簡論連續長下坡貨車制動器溫度檢測系統構建論文
簡論連續長下坡貨車制動器溫度檢測系統構建論文
連續長下坡路段通常是重特大交通事故多發路段。當過載貨車在長下坡行駛時，需不斷採取制動措施，使車速控制在合理範圍內。若車輛持續制動時間較長，則會破壞制動器熱平衡狀態，從而導致制動器溫度急劇升高，降低摩擦力矩，進而引起制動失效。研究表明，車輛制動器工作時的溫度在250℃以下時，制動器處於正常的溫度狀態;當溫度超過300℃時，車輛制動時的摩擦力矩顯著降低，制動效能明顯下降，因此，一般以300℃作為制動器溫度的使用極限。而傳統的長下坡交通安全保障措施存在不足。因此，本文提出了非車載式的貨車制動器溫度檢測系統，以進一步保障連續長下坡路段交通安全。
1貨車制動器溫度檢測系統框架設計
1.1系統目標。系統基於車牌識別技術、紅外測溫技術、傳熱學，充分藉助現有的硬體和軟體，將其整合為一個全新的貨車制動器溫度檢測系統。該系統能夠為路段上行駛的貨車駕駛員及時提供其車輛制動器工作溫度資訊，讓駕駛員及時瞭解車輛制動器的工作狀態，從而為駕駛員在長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，在系統研發時應考慮多個因素的.影響，以保障功能的正常發揮，其主要功能如下：
1.2.1貨車車牌識別：由於貨車車牌的底色均為黃色，藉助現有的車牌識別技術，根據提取的車牌顏色，對長下坡路段行駛的貨車進行識別，從而能夠避免非貨車的干擾。
1.2.2實時檢測貨車制動器外表溫度：本系統透過安裝的紅外熱成像裝置，對長下坡路段的貨車制動器進行掃描，獲得制動器外表面溫度影象，在熱分析軟體的幫助下，能夠得到指定點或面的溫度資料。
1.2.3制動器內部溫度推算：根據制動器外表面溫度資料，利用系統中的計算程式，即可得到制動器內部工作溫度。
1.2.4貨車剎車片溫度警示：透過資訊釋出終端，將貨車制動器工作溫度及時告知駕駛員，能夠讓貨車駕駛員掌握車輛的制動器狀態，從而為駕駛員的行駛策略提供參考。
1.3系統工作流程。本系統透過採集裝置將採集到的數據經傳輸網路傳送到監控中心，在監控中心對資料進行過濾，並進行儲存或者進行資料處理，資料處理主要是根據過濾後的制動器表面溫度推算制動器內壁剎車片工作溫度，然後對處理之後的資料進行儲存，同時在資訊釋出終端顯示。
2貨車制動器溫度檢測系統總體設計
2.1系統設計原則。在構建貨車制動器溫度檢測系統時，應遵循以下原則：
2.1.1整體性。考慮各個系統的相互聯絡，提高系統整體利用率。在系統設計安裝時，應充分考慮空間距離及環境干擾因素對訊號傳輸質量的影響。
2.1.2可靠性。系統執行必須具有高度的可靠性，做到萬無一失。在進行系統設計時，應採用多種技術互補，從多個方面、多種技術層面上確保系統穩定工作，以保證裝置的長期執行。
2.1.3可維護性。系統設計時應充分考慮維護工作的需求，設計應模組化、通用化，同時實現自我診斷功能，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。該系統透過設定在路側的紅外測溫子系統，能夠對該路段行駛的貨車制動器表面溫度實時採集，利用相關的理論模型進行計算、分析，從而得到制動器內壁的溫度資訊，同時，藉助車牌識別子系統，對所測制動器溫度的車輛車牌號進行識別、儲存，從而實現車輛制動器溫度資訊的準確釋出。
3系統功能模組
3.1車牌自動識別子系統。車牌自動識別系統採用車牌識別技術，即透過車輛靜態影象或動態影片自動提取車牌資訊(如漢字、數字、字母等)進行自動識別的技術。硬體裝置主要包括車輛檢測裝置、攝像機補光燈一體機、影象採集裝置、訊號採集器、工控主機等。
3.2貨車剎車片溫度檢測子系統。由於制動器內表面溫度難以直接測量，因此，本文主要透過檢測制動器外表面的溫度，利用計算模組獲得制動器內部工作溫度。考慮到長下坡路段的貨車處於動態的行駛過程中，且車速較快，若採用紅外測溫儀，對貨車制動器的某一點或多點進行測量，測量誤差很大，難以獲得準確的測量結果，經綜合比較分析，本文擬採用紅外熱成像儀對制動器表面溫度進行測量。
3.3通訊子系統。在實際的長下坡路段採集現場，由於採集資訊多樣化，跨度大，需要採集的資料量大，因此需要在採集裝置採集到資料之後對資料資訊進行資料匯聚之後再進行傳輸。傳輸方式根據實際情況可以選擇無線高頻傳輸、光纖傳輸等等。
3.4資訊釋出子系統。資訊釋出子系統是貨車制動器溫度檢測系統的重要組成部分，主要是基於先進的資訊科技和系統，對各種資源進行整合和利用，能夠在貨車制動失效前，提前預警，為貨車駕駛員行駛策略提供參考，從而保障道路交通的執行安全和暢通。
3.5供電子系統。本系統先期設計採用太陽能與市電混合供電的方式，系統由光伏元件陣列、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
為彌補傳統的長下坡安全保障措施的不足，本文提出了設置於長大下坡路側的貨車制動器內部溫度檢測系統。在遵循整體性、可靠性、規範性、可維護性等原則下，對該系統進行了總體設計，詳細地闡述了系統的功能和工作流程，並對該系統的各子系統如車牌自動識別子系統、貨車剎車片溫度檢測子系統、通訊子系統、資訊釋出子系統、供電子系統等功能模組進行了詳細設計。