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山区高速公路LED雾灯行车诱导系统工程技术研究

项目名称：	山区高速公路LED雾灯行车诱导系统工程技术研究
摘要：	一、课题立项和研究内容我省地形以低山丘陵为主，地处亚热带，大部分高速公路经过山区，由于潮湿多雨，以及植被繁茂的森林环境，导致这些路段常有雾产生。因雾形成的低能见度对驾驶员造成恐惧心理，使得驾驶员丧失方向感和位置感，甚至偏离车道，都是引发车祸的主要原因之一。在我国的沈大、沈山、沪宁、京津塘、京珠北等高速公路都曾发生过重大的多车追尾事故，并引发了一些法律问题；美国洛杉矶的一条高速公路上也曾经在雾天发生了连续两百多辆车连环碰撞的重大事故。目前，如何保障山区高速公路雾区路段的行车安全已经成为一个世界性的问题。当出现严重的雨雾天气时，如果没有雾天行车诱导系统，只能将高速公路关闭，由此造成高速公路运营部门的巨大经济损失。以沪宁高速公路扩建前的通行量测算：假设一年遇到7个因雨雾天气造成的关闭日，则将造成每公里1700万元经济损失。我国年平均雾日在25天以上，其中闽西北山区和滇西南山区还是我国年雾日100天以上的特多雾区。我省沿海地区的年雾日大约也在20天~35天之间，雾域也更宽，随着高速公路路网规模的不断扩大，因雾造成的安全隐患和经济损失也将日趋严重。以我省的省际大通道闽西山区龙长高速公路为例，龙长高速是厦门至昆明公路的重要路段，也是我省高速公路干线网“三纵四横”的重要组成部分。龙长高速公路起于龙岩龙门镇，止于闽赣交界的长汀县古城隘岭，全长135公里。全线采用四车道高速公路标准建设，设计行车速度80公里。在位于龙长高速公路的船岭岽隧道（K69+202）至溪源岭隧道（K72+050）路段，其气象特征属于雨雾天气严重的路段，是本课题提出的研究背景。在进行雾区行车诱导系统研究的同时，使用节能高亮度的LED雾灯，不仅可以节能，更重要的意义在于只需使用小截面的电缆，即可实现远距离电力传输的目的，是实践“节约型”交通的重要尝试。因此研究山区高速公路LED雾灯形成诱导系统，解决或缓解因雾导致行车事故和关闭交通带来的经济损失，具有十分重要的社会和经济效益。课题研究的主要内容：（一）研究诱导系统工程设计的指导性理论依据： 1、整理、研究龙长高速公路的平纵数据，平面数据包括直缓点、缓圆点、曲中点、圆缓点、缓直点桩号、平曲线半径，纵断面数据包括纵坡段起终点桩号、坡长、坡度等自然特性。 2、将平纵线结合起来采用动态分段技术，将路线划分为直线段、纵坡段、平曲线段和弯坡组合段等若干分析单元，每个单元的起终点为预测运行速度线性特征点。 3、研究在不同平纵线形的基础上相对应的雾灯高度、视角、间距等设计参数与诱导效果的关系。（二）诱导系统控制设备的通用性设计和研究： 1、研究与监控系统相关设备，包括能见度监测仪、远程监控PLC等的通用接口技术特征，研究与雾灯本地控制器相兼容的接口技术、控制参数的通用性约定。 2、研究、试验通用型的雾灯诱导系统本地控制器的成套设备技术与工艺，实现远程或本地控制雾灯的开启、关闭、闪烁方式、闪烁周期、闪烁频率等功能。 3、进行超亮LED雾灯性能、结构设计，研究在不同雾况下的雾灯亮度、发光角度等电器性能与防眩效果、诱导效果的关系，并形成指导性依据。 4、研究电力接入条件、电力传输距离、电缆选取等，形成既满足交通机电安全规范，又符合节（约）能效果的供电方案。（三）研究、制定诱导系统工程施工方案 1、研究、分析电缆敷设方式的利弊，当路侧护栏被撞击后，最大限度保全电缆的敷设方式。 2、研究、分析雾灯安装方式的利弊，形成既能向司机展示道路线形的最好效果，又能避免被宽大货车刮碰的雾灯安装方式。二、研究过程本课题从2007年1月至12月，大致经历了如下几个阶段： 1、前期调研阶段经历前期调研认为，虽然沪宁高速公路于2006年9月进行了该方面的试点，但还是存在一定得缺陷：使用的是其他类型的灯闪，功耗高，发光颜色为红色，红色光谱的穿透力不利于穿透大雾层，整个系统缺乏交通工程理论的依据。福银高速也于2006年10月进行了尝试，也因缺少理论研究，在雾灯布设的高度、间距、朝向等方面存在较大的随意性，其雾灯为非同步闪烁方式，靠雾灯自身固有的闪烁频率实现自由闪烁，其效果是雾灯该亮的时候反而熄灭的凌乱感觉。该试点没有实现远程监控，只设本地开启控制。 2、立项阶段课题组根据前期调研，决定以交通工程理论为依据，解决目前国内试点工程中存在的不足与缺陷，将主要环节设置的随意性，通过理论研究，形成量化的技术指标与参数。其研究成果，将作为我省高速公路雾区LED雾灯行车诱导系统工程设计与实施的技术指南。本课题在这样的研究目标下向省交通厅申报立项，并通过立项审批。 3、试点工程研究阶段本课题于2007年9月完成系统研究的试验、实施方案规划、系统设计等前期工作。在本课题承担单位福建省高速公路建设总指挥部、龙岩龙长高速公路有限公司主持协调下，课题组结合前期研究成果，以及国内外其它地区的成功经验，在船岭岽1#隧道（K69+202）至溪源岭2#隧道（K72+050）开展雾区行车诱导系统课题研究、设计，并于2007年9月进入该路段进行现场试验、施工，2007年12月完成试点工程施工任务，并一次性成功通过远程控制试验。期间，课题组还依据龙长高速公路雾区LED雾灯行车诱导系统的阶段性研究成果，开展了邵三高速公路南平段雾灯诱导系统的设计，指导南平福银高速公路公司根据课题阶段性研究成果实施雾灯诱导系统工程。 4、研究总结阶段完成依托工程龙长高速公路雾灯诱导系统工程施工后即开始施工与课题总结。在此期间，还将课题研究成果应用于漳龙高速公路龙岩段、泉三高速公路三明段，并实施了雾灯诱导系统工程，取得了良好的社会经济效益。三、研究成果总结本课题的研究成果，主要体现在如下几个方面，也是作为未来我省实施雾灯行车诱导工程的设计与实施指南。（1）通过课题研究，形成诱导系统工程设计的指导性依据，提出了在不同平纵线形的基础上相对应的雾灯高度、视角、间距等设计参数与诱导效果的关系。（2）远程控制设备的通用性研究，形成通用型的雾灯诱导系统本地控制器的成套设备技术和工艺，实现远程或本地控制雾灯的开启、关闭、闪烁方式、闪烁周期、闪烁频率等功能。（3）进行超亮LED雾灯性能、结构设计，研究在不同雾况下的雾灯亮度、发光角度等电器性能与防眩效果、诱导效果的关系，并形成指导性依据。（4）研究电力接入条件、电力传输距离、电缆选取等，形成既满足交通机电安全规范，又符合节（约）能效果的供电方案。（5）研究、分析电缆敷设方式的利弊，当路侧护栏被撞击后，最大限度保全电缆的敷设方式。（6）研究、分析雾灯安装方式的利弊，形成既能向司机展示道路线形的最好效果，又能避免被宽大货车刮碰的雾灯安装方式。
关键词：	山区高速公路；工程技术研究；行车诱导；系统工程；诱导系统；高速公路雾区；本地控制器；电缆；灯诱；课题研究
项目负责人：	黄祥谈
参与人员：	胡昌斌,翁应宗,丁灿芳,王志恩,杨艳群,卓曦,赖元文
组织单位：	福建省高速公路建设总指挥部
主持或承担单位：	福建省交通科学技术研究所,龙岩龙长高速公路有限公司
项目类别：	地方交通科技项目
起止年限：	2007-1-1～2008-12-1
立项年份：	2007