简论连续长下坡货车制动器温度检测系统构建论文

简论连续长下坡货车制动器温度检测系统构建论文

　　连续长下坡路段通常是重特大交通事故多发路段。当重载货车在长下坡行驶时，需不断采取制动措施，使车速控制在合理范围内。若车辆持续制动时间较长，则会破坏制动器热平衡状态，从而导致制动器温度急剧升高，降低摩擦力矩，进而引起制动失效。研究表明，车辆制动器工作时的温度在250℃以下时，制动器处于正常的温度状态;当温度超过300℃时，车辆制动时的摩擦力矩显著降低，制动效能明显下降，因此，一般以300℃作为制动器温度的使用极限。而传统的长下坡交通安全保障措施存在不足。因此，本文提出了非车载式的货车制动器温度检测系统，以进一步保障连续长下坡路段交通安全。

　　1货车制动器温度检测系统框架设计

　　1.1系统目标。系统基于车牌识别技术、红外测温技术、传热学，充分借助现有的硬件和软件，将其整合为一个全新的货车制动器温度检测系统。该系统能够为路段上行驶的货车驾驶员及时提供其车辆制动器工作温度信息，让驾驶员及时了解车辆制动器的工作状态，从而为驾驶员在长下坡路段的行驶策略提供参考。

　　1.2系统的功能。为使系统能够具备广阔的应用前景，在系统研发时应考虑多个因素的影响，以保障功能的正常发挥，其主要功能如下：

　　1.2.1货车车牌识别：由于货车车牌的底色均为黄色，借助现有的车牌识别技术，根据提取的车牌颜色，对长下坡路段行驶的货车进行识别，从而能够避免非货车的干扰。

　　1.2.2实时检测货车制动器外表温度：本系统通过安装的红外热成像装置，对长下坡路段的货车制动器进行扫描，获得制动器外表面温度图像，在热分析软件的帮助下，能够得到指定点或面的温度数据。

　　1.2.3制动器内部温度推算：根据制动器外表面温度数据，利用系统中的计算程序，即可得到制动器内部工作温度。

　　1.2.4货车刹车片温度警示：通过信息发布终端，将货车制动器工作温度及时告知驾驶员，能够让货车驾驶员掌握车辆的制动器状态，从而为驾驶员的行驶策略提供参考。

　　1.3系统工作流程。本系统通过采集设备将采集到的数据经传输网络传送到监控中心，在监控中心对数据进行过滤，并进行存储或者进行数据处理，数据处理主要是根据过滤后的制动器表面温度推算制动器内壁刹车片工作温度，然后对处理之后的数据进行储存，同时在信息发布终端显示。

　　2货车制动器温度检测系统总体设计

　　2.1系统设计原则。在构建货车制动器温度检测系统时，应遵循以下原则：

　　2.1.1整体性。考虑各个系统的相互联系，提高系统整体利用率。在系统设计安装时，应充分考虑空间距离及环境干扰因素对信号传输质量的影响。

　　2.1.2可靠性。系统运行必须具有高度的可靠性，做到万无一失。在进行系统设计时，应采用多种技术互补，从多个方面、多种技术层面上确保系统稳定工作，以保证设备的长期运行。

　　2.1.3可维护性。系统设计时应充分考虑维护工作的需求，设计应模块化、通用化，同时实现自我诊断功能，最大限度地降低维护工作难度和工作量。

　　2.2系统总体设计。该系统通过设置在路侧的红外测温子系统，能够对该路段行驶的货车制动器表面温度实时采集，利用相关的理论模型进行计算、分析，从而得到制动器内壁的温度信息，同时，借助车牌识别子系统，对所测制动器温度的车辆车牌号进行识别、存储，从而实现车辆制动器温度信息的准确发布。

　　3系统功能模块

　　3.1车牌自动识别子系统。车牌自动识别系统采用车牌识别技术，即通过车辆静态图像或动态视频自动提取车牌信息(如汉字、数字、字母等)进行自动识别的技术。硬件设备主要包括车辆检测装置、摄像机补光灯一体机、图像采集装置、信号采集器、工控主机等。

　　3.2货车刹车片温度检测子系统。由于制动器内表面温度难以直接测量，因此，本文主要通过检测制动器外表面的温度，利用计算模块获得制动器内部工作温度。考虑到长下坡路段的货车处于动态的行驶过程中，且车速较快，若采用红外测温仪，对货车制动器的某一点或多点进行测量，测量误差很大，难以获得准确的测量结果，经综合比较分析，本文拟采用红外热成像仪对制动器表面温度进行测量。

　　3.3通信子系统。在实际的长下坡路段采集现场，由于采集信息多样化，跨度大，需要采集的数据量大，因此需要在采集设备采集到数据之后对数据信息进行数据汇聚之后再进行传输。传输方式根据实际情况可以选择无线高频传输、光纤传输等等。

　　3.4信息发布子系统。信息发布子系统是货车制动器温度检测系统的重要组成部分，主要是基于先进的信息技术和系统，对各种资源进行整合和利用，能够在货车制动失效前，提前预警，为货车驾驶员行驶策略提供参考，从而保障道路交通的运行安全和畅通。

　　3.5供电子系统。本系统先期设计采用太阳能与市电混合供电的方式，系统由光伏组件阵列、光伏控制器、蓄电池阵列、市电控制器、逆变器、DC-DC多路电源转换器等组成。

　　4结论

　　为弥补传统的长下坡安全保障措施的不足，本文提出了设置于长大下坡路侧的货车制动器内部温度检测系统。在遵循整体性、可靠性、规范性、可维护性等原则下，对该系统进行了总体设计，详细地阐述了系统的功能和工作流程，并对该系统的各子系统如车牌自动识别子系统、货车刹车片温度检测子系统、通信子系统、信息发布子系统、供电子系统等功能模块进行了详细设计。

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