[发明专利]基于水幕投影的公路隧道柔性阻拦系统

权利要求书

1.一种基于水幕投影的公路隧道柔性阻拦系统，其特征在于：包括用于检测隧道洞口状态的摄像机、用于检测隧道洞口环境参数的参数检测单元、水幕发生单元、投影器、洞口警示单元以及控制单元；

所述摄像机和参数检测单元的输出端与控制单元的输入端连接，所述控制单元根据摄像机和参数检测单元输出信息控制水幕发生单元和投影器工作以及控制洞口警示单元工作。

2.根据权利要求1所述基于水幕投影的公路隧道柔性阻拦系统，其特征在于：所述参数检测单元包括亮度计和风速计，所述亮度计和风速计的输出端与控制单元的输入端连接。

3.根据权利要求1所述基于水幕投影的公路隧道柔性阻拦系统，其特征在于：所述水幕发生单元包括第一水幕阵列、第二水幕阵列、射灯、射灯座以及供水设备；

所述第一水幕阵列包括安装座和变压喷头，所述安装座至少为两个，同一个水幕安装座的变压喷头等间距布置，相邻两个安装座的变压喷头间隔设置；

所述射灯座位于第一水幕阵列和第二水幕阵列之间，所述射灯为多个且在射灯座上等间距布置；

所述第二水幕阵列包括一个安装座，所述安装座上等间距布置有多个变压喷头，所述供水设备向第一水幕阵列和第二水幕阵列供水，所述供水设备以及射灯由控制单元控制。

4.根据权利要求3所述基于水幕投影的公路隧道柔性阻拦系统，其特征在于：所述控制单元包括中央控制器、供水控制器、投影控制器以及控制输入设备；

所述中央控制器的信息输入端与参数检测单元和摄像头的输入端连接，所述控制输入设备的输出端与中央控制器的控制输入端连接，所述中央控制器与供水控制器和投影控制器通信连接，所述供水控制器控制供水设备工作，所述投影控制器控制射灯工作。

5.根据权利要求4所述基于水幕投影的公路隧道柔性阻拦系统，其特征在于：所述洞口警示单元包括声光报警器和交通信号灯，所述声光报警器和交通信号灯等控制输入端均与中央控制器的输出端连接。

6.根据权利要求4所述基于水幕投影的公路隧道柔性阻拦系统，其特征在于：所述中央控制器根据如下方法控制投影器的投射亮度E:

E＝M*(1+C)L，其中，M为隧道路面的平均亮度和照度的换算系数，C为水幕投影和洞口亮度的对比度，L为隧道洞口的亮度。

7.根据权利要求4所述基于水幕投影的公路隧道柔性阻拦系统，其特征在于：所述中央控制器根据如下方法控制水幕的压力：

构建水幕压力与水幕从变压喷头滴落的初速度计算模型：

构建水幕的运动时间计算模型：

构建水幕偏移量约束模型：

m＝v_wt (3)

m≤δ (4)；

将式(1)、(2)、(3)和(4)联立求得水幕压力P，中央控制器根据水幕压力P向供水控制器输出控制信息，进而控制供水设备的供水压力；

其中，v_s为水幕从变压喷头滴落的初速度，v_w为隧道洞口的风速，t为水幕的运动时间，h为变压喷头与隧道洞口路面的高度，g为重力加速度，m为水幕的偏移量，δ为水幕偏移量阈值，ρ为水的密度。