簡(jiǎn)論連續長(cháng)下坡貨車(chē)制動(dòng)器溫度檢測系統構建論文

　　連續長(cháng)下坡路段通常是重特大交通事故多發(fā)路段。當重載貨車(chē)在長(cháng)下坡行駛時(shí)，需不斷采取制動(dòng)措施，使車(chē)速控制在合理范圍內。若車(chē)輛持續制動(dòng)時(shí)間較長(cháng)，則會(huì )破壞制動(dòng)器熱平衡狀態(tài)，從而導致制動(dòng)器溫度急劇升高，降低摩擦力矩，進(jìn)而引起制動(dòng)失效。研究表明，車(chē)輛制動(dòng)器工作時(shí)的溫度在250℃以下時(shí)，制動(dòng)器處于正常的溫度狀態(tài);當溫度超過(guò)300℃時(shí)，車(chē)輛制動(dòng)時(shí)的摩擦力矩顯著(zhù)降低，制動(dòng)效能明顯下降，因此，一般以300℃作為制動(dòng)器溫度的使用極限。而傳統的長(cháng)下坡交通安全保障措施存在不足。因此，本文提出了非車(chē)載式的貨車(chē)制動(dòng)器溫度檢測系統，以進(jìn)一步保障連續長(cháng)下坡路段交通安全。

　　1貨車(chē)制動(dòng)器溫度檢測系統框架設計

　　1.1系統目標。系統基于車(chē)牌識別技術(shù)、紅外測溫技術(shù)、傳熱學(xué)，充分借助現有的硬件和軟件，將其整合為一個(gè)全新的貨車(chē)制動(dòng)器溫度檢測系統。該系統能夠為路段上行駛的貨車(chē)駕駛員及時(shí)提供其車(chē)輛制動(dòng)器工作溫度信息，讓駕駛員及時(shí)了解車(chē)輛制動(dòng)器的工作狀態(tài)，從而為駕駛員在長(cháng)下坡路段的行駛策略提供參考。

　　1.2系統的功能。為使系統能夠具備廣闊的應用前景，在系統研發(fā)時(shí)應考慮多個(gè)因素的影響，以保障功能的正常發(fā)揮，其主要功能如下：

　　1.2.1貨車(chē)車(chē)牌識別：由于貨車(chē)車(chē)牌的底色均為黃色，借助現有的車(chē)牌識別技術(shù)，根據提取的車(chē)牌顏色，對長(cháng)下坡路段行駛的貨車(chē)進(jìn)行識別，從而能夠避免非貨車(chē)的干擾。

　　1.2.2實(shí)時(shí)檢測貨車(chē)制動(dòng)器外表溫度：本系統通過(guò)安裝的紅外熱成像裝置，對長(cháng)下坡路段的貨車(chē)制動(dòng)器進(jìn)行掃描，獲得制動(dòng)器外表面溫度圖像，在熱分析軟件的幫助下，能夠得到指定點(diǎn)或面的溫度數據。

　　1.2.3制動(dòng)器內部溫度推算：根據制動(dòng)器外表面溫度數據，利用系統中的計算程序，即可得到制動(dòng)器內部工作溫度。

　　1.2.4貨車(chē)剎車(chē)片溫度警示：通過(guò)信息發(fā)布終端，將貨車(chē)制動(dòng)器工作溫度及時(shí)告知駕駛員，能夠讓貨車(chē)駕駛員掌握車(chē)輛的制動(dòng)器狀態(tài)，從而為駕駛員的行駛策略提供參考。

　　1.3系統工作流程。本系統通過(guò)采集設備將采集到的數據經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò )傳送到監控中心，在監控中心對數據進(jìn)行過(guò)濾，并進(jìn)行存儲或者進(jìn)行數據處理，數據處理主要是根據過(guò)濾后的制動(dòng)器表面溫度推算制動(dòng)器內壁剎車(chē)片工作溫度，然后對處理之后的數據進(jìn)行儲存，同時(shí)在信息發(fā)布終端顯示。

　　2貨車(chē)制動(dòng)器溫度檢測系統總體設計

　　2.1系統設計原則。在構建貨車(chē)制動(dòng)器溫度檢測系統時(shí)，應遵循以下原則：

　　2.1.1整體性�？紤]各個(gè)系統的相互聯(lián)系，提高系統整體利用率。在系統設計安裝時(shí)，應充分考慮空間距離及環(huán)境干擾因素對信號傳輸質(zhì)量的影響。

　　2.1.2可靠性。系統運行必須具有高度的可靠性，做到萬(wàn)無(wú)一失。在進(jìn)行系統設計時(shí)，應采用多種技術(shù)互補，從多個(gè)方面、多種技術(shù)層面上確保系統穩定工作，以保證設備的長(cháng)期運行。

　　2.1.3可維護性。系統設計時(shí)應充分考慮維護工作的需求，設計應模塊化、通用化，同時(shí)實(shí)現自我診斷功能，最大限度地降低維護工作難度和工作量。

　　2.2系統總體設計。該系統通過(guò)設置在路側的紅外測溫子系統，能夠對該路段行駛的貨車(chē)制動(dòng)器表面溫度實(shí)時(shí)采集，利用相關(guān)的理論模型進(jìn)行計算、分析，從而得到制動(dòng)器內壁的溫度信息，同時(shí)，借助車(chē)牌識別子系統，對所測制動(dòng)器溫度的車(chē)輛車(chē)牌號進(jìn)行識別、存儲，從而實(shí)現車(chē)輛制動(dòng)器溫度信息的準確發(fā)布。

　　3系統功能模塊

　　3.1車(chē)牌自動(dòng)識別子系統。車(chē)牌自動(dòng)識別系統采用車(chē)牌識別技術(shù)，即通過(guò)車(chē)輛靜態(tài)圖像或動(dòng)態(tài)視頻自動(dòng)提取車(chē)牌信息(如漢字、數字、字母等)進(jìn)行自動(dòng)識別的技術(shù)。硬件設備主要包括車(chē)輛檢測裝置、攝像機補光燈一體機、圖像采集裝置、信號采集器、工控主機等。

　　3.2貨車(chē)剎車(chē)片溫度檢測子系統。由于制動(dòng)器內表面溫度難以直接測量，因此，本文主要通過(guò)檢測制動(dòng)器外表面的溫度，利用計算模塊獲得制動(dòng)器內部工作溫度�？紤]到長(cháng)下坡路段的貨車(chē)處于動(dòng)態(tài)的行駛過(guò)程中，且車(chē)速較快，若采用紅外測溫儀，對貨車(chē)制動(dòng)器的某一點(diǎn)或多點(diǎn)進(jìn)行測量，測量誤差很大，難以獲得準確的測量結果，經(jīng)綜合比較分析，本文擬采用紅外熱成像儀對制動(dòng)器表面溫度進(jìn)行測量。

　　3.3通信子系統。在實(shí)際的長(cháng)下坡路段采集現場(chǎng)，由于采集信息多樣化，跨度大，需要采集的數據量大，因此需要在采集設備采集到數據之后對數據信息進(jìn)行數據匯聚之后再進(jìn)行傳輸。傳輸方式根據實(shí)際情況可以選擇無(wú)線(xiàn)高頻傳輸、光纖傳輸等等。

　　3.4信息發(fā)布子系統。信息發(fā)布子系統是貨車(chē)制動(dòng)器溫度檢測系統的重要組成部分，主要是基于先進(jìn)的信息技術(shù)和系統，對各種資源進(jìn)行整合和利用，能夠在貨車(chē)制動(dòng)失效前，提前預警，為貨車(chē)駕駛員行駛策略提供參考，從而保障道路交通的運行安全和暢通。

　　3.5供電子系統。本系統先期設計采用太陽(yáng)能與市電混合供電的方式，系統由光伏組件陣列、光伏控制器、蓄電池陣列、市電控制器、逆變器、DC-DC多路電源轉換器等組成。

　　4結論

　　為彌補傳統的長(cháng)下坡安全保障措施的不足，本文提出了設置于長(cháng)大下坡路側的貨車(chē)制動(dòng)器內部溫度檢測系統。在遵循整體性、可靠性、規范性、可維護性等原則下，對該系統進(jìn)行了總體設計，詳細地闡述了系統的功能和工作流程，并對該系統的各子系統如車(chē)牌自動(dòng)識別子系統、貨車(chē)剎車(chē)片溫度檢測子系統、通信子系統、信息發(fā)布子系統、供電子系統等功能模塊進(jìn)行了詳細設計。

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