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技術(shù)方案

1、主要技術(shù)原理及實現(xiàn)的功能

重型卡車與輔助車輛之間的防撞預(yù)警：在重型卡車和輔助車輛上分別安裝防撞預(yù)警儀。兩類預(yù)警儀都采用GPS定位技術(shù)，區(qū)域射頻網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在大型設(shè)備和輔助車輛之間建立防撞預(yù)警機制。通過雙RF射頻技術(shù)和衛(wèi)星定位技術(shù)，使車輛在區(qū)域（80m內(nèi)）進行射頻通訊，互傳各自的位置坐標(biāo)，快速求出相對距離和方位，當(dāng)卡車與小車接近到一定范圍時，通過語音報告其位置和朝向，并按接近的距離給出不同的語音提示。語音防撞預(yù)警系統(tǒng)如圖1所示。

圖1. 卡車與小車防撞預(yù)警系統(tǒng)圖

2、主要功能：

1）大車與小車系統(tǒng)：

在重型卡車和輔助車輛上分別安裝“防撞預(yù)警儀”，通過該預(yù)警儀內(nèi)的GPS衛(wèi)星定位功能，實時接收衛(wèi)星信號，將車輛的位置坐標(biāo)通過控制器采集存儲下來，并通過RF射頻模塊使80米范圍內(nèi)接近的車輛自動組成無線通訊網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)互傳GPS數(shù)據(jù)信息?？傻弥R車的距離，速度，方位等，當(dāng)車輛之間接近到一定距離后進行語音報警。圖2、圖3分別是大型車輛和輔助車輛上安裝的語音防撞預(yù)警設(shè)備示意圖。

圖2. 大型卡車防撞預(yù)警設(shè)備

圖3. 小車防撞報警設(shè)備

2）該防撞預(yù)警系統(tǒng)的功能如下：

l GPS衛(wèi)星定位功能：采用雙GPS定位技術(shù)，給出實時的卡車位置坐標(biāo)；

l 無線射頻通訊功能：采用射頻通訊技術(shù)，將卡車位置坐標(biāo)與周圍小車互換；

l 語音報警功能：通過語音功能，告訴司機周圍車輛的存在，給出預(yù)警信號.

3、預(yù)警機制的建立

圖4.報警區(qū)域圖

1. 屏幕上分為三個區(qū)：

1） 顯示區(qū)（100—60m）顯示臨近車輛距離及位置

2） 報警區(qū)（60—30m） 語音報臨近車輛距離及位置

3） 危險區(qū)（20-30m）語音報“危險”

2. 超前預(yù)警：

語音報警時間約1秒，當(dāng)語音結(jié)束時車子已不是剛才的位置，而且司機的也要有一個反應(yīng)時間，為此，我們采用超前預(yù)警機制。根據(jù)車子的速度來定，一般定為2秒。

4、達到的技術(shù)指標(biāo)

l 雙GPS技術(shù)：雙GPS衛(wèi)星定位使各種車輛的位置信息得以快速確定，預(yù)警車輛之間的相對距離精度：接近差分精度，即單點小于2.5m（CEP）；可識別運動中的車體朝向；

l 雙RF射頻：雙頻段使大車與小車獨立地快速互傳信息，無線通訊頻率：433MHz和404MHz；無線射頻通訊距離：車與車通訊距離小于100米；

l 語音報警功能：能以語音的形式為司機提示各類不同的報警信息。

5、本車輛防撞預(yù)警達到以下技術(shù)要求：

l 全天候自動預(yù)警：本產(chǎn)品結(jié)合露天礦道路特點和行車環(huán)境，提出了露天礦區(qū)車輛運行安全預(yù)警解決方案。系統(tǒng)以雙GPS定位車輛坐標(biāo)及車輛方位，射頻雙向無線數(shù)據(jù)通訊為主要技術(shù)手段，實現(xiàn)了礦區(qū)車輛全天候安全運行的自動預(yù)警功能；

l 斜坡彎道處處有效：在斜坡道拐彎處，即上下臺階道路的交匯點，本系統(tǒng)能有效的給出對方行駛的車輛，達到預(yù)警的目的；

l 視線屏障遮不?。涸陲L(fēng)沙、濃霧和惡劣天氣的情況下，本系統(tǒng)能有效的提供預(yù)警信息，無線射頻技術(shù)能穿透這些視線屏障，為司機的安全行車提供了保障；

l 夜晚行車有提醒：在夜晚行車，視線不清的情況下，本系統(tǒng)能為司機實時提供周圍是否有車輛的存在。特別是在司機在困倦欲睡的時候，周圍如果有車輛出現(xiàn)，必有語音報警，使司機立即清醒，避免交通事故的發(fā)生；

l 提前預(yù)警最重要：露天礦行車安全最關(guān)鍵因素是在一定的距離范圍內(nèi)提前預(yù)警，讓司機知道周圍是否有車輛的存在，及早作好會讓的準(zhǔn)備。這也是本車輛防撞預(yù)警系統(tǒng)的關(guān)鍵功能，為車輛的安全生產(chǎn)提供了現(xiàn)代化的技術(shù)手段

l 區(qū)分車輛種類。采用不同的形狀代表不同類型的車輛，給司機以區(qū)別。

（三）系統(tǒng)構(gòu)成

（四）安裝方案

1、輔助設(shè)備的安裝：指揮車防撞預(yù)警儀（FZ-CAR-V2.0）安裝在駕駛室內(nèi)的倒車后視鏡上面，工程輔助車輛防撞預(yù)警儀（FZ-CAR-V2.0）安裝在儀表盤上面或根據(jù)車輛情況選擇合適位置，電源直接從車上取12V電源。GPS天線和射頻天線根據(jù)車輛情況放在車外駕駛室頂上（磁盤吸附）。

2、卡車的安裝:卡車安裝，需要安裝卡車防撞預(yù)警儀FZ-TRUCK-V2.0、穩(wěn)壓電源ZK_DY_12等。

3、卡車防撞預(yù)警儀：安裝在駕駛室儀表盤側(cè)面的臺面上，防撞預(yù)警儀自帶萬向可調(diào)節(jié)固定支架，支架底座用螺栓固定在臺面上。針對特殊情況安裝位置可以根據(jù)司機室的具體情況來布置。

4、穩(wěn)壓電源：穩(wěn)壓電源的首端接入卡車的24V直流電源，末端接到防撞預(yù)警儀的電源上。穩(wěn)壓電源的位置可以根據(jù)司機室的具體情況來布置。

（五）與其它技術(shù)比較

1、技術(shù)成熟程度：

RF射頻通訊和GPS衛(wèi)星定位技術(shù)已在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用多年，器件運行可靠，定位準(zhǔn)確，可實現(xiàn)全天候定位跟蹤。RF射頻技術(shù)也是近幾年來發(fā)展最快的高新技術(shù)，如藍牙技術(shù)等。而圖像識別技術(shù)（機器視覺）是通過對圖像的數(shù)字處理，分析來定位的，在近距離解決皮帶上工件質(zhì)量好壞比較適用，而對于露天礦采場遠距離預(yù)警則能力有限。

2、 工業(yè)現(xiàn)場維護：

以衛(wèi)星定位和射頻技術(shù)為核心的卡車防撞預(yù)警儀，設(shè)備安裝在司機室內(nèi)，并已完成產(chǎn)品從研發(fā)到生產(chǎn)的過度，產(chǎn)品運行穩(wěn)定，不需專門維護。而視頻圖像產(chǎn)品，需要把攝像頭（3個）安裝到司機室外面，鏡頭需要經(jīng)常清理，遇到雨雪灰塵等天氣，泥水會遮擋鏡頭，安全出現(xiàn)隱患，維護也較困難。

3、 風(fēng)沙煙塵：

在內(nèi)蒙地區(qū)，風(fēng)沙煙塵在冬季和春季及為常見，RF卡車防撞預(yù)警儀，由于是射頻信號，在風(fēng)沙到來時，無線信號不受影響。而圖像預(yù)警儀視線被風(fēng)沙遮擋，預(yù)警效果較差。

4、 大霧雨雪：

在大霧天氣也是一樣，RF卡車防撞預(yù)警儀的無線射頻，可穿過濃霧雨雪，照常預(yù)警，對安全生產(chǎn)有極大的幫助。而視頻圖像根本沒有可能在這樣的環(huán)境下預(yù)警。

5、 采場斜坡道轉(zhuǎn)彎處的提前預(yù)警：

在露天礦采場，運輸?shù)缆芬话闶遣贾迷谛逼碌郎?，上下臺階通過斜坡道連接，在上下兩個斜坡道的轉(zhuǎn)彎處，由于有三角巖體的遮擋，經(jīng)常在這個地段出現(xiàn)事故。RF卡車防撞預(yù)警儀在斜坡道的轉(zhuǎn)彎附近，早早就將臨車的信號提前送給對方，起到防撞預(yù)警作用。而圖像射頻防撞預(yù)警儀只能當(dāng)兩車相對時才能看到對方，但這時為時已晚，車輛可能已撞在了一起。

6、 夜晚光線不足：

露天礦生產(chǎn)是全天候的，當(dāng)夜晚光線不足時，GPS和RF射頻不會受到影響，而視頻圖像就會受到影響，盡管采用紅外補償，也在距離上滿足不了實際的需要。

7、 報警距離：

經(jīng)過研究，一般兩車對向行駛，在大車25km/h，小車為40km/h，若按反應(yīng)時間2-3秒，超前距離應(yīng)在50-60m，RF防撞預(yù)警儀的預(yù)警范圍可在100m以內(nèi)，而視頻圖像的預(yù)警距離很有限，特別在夜晚，不能解決對超速車輛的防撞報警。