權利要求4所述的一種聲像結合的多層螺旋隧道視線誘導系統，其特征在于：所述發光標組包括多個發光標，所述控制模塊還用于控制單個發光標組內的多個發光標沿車輛行駛方向依次亮起，相鄰兩個發光標的亮起間隔0.1s，且每個發光標亮起時長為3s。
6.根據權利要求5所述的一種聲像結合的多層螺旋隧道視線誘導系統...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭展驥，謝麗敏，凃強，鄭禮偉，馮昌奎，徐進，
申請(專利權)人：重慶交通大學，
類型：發明
國別省市：
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