[发明专利]一种基于高速公路中央分隔带移动护栏的智能控制系统

权利要求书

1.一种基于高速公路中央分隔带移动护栏的智能控制系统，其特征在于：包括横向设置的中央分隔带（1）和若干个移动护栏；中央分隔带（1）上开设有若干个等距离分布的疏导通道（2），各个移动护栏一一对应地设置于疏导通道（2）上，所述移动护栏包括主体部分与控制部分；

所述主体部分包括两个左右对称设置的移动护栏单元，每个移动护栏单元均包括横向放置的护栏基础（3）和位于护栏基础（3）上方的护栏本体（4）；每个移动护栏单元的护栏基础（3）均设置于与其相邻的中央分隔带（1）的中部；两个移动护栏单元的护栏本体（4）的相对面相贴合，且两者的下表面内侧均设置有立柱（5），立柱（5）的底部设置有沿左右方向滚动的滚轮（6）；每个移动护栏单元的立柱（5）与护栏基础（3）之间均沿左右方向留有距离；

每个移动护栏单元的护栏基础（3）与护栏本体（4）之间均沿纵向设置有N根左右平行分布的传送轴（7），且N为大于1的正整数；各根传送轴（7）的外侧面均呈齿轮面；护栏本体（4）的下表面呈与传送轴（7）齿轮面啮合的齿条面；每根传送轴（7）的前端部与后端部分别通过两根纵向设置的连接轴（8）固定装配有两个从动链轮（9），位于前侧的N个从动链轮（9）与位于后侧的N个从动链轮（9）分别通过两根第一传送链条（10）沿左右方向传动连接；两个移动护栏单元的护栏基础（3）的上表面外侧各设置有两个位于传送轴（7）外侧的第一伺服电机（11），每个护栏基础（3）上的两个第一伺服电机（11）均呈前后对称放置，且两者的输出轴均沿纵向朝外；每个第一伺服电机（11）的输出轴上均固定装配有主动链轮（12），且主动链轮（12）和与其相邻的从动链轮（9）通过第二传送链条（13）传动连接；

每个护栏基础（3）的前方与后方均设置有M根底部与其固定连接且竖向放置的连接杆（14），且M为小于等于N的正整数；每个护栏本体（4）的前表面、后表面均沿横向开设有滑槽（15），各根连接杆（14）的上部均向上延伸，且其顶端部均滑动连接于与其前后对应的滑槽（15）内；2M根连接杆（14）的中部一一对应地转动套设于其中2M根连接轴（8）的外端部；

两个移动护栏单元的护栏基础（3）的上表面外端均沿竖向设置有支柱（16），且支柱（16）的顶端部高于中央分隔带（1）；每根支柱（16）的顶端部均设置有竖向放置的支杆（17）和输出轴横向设置的第二伺服电机（18）；第二伺服电机（18）的旁侧设置有竖向放置的栏杆（19），且栏杆（19）的底部固定套设于第二伺服电机（18）的输出轴上；

所述控制部分包括PLC、车流分析模块、复原按钮、两个显示屏（20）、两个指示灯板（21）、两个图像采集装置（22）；两个显示屏（20）、两个指示灯板（21）、两个图像采集装置（22）均分别设置于两根支杆（17）的上部，两个显示屏（20）的显示面、两个指示灯板（21）的显示面均呈纵向直立设置，且均朝背向移动护栏的方向设置；每个指示灯板（21）均包括转弯灯与直行灯；两个图像采集装置（22）的输出端均与车流分析模块的输入端连接；车流分析模块的输出端与PLC的输入端连接；PLC的输出端分别与各个第一伺服电机的控制端、两个第二伺服电机的控制端、两个显示屏（20）的输入端、两个指示灯板（21）输入端连接；复原按钮与PLC的输入端连接；

所述智能控制系统的工作过程是采用如下步骤实现的：

步骤一：路况监测：正常路况时，每个移动护栏的两个图像采集装置实时采集路况图像，并将采集到的路况图像实时发送至车流分析模块，车流分析模块根据路况图像实时计算出单位时间内两侧车道上驶过的车辆数量，并将计算得到的两个车辆数量值实时发送至PLC，PLC实时将获取的两个车辆数量值分别与设定阈值进行比较，当两个车辆数量值均低于设定阈值时，PLC判定路况正常，不发出任何控制指令；当其中一个车辆数量值高于设定阈值时，PLC判定该车道的前方路段出现事故，该车道定义为事故车道；

步骤二：车辆疏导前的准备：当判定事故车道前方路段出现事故时，事故段的PLC同步控制两个显示屏与各个第一伺服电机执行以下动作：PLC实时计算出事故预计处理时间T，并将T值实时发送至两个显示屏以自动倒计时的形式同步显示；所述事故预计处理时间T等于事故处理人车到位时间、救援时间t₁与现场处理时间t₂之和，其中事故处理人车到位时间为PLC通过在交警到位时间t₃、消防车辆到位时间t₄与救护车辆到达时间t₅三个时间中取最大值而得到，且t₁、t₂、t₃、t₄、t₅均为预先设定值；与此同时，PLC实时控制两个显示屏同步显示信号灯亮起倒计时，以提醒往来车辆有事故发生，倒计时间设定为5分钟；与此同时，PLC实时控制各个第一伺服电机同步转动输出轴，带动各个主动链轮同步转动，在各根第二传送链条的传动作用下，带动与各个主动链轮相邻的各个从动链轮同步转动，继而在各根第一传送链条的传动作用下，带动所有从动链轮同步转动，由此带动各根传送轴同步转动，继而在护栏本体的齿条面与传送轴齿轮面啮合作用下，带动两个护栏本体分别向与其相邻的中央分隔带内移动，使得两个护栏本体的间距增加，由此打开疏导通道；在此过程中，两个移动护栏单元的滚轮背向滚动，以减小两个护栏本体移动时的阻力；各根连接杆的顶端部均沿左右方向滑动接触于对应滑槽内、下部均固定连接于对应护栏基础不动，由此实现对两个护栏本体前后限位的作用；

步骤三：车辆的疏导：首先，指示灯亮起：5分钟后信号灯亮起倒计结束， PLC实时控制两个指示灯板，将面向事故车道的转弯灯绿色亮起、直行灯红色亮起；同时将面向对向车道的转弯灯红色亮起、直行灯红色亮起；与此同时，PLC实时控制面向对向车道的显示屏显示栏杆落下倒计时，以提醒对向车道上的车辆栏杆即将落下，倒计时间设定为1分钟；然后，栏杆落下：1分钟后栏杆落下倒计结束，PLC实时控制面向对向车道显示屏旁侧的第二伺服电机正向转动输出轴，此处的第二伺服电机为对向车道第二伺服电机；由此将栏杆落向对向车道；最后，车辆的疏导：事故车道的各个车辆根据显示屏上显示的事故预计处理时间T，自行选择从疏导通道驶离或留在原地等待；同时，对向车道的各个车辆被栏杆阻拦，强行留下原地等待车辆疏导；

步骤四：恢复正常通行：事故处理结束后，由工作人员按下复原按钮，PLC实时接收信号控制对向车道第二伺服电机反向转动输出轴，由此将栏杆收起；与此同时，PLC实时控制两个显示屏、两个指示灯板，由此关闭两个显示屏、两个指示灯板的显示；与此同时，PLC实时控制各个第一伺服电机同步转动输出轴，在各根第二传送链条、各个从动链轮、各根第一传送链条的传动作用下，带动各根传送轴同步转动，继而带动两个护栏本体从中央分隔带内移出，使得两个护栏本体的间距减小，直至两个护栏本体的相对面相贴合，由此关闭疏导通道，实现同步恢复事故车道与对向车道的正常通行。