嚴(yán)彪 張光琴

摘 要：本文以高速公路為研究視角，對其施工使用的碾壓設(shè)備加以安全管理，添加有效的安全防護(hù)裝置，使其處于安全工況，減少設(shè)備安全問題，維護(hù)公路交通性，帶動高速公路交通事業(yè)有序發(fā)展。

關(guān)鍵詞：碾壓設(shè)備;雷達(dá);安全管理

中圖分類號：U445.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

壓路機(jī)設(shè)備具有體型大、路面施工范圍大等特點。在施工操作壓路機(jī)時，操作人員需要具備安全施工意識，熟練掌握安全技能，具有較強(qiáng)的崗位責(zé)任意識，對于器械設(shè)備的制動、轉(zhuǎn)向反應(yīng)靈敏性加以檢查，確保刮泥板處于平整狀態(tài)，為路面碾壓施工創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)條件。

1 安全防護(hù)裝置使用的必要性

高速公路工程在規(guī)劃建設(shè)時，工程路面的施工環(huán)節(jié)，需要使用壓路機(jī)進(jìn)行平整與碾壓處理。在基礎(chǔ)工程規(guī)劃建設(shè)的任務(wù)中，壓路機(jī)在路面工程中扮演著較為關(guān)鍵的角色。部分路段中存在野生動物路過、學(xué)生活動無規(guī)律、周邊居民生活行為多樣性等問題，對于公路施工安全性提高了要求。加之部分人員的生活習(xí)慣欠佳，行車時語音聊天、撥打電話，無法將全部精力投入在開車活動中，極易發(fā)生行車安全問題。在此種情況下，壓路機(jī)施工面臨多重風(fēng)險問題。對于壓路機(jī)添加安全防護(hù)設(shè)施，具有重要防護(hù)作用。可添加的安全裝置有：自動報警、智能急停、全角度影像錄制等，以此有效減少安全事故，切實創(chuàng)造施工單位的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出能力。

2 安全防護(hù)裝置的種類與應(yīng)用

2.1 安全防護(hù)裝置類型

結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)特點，在壓路機(jī)設(shè)備中加裝各類先進(jìn)技術(shù)，比如監(jiān)控技術(shù)、雷達(dá)檢測技術(shù)、防護(hù)裝置等，構(gòu)建一體式防護(hù)結(jié)構(gòu)，組成全方位的防護(hù)體系。在有人員與壓路機(jī)間距處于安全距離以內(nèi)時，由報警裝置給出警示，發(fā)出蜂鳴聲。在其他設(shè)備與壓路機(jī)發(fā)生碰撞時，緊急制動裝置給予響應(yīng)，針對誤入壓路施工區(qū)域的車輛與人員，給予安全警示，有效防范安全事故。

其一，感應(yīng)式雷達(dá)裝置（見圖1）、雷達(dá)監(jiān)控程序，對于壓路機(jī)施工范圍內(nèi)的障礙物、雜物、行人、車輛進(jìn)行有效識別，在與目標(biāo)識別物相距距離較小時，給予鳴聲提示。

其二，觸碰桿。目標(biāo)識別物與壓路機(jī)發(fā)生碰撞時，會緊急啟動制動裝置，關(guān)閉電源，停止壓路機(jī)運行。

其三，全方位攝像。在壓路機(jī)四個方位，分別為設(shè)備前方（見圖2）、設(shè)備后方、設(shè)備左側(cè)、設(shè)備右側(cè)，逐一添加攝像裝置，對碾壓路段進(jìn)行全方位動態(tài)監(jiān)控，給予操作人員路況輔助，消除其操作盲區(qū)。

2.2 雷達(dá)安全防護(hù)應(yīng)用

2.2.1 5米探距裝置

5米探距裝置是一種具有可視性的倒車?yán)走_(dá)裝置，可用于壓路機(jī)施工使用。此種雷達(dá)安全防護(hù)裝置，探測范圍介于0.6米與5米之間，探測顯示屏為LCD，屏幕大小為7寸，裝置重量為5公斤，電壓規(guī)格為24伏特，警報時間為90 ds，運行時溫度范圍為[-20，70]攝氏度。在壓路機(jī)倒車時，攝像頭自帶多組LED燈，倒車操作時燈組自動照明，在高分辨率的傳感設(shè)備配合下，能夠有效傳輸壓路機(jī)車位路況，準(zhǔn)確判斷障礙物所在位置，便于駕駛?cè)藛T給予正確判斷，順利完成壓路機(jī)倒車。

此種雷達(dá)安全裝置，在裝設(shè)壓路機(jī)設(shè)備時，能夠?qū)郝窓C(jī)運行路段進(jìn)行盲區(qū)分析，有效回避安全事故。由于壓路機(jī)自身規(guī)格較大，后視反光鏡無法照看車輛周邊的整體情況。車體具有高大性，車輛行駛?cè)藛T在車內(nèi)無法肉眼可見車尾近距離位置的物體情況，極易在壓路機(jī)倒車時發(fā)生事故問題。與此同時，壓路機(jī)在實際施工碾壓時，車輛具有較大噪音特點，無法通過較小級別的聲音提示，引起壓路機(jī)操作人員的注意。因此，使用倒車專用雷達(dá)裝置時，能夠在顯示屏準(zhǔn)確展現(xiàn)車輛尾部的倒車盲區(qū)視野。在此裝置中，添加了車后障礙物位置鎖定功能，應(yīng)用了先進(jìn)的OSD技術(shù)，能夠有效結(jié)合雷達(dá)與視頻技術(shù)，便于壓路機(jī)駕駛?cè)藛T排除車尾盲區(qū)困難。此裝置在生產(chǎn)時，使用的原材料為金屬航空線材，在壓路機(jī)振動、信號干擾中表現(xiàn)出較強(qiáng)的對抗性，確保雷達(dá)探測準(zhǔn)確。

2.2.2 防撞雷達(dá)系統(tǒng)

防撞雷達(dá)系統(tǒng)是借助雷達(dá)技術(shù)，有效測定壓路機(jī)與周邊障礙物的距離，進(jìn)行安全提示，減少壓路機(jī)與障礙物、行人、車輛發(fā)生碰撞問題。此雷達(dá)系統(tǒng)擁有完善的功能，能夠有效保障壓路機(jī)施工安全。

其一，防撞距離設(shè)計。安全管理人員可結(jié)合施工需求、安全規(guī)范進(jìn)行防撞距離設(shè)計。使用遙控系統(tǒng)進(jìn)行操作，分別從警示區(qū)、制動區(qū)兩個方面進(jìn)行距離設(shè)計。在設(shè)計期間，存在的距離參數(shù)相對關(guān)系有：提示區(qū)間距（1 000米）>警示區(qū)間距（500米）>制動區(qū)間距（300米）?？稍O(shè)計的間距范圍為[0，2 000]米。

其二，報警響應(yīng)速度等級設(shè)計。報警響應(yīng)等級可選范圍是[0，9]，在選擇等級后，可進(jìn)行備注說明。備注項目有：行車、超速提示，非法登錄權(quán)限限制，提示區(qū)限速提示，警示區(qū)限速提示等。

此種雷達(dá)防撞系統(tǒng)，具有較高的影像分辨率，能夠有效感應(yīng)收集壓路機(jī)周邊情況，對于碾壓安全施工具有重要意義。

2.3 防撞系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計

2.3.1 系統(tǒng)開發(fā)思路

以壓路機(jī)安全施工為研究起點，加強(qiáng)高速公路防護(hù)。結(jié)合高速公路施工環(huán)境條件、壓路機(jī)的施工特征、往期實際發(fā)生的事故情況等多重因素，給出了壓路機(jī)有效的防撞系統(tǒng)設(shè)計，采取毫米級別的雷達(dá)遠(yuǎn)程探測方式，融合立體式傳感器進(jìn)行近距離檢測，構(gòu)建完整的防撞警報系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，裝設(shè)測速雷達(dá)裝置，以壓路機(jī)為主體，對其安全制動距離給予有效設(shè)計。與此同時，依據(jù)信號采集與分析需求，構(gòu)建壓路機(jī)防撞程序的開發(fā)方案，為壓路機(jī)防撞聯(lián)動控制體系的構(gòu)建給出理論依據(jù)。

2.3.2 測距功能分析

在高速公路進(jìn)行碾壓施工時，施工操作會形成較大的噪音問題。同時設(shè)備存在的故障問題，降低了壓路機(jī)操作與響應(yīng)的靈敏性，削弱了駕駛?cè)藛T對車輛安全性的判斷，引發(fā)多重事故問題。在構(gòu)建防撞安全系統(tǒng)時，是在駕駛?cè)藛T未有效給出安全制動的前提下，主動進(jìn)行電路與油路的關(guān)閉處理，強(qiáng)制進(jìn)行壓路機(jī)方向轉(zhuǎn)變處理，具有壓路機(jī)防撞控制效果。為此，在設(shè)計雷達(dá)遠(yuǎn)程探測系統(tǒng)時，需要開發(fā)出的功能是：動態(tài)傳送雷達(dá)信號，有效測算壓路機(jī)與障礙物的間距，如果間距不大于設(shè)定閾值時，需要給予制動反饋，如果間距大于設(shè)定閾值，不予給出制動響應(yīng)。雷達(dá)系統(tǒng)會持續(xù)測算壓路機(jī)與路障之間的間隔，直至碾壓施工完成。

毫米級別的雷達(dá)裝置，經(jīng)過天線前端完成信號傳輸。在信號檢測到壓路機(jī)周邊有障礙物時，將會反射信號，反饋的信號傳送至混頻器。傳送與回波兩類信號，在混頻器中獲得了有效混合，混合完成的信號有效傳輸至數(shù)字處理電路中。此種混合信號在獲得干擾去除、信號轉(zhuǎn)換后，形成差分頻率信號，由此獲得壓路機(jī)與目標(biāo)物的相對距離與相對方位信息。在終端收到檢測信息后，給出相應(yīng)聲音警示。

2.3.3 定位功能分析

在立體傳感器系統(tǒng)組成中，含有兩組激光器。激光器發(fā)出的光波會在耦合作用下形成光束，兩個光束分別接入標(biāo)準(zhǔn)光纖、掃描探頭中。在掃描探頭中添加了旋轉(zhuǎn)臺，能夠有效調(diào)整掃描頭的運轉(zhuǎn)方向、調(diào)整幅度等參數(shù)。在測定光束時，會路經(jīng)旋轉(zhuǎn)臺，使檢測光束反射形成回波光束?；厥斋@得的光束會再次輸入信號接收程序，對其進(jìn)行信號放大、信息轉(zhuǎn)換等各項處理，處理完成的信號會被傳輸至電路控制中心，完成位置鎖定。

定位中心的功能主要表現(xiàn)為：

其一，可添加若干個帶狀型的監(jiān)測保護(hù)區(qū)，在有人員、不明車輛進(jìn)行監(jiān)測保護(hù)區(qū)時，給予駕駛員提示，提示方式包括聲音與燈光兩種類型，提高駕駛?cè)司X性。

其二，掃描裝置會對于監(jiān)測區(qū)內(nèi)各測量點的間距、高度、位置等參數(shù)，有效回傳信號處理中心，確保檢測主體各項參數(shù)顯示準(zhǔn)確。

2.3.4 信號處理流程

防撞系統(tǒng)裝設(shè)在壓路機(jī)設(shè)備中，其功能的關(guān)鍵在于DSP功能的平穩(wěn)性與準(zhǔn)確性。DSP能夠有效處理各傳感器回傳的信號。收集的回波信號表現(xiàn)出類型多樣、信息復(fù)雜等特點，主要包括目標(biāo)障礙物信息、干擾類信號。為保障信號處理的高效性與準(zhǔn)確性，在防撞系統(tǒng)中的信號處理中心，需要添加諧波處理機(jī)制，減少干擾信號問題，繼而對固定地物形成的信號干擾、噪音等因素，采取降噪處理，以此保障目標(biāo)障礙物信息處理的集中性，增強(qiáng)檢測精準(zhǔn)性。

對各模塊系統(tǒng)進(jìn)行集成處理時，使用的是嵌入式裝置，集中程序包括供電裝置、信息采集與處理模塊、警報裝置、制動響應(yīng)模塊。供電模塊的有序運行，是保障處理器有序運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素。信息采集單元能夠高效處理雷達(dá)檢測回傳的各類信息。處理器結(jié)合危險信息與壓路機(jī)的間距情況，自動啟動警報與制動程序，以此保障壓路機(jī)碾壓施工安全。

3 結(jié)論

綜上所述，加強(qiáng)公路施工安全工作落實，對碾壓設(shè)備開展安全防護(hù)，以壓路機(jī)為主體融合安全管理思想，合理添加各類先進(jìn)性技術(shù)，對設(shè)備運行情況加以有效測定，有效判斷設(shè)備的運行狀況，高效排除各類安全威脅因素，使壓路機(jī)處于安全平穩(wěn)的運行狀態(tài)，安全有序的完成碾壓任務(wù)。

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