[发明专利]一种人性化自适应减速系统及其设计方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及交通科学，具体说就是一种人性化自适应减速系统的设计方法。

(二)背景技术

减速带，亦称减速垄，是用于减速机动车、非机动车行驶速度的道路安全设施，对抑制交通事故的发生发挥重要的作用。减速带通常配合一定的限速标志共同发挥作用，既可以保障汽车行驶过程的安全性，又起到缓冲减速目的，减少交通事故发生。

近年来，随着我国社会经济的发展，道路等级不断提升，汽车数量迅猛增长，道路上的交通事故也日益突出。据近年统计资料显示，超速行驶导致死亡约占道路交通总死亡人数的15％左右，是导致交通事故伤亡的重要原因之一。其影响因素主要有以下几个方面：其一，驾驶员不遵守道路交通标识标线限速，限速标志遵章率不高；其二，驾驶员对速度的主观感受因人而异，驾驶员即使获取限速信息，实施减速，未必能够保证行驶速度满足规定限速值。此外，道路使用者对减速带的要求不再局限于“减速”这一最低层面上，而是越来越关注使用减速带的安全性、舒适性和方便性。因此，为了进一步提高减速限速功能的效率和质量，充分体现以人为本的特色，提高使用减速带的安全性和舒适程度，迫切需要一种能够提高限速效率的人性化减速系统。

目前常见的减速带有橡胶减速带、圆形减速带、太阳能减速带。这些减速带均属静态的减速设施，国内外也通常采用此种减速方法对行驶车辆进行减速。静态减速带设计的缺点是不能及时适应速度环境的变化，即使车辆以低于限速值的速度行驶时，仍然会受到减速带来的干扰。因此，一种根据行驶速度动态实施减速效果的减速装置，可以使速度与环境密切配合，从而改进现有道路交通减速带的不足。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种通过检测到达车辆车速，与道路路段限速值比较，决定是否对车辆实行强制减速的人性化自适应减速系统及其设计方法。

本发明的目的是这样实现的：所述的人性化自适应减速系统是由减速装置、传动装置、电动机、传输电缆、单片机和车辆检测线圈组成的，减速装置连接传动装置，传动装置连接电动机，电动机通过传输电缆与单片机连接，单片机连接车辆检测线圈。

所述的人性化自适应减速系统的设计方法，步骤如下：

步骤一：路段限速标志

在距离车辆检测线圈前方为S的地点设置路段限速标志，以告知驾驶员进行减速，为使驾驶员能够在该距离内减速至合理要求，距离S需满足一定的要求，具体计算如下：

S——车辆检测线圈距限速标志距离，m；

V₁——初始速度，km/h；

V₀——路段限速值，km/h；

——摩擦系数；

f——滚动阻力系数；

i——坡度；

根据路段平均行车速度、路段限速值，计算出S，具体设置过程中，只要限速标志距车辆检测线圈的距离大于S即可；

步骤二：减速装置

人性化自适应减速系统的减速装置由弧状部分与平面部分两部分组成，预埋至弧状圆槽内，当车辆未超速时，撤销减速效果，保证车辆舒适行驶的状态，要求自自适应减速装置露出地面部分的宽度尺寸在300mm±5mm至400mm±5mm范围内，高度尺寸在25mm±2mm至70mm±2mm范围内，且高度与宽度尺寸之比不大于0.7；考虑舒适度问题，减速装置的弧状部分凸出地面高度尺寸取70mm，计算可知，初始状态凸出地面圆弧对应的圆心角为90度，凸出地面的高度为反推得知减速装置弧状部分对应的半径R＝141.4mm，减速装置平面部分与地面相接时，其对应的平面宽度为1.414R，即200mm；故减速装置的初始状态为弧状部分凸出地面，凸出高度设计70mm，宽度设计200mm，平面部分宽度设计200mm；

步骤三：预检行驶车辆速度

预检装置采用车辆检测线圈来实现，车辆检测线圈埋置于减速装置前方距离L处，当有车辆驶过车辆检测线圈时，车辆切割磁力线产生振荡频率，利用开始和结束之间的时间间隔测量汽车的移动速度，车辆行驶的点速度被及时记录下来并通过电缆将车速信息传送给单片机，车辆检测线圈与减速装置的距离L由限速值即阈值V₀、单片机处理时间t₁和电机转动到指定位置所需时间t₂共同决定，它们之间满足以下关系：

L/V₀＞t₁+t₂

根据实际情况，车辆检测线圈和减速装置之间的距离应大于等于车身长度，这里取均值L＝5m；