【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道安全设施，具体涉及一种声像结合的多层螺旋隧道视线诱导系统。
技术介绍
1、在重庆等地形复杂多变的山地城市建设中，由于山城特有的高低起伏特性，两条立交道路衔接高度相差较大，有时可达到20～30m，且立交因受到用地条件的限制而没有足够的延展长度来过渡这样的高度差异。要解决上述矛盾,工程师们在设计过程中经常采用螺旋隧道这一解决方案，螺旋隧道将垂直方向上的高度变化转化为水平方向上的螺旋上升或下降，使车辆可以在相对较短的水平距离内，通过螺旋上升或下降来完成从低处到高处或从高处到低处的过渡，进而有效地消减高度落差。
2、当隧道穿越的地形存在高差非常大时，为了保持道路的连续性和坡度满足设计标准，则需采用多层螺旋隧道设计，这样可以有效地降低坡度，提高行车的安全性和舒适性。且特别对于重庆地处山区，地形起伏较大，为了在城市中心或土地资源紧张的区域建设地下车库，多层螺旋隧道设计可以有效地连接各楼层且适应地形变化，减少土地占用。
3、但多层螺旋隧道存在以下缺点：(1)螺旋隧道内弯道和坡度变化较小，车辆行驶在不同楼层之间时，驾驶员往往难以准确判断当前所处的楼层位置；这可能导致驾驶员在寻找出口或与其他车辆会车时产生困惑，增加行车风险；(2)为了降低坡度，多层螺旋隧道需要设计较急的转弯，这使得驾驶员能看到的前方隧道侧壁空间有限，这限制了驾驶员的视野范围；驾驶员在行驶过程中难以观察到前方的路况和潜在障碍物，增加了行车风险。(3)由于急转弯和视觉受限，驾驶员在行驶过程中容易压线；(4)多层螺旋隧道内部通常较为黑暗，需要依
技术实现思路
1、本专利技术意在提供一种声像结合的多层螺旋隧道视线诱导系统，以解决驾驶员行驶在多层螺旋隧道内无法准确判断当前所处的楼层位置的技术问题。
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种声像结合的多层螺旋隧道视线诱导系统，包括车辆检测模块、声音播报模块、控制模块；
3、所述车辆检测模块包括用于监测车辆经过的红外感应单元和用于存储各红外感应单元安装坐标的位置信息单元，所述红外感应单元为多个，多个红外感应单元依次间隔设置在隧道的检修道上；车辆检测模块与控制模块电信号连接；
4、所述控制模块包括用于存储播报内容的语音单元，控制模块将接收到的红外感应单元与语音单元内的播报内容匹配，并向声音播报模块发送携带有播报内容的播报指令；
5、所述声音播报模块包括发声单元，发声单元设置在车辆内，声音播报模块根据接收到的播报指令控制发声单元实时播报车辆所在螺旋隧道的层数信息。
6、本方案的原理及优点是：实际应用时，当车辆经过安装在隧道检修道上的红外感应单元时，该单元会检测到车辆并发送信号至控制模块。控制模块中预先存储了与各红外感应单元对应的播报内容，即各红外感应单元所在位置的隧道层数信息；控制模块根据接收到的信号，匹配相应的播报内容，并生成携带有该播报内容的播报指令发送给声音播报模块。声音播报模块接收到播报指令后，通过车辆内的发声单元实时播报车辆所在的螺旋隧道层数信息；
7、通过实时播报车辆所在的螺旋隧道层数信息，驾驶员可以准确判断当前位置，减少因楼层判断失误而引发的行车风险，如出口寻找错误、会车时发生碰撞等，该方案不依赖于外部光源，而是通过车辆内的发声单元进行播报，因此不受隧道内部光照条件的影响，即使在照明不足的区域也能正常工作，本专利技术通过声音信息补充了视觉信息的不足，使驾驶员在行驶过程中能够更全面地了解前方路况红外感应单元和控制模块安装在隧道的检修道上，方便日后的维护和更换；而声音播报模块则集成在车辆内部，无需对隧道进行大规模改造。
8、优选的，作为一种改进，所述红外感应单元的安装位置和安装数量由圆心角度数决定；圆心角度数计算公式为：
9、当螺旋隧道的线形投影为圆形时，
10、当螺旋隧道的线形投影为椭圆形时：
11、式中，t为驾驶员反应时间；f为纵向附着系数；i为平均坡度；r为隧道半径，ra为椭圆隧道的长半径，rb为椭圆隧道的短半径；α为圆心角度数；v为车辆制动初速度。
12、该改进的有益效果是：由圆心角度数决定红外感应单元的安装位置和数量，使得单层螺旋隧道一周的红外感应单元均能得到有效步骤，本方案可适应多种圆形或椭圆形规格的隧道设计，以提供更合理的红外感应单元布局，确保驾驶员在行驶至下一楼层时能及时获得楼层信息；且由圆心角度布局红外感应单元，便于确定和管理红外感应单元的坐标和所属楼层；传统的间隔一定距离设置方法无法适应多层螺旋隧道中复杂的线形和坡度变化；
13、由该计算公式使得在转弯或坡度变化较大的区域，驾驶员能够得到及时准确的层数信息；合理分布的红外感应单元可以减少不必要的播报，避免驾驶员在行驶过程中受到过多信息的干扰；有助于驾驶员更好地掌握车辆位置和行驶状态，避免因误判或信息不足而导致的行车风险。
14、优选的，作为一种改进，所述车辆制动初速度的数值由螺旋隧道的设计速度计算得到；
15、当螺旋隧道的设计速度为80-120km/h时，车辆制动初速度为设计速度的85％；
16、当螺旋隧道的设计速度为40-80km/h时，车辆制动初速度为设计速度的90％；
17、当螺旋隧道的设计速度小于40km/h时，车辆制动初速度为设计速度。
18、该改进的有益效果是：便于确定车辆制动初速度的具体数值，且根据螺旋隧道的设计速度调整车辆制动初速度取值，可以确保车辆在螺旋隧道内行驶时拥有足够的制动距离，避免因速度过快而引发的交通事故，从而提高行车安全性。
19、优选的，作为一种改进，所述视线诱导系统还包括图像指示模块，所述图像指示模块包括发光视线诱导单元，所述发光视线诱导单元包括发光标组，发光标组设置在所述红外感应单元沿车辆行驶方向前方的隧道侧壁上，所述控制模块还用于在接受到红外感应单元发出的电信号时，控制对应发光标组亮起。
20、该改进的有益效果是：发光标组的设置能够为驾驶员提供明确的视觉指引，特别是在隧道内光线较暗或视线不佳的情况下，这些发光标组能够显著提升驾驶员对道路前方情况的感知，降低因视线不清而导致的交通事故风险；通过红外感应单元与控制模块的联动，当感应到车辆靠近时，对应的发光标组能够迅速亮起，实现实时的视觉提示，这种快速的响应能力可以确保驾驶员在第一时间获得准确的信息，并据此作出反应，且因在螺旋隧道内驾驶员的视野范围有限，仅能看到距离较近的发光标组，暂不亮起无法被看到的较远发光标组可节约一定能耗；突然亮起的发光标组还可起到为驾驶员提供视觉上的刺激，从而减轻驾驶疲劳，提高驾驶体验。
21、优选的，作为一种改进，所述发光标组包括多个发光标，所述控制模块还用于控制单个发光标组内的多个发光标沿车辆行驶方向依次亮起，相邻两个发光标的亮起间隔0.1s，且每个本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种声像结合的多层螺旋隧道视线诱导系统，其特征在于：包括车辆检测模块、声音播报模块、控制模块；
2.根据权利要求1所述的一种声像结合的多层螺旋隧道视线诱导系统，其特征在于：所述红外感应单元的安装位置和安装数量由圆心角度数决定；圆心角度数计算公式为：
3.根据权利要求2所述的一种声像结合的多层螺旋隧道视线诱导系统，其特征在于：所述车辆制动初速度的数值由螺旋隧道的设计速度计算得到；
4.根据权利要求3所述的一种声像结合的多层螺旋隧道视线诱导系统，其特征在于：所述视线诱导系统还包括图像指示模块，所述图像指示模块包括发光视线诱导单元，所述发光视线诱导单元包括发光标组，发光标组设置在所述红外感应单元沿车辆行驶方向前方的隧道侧壁上，所述控制模块还用于在接受到红外感应单元发出的电信号时，控制对应发光标组亮起。
5.根据权利要求4所述的一种声像结合的多层螺旋隧道视线诱导系统，其特征在于：所述发光标组包括多个发光标，所述控制模块还用于控制单个发光标组内的多个发光标沿车辆行驶方向依次亮起，相邻两个发光标的亮起间隔0.1s，且每个发光标亮起时长为3s
6.根据权利要求5所述的一种声像结合的多层螺旋隧道视线诱导系统，其特征在于：所述发光标呈箭头状，发光标的箭头方向指向车辆行驶方向。
7.根据权利要求6所述的一种声像结合的多层螺旋隧道视线诱导系统，其特征在于：所述图像指示模块还包括坡度引导线，所述坡度引导线设置在隧道壁，坡度引导线在上坡路段时，沿车辆行驶方向设置为自下而上的斜线，坡度引导线在下坡路段时，沿车辆行驶方向设置为自上而下的斜线；
8.根据权利要求7所述的一种声像结合的多层螺旋隧道视线诱导系统，其特征在于：单段所述坡度引导线和间隔线均包括n道单线，n道单线的色彩采用黄色和蓝色间隔设置，单线的数量n由螺旋隧道的层数决定；螺旋隧道第n层的坡度引导线或间隔线的颜色模式计算公式为：
9.根据权利要求8所述的一种声像结合的多层螺旋隧道视线诱导系统，其特征在于：所述视线诱导系统还包括投影警示模块，所述投影警示模块包括立体视窗投影装置，所述立体视窗投影装置设置在所述红外感应单元沿车辆行驶方向前方的检修道上，所述控制模块还用于在接受到红外感应单元发出的电信号时，控制对应立体视窗投影装置投影，立体视窗投影装置向路面投出含有螺旋隧道楼层信息的投影图像。
10.根据权利要求9所述的一种声像结合的多层螺旋隧道视线诱导系统，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种声像结合的多层螺旋隧道视线诱导系统，其特征在于：包括车辆检测模块、声音播报模块、控制模块；
2.根据权利要求1所述的一种声像结合的多层螺旋隧道视线诱导系统，其特征在于：所述红外感应单元的安装位置和安装数量由圆心角度数决定；圆心角度数计算公式为：
3.根据权利要求2所述的一种声像结合的多层螺旋隧道视线诱导系统，其特征在于：所述车辆制动初速度的数值由螺旋隧道的设计速度计算得到；
4.根据权利要求3所述的一种声像结合的多层螺旋隧道视线诱导系统，其特征在于：所述视线诱导系统还包括图像指示模块，所述图像指示模块包括发光视线诱导单元，所述发光视线诱导单元包括发光标组，发光标组设置在所述红外感应单元沿车辆行驶方向前方的隧道侧壁上，所述控制模块还用于在接受到红外感应单元发出的电信号时，控制对应发光标组亮起。
5.根据权利要求4所述的一种声像结合的多层螺旋隧道视线诱导系统，其特征在于：所述发光标组包括多个发光标，所述控制模块还用于控制单个发光标组内的多个发光标沿车辆行驶方向依次亮起，相邻两个发光标的亮起间隔0.1s，且每个发光标亮起时长为3s。
6.根据权利要求5所述的一种声像结合的多层螺旋隧道视线诱导系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑展骥，谢丽敏，凃强，郑礼伟，冯昌奎，徐进，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：
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