高速公路施工碾压设备安全防护装置

严彪 张光琴

摘 要：本文以高速公路为研究视角，对其施工使用的碾压设备加以安全管理，添加有效的安全防护装置，使其处于安全工况，减少设备安全问题，维护公路交通性，带动高速公路交通事业有序发展。

关键词：碾压设备;雷达;安全管理

中图分类号：U445.1 文献标识码：A

0 引言

压路机设备具有体型大、路面施工范围大等特点。在施工操作压路机时，操作人员需要具备安全施工意识，熟练掌握安全技能，具有较强的岗位责任意识，对于器械设备的制动、转向反应灵敏性加以检查，确保刮泥板处于平整状态，为路面碾压施工创造优质条件。

1 安全防护装置使用的必要性

高速公路工程在规划建设时，工程路面的施工环节，需要使用压路机进行平整与碾压处理。在基础工程规划建设的任务中，压路机在路面工程中扮演着较为关键的角色。部分路段中存在野生动物路过、学生活动无规律、周边居民生活行为多样性等问题，对于公路施工安全性提高了要求。加之部分人员的生活习惯欠佳，行车时语音聊天、拨打电话，无法将全部精力投入在开车活动中，极易发生行车安全问题。在此种情况下，压路机施工面临多重风险问题。对于压路机添加安全防护设施，具有重要防护作用。可添加的安全装置有：自动报警、智能急停、全角度影像录制等，以此有效减少安全事故，切实创造施工单位的经济产出能力。

2 安全防护装置的种类与应用

2.1 安全防护装置类型

结合现有技术特点，在压路机设备中加装各类先进技术，比如监控技术、雷达检测技术、防护装置等，构建一体式防护结构，组成全方位的防护体系。在有人员与压路机间距处于安全距离以内时，由报警装置给出警示，发出蜂鸣声。在其他设备与压路机发生碰撞时，紧急制动装置给予响应，针对误入压路施工区域的车辆与人员，给予安全警示，有效防范安全事故。

其一，感应式雷达装置（见图1）、雷达监控程序，对于压路机施工范围内的障碍物、杂物、行人、车辆进行有效识别，在与目标识别物相距距离较小时，给予鸣声提示。

其二，触碰杆。目标识别物与压路机发生碰撞时，会紧急启动制动装置，关闭电源，停止压路机运行。

其三，全方位摄像。在压路机四个方位，分别为设备前方（见图2）、设备后方、设备左侧、设备右侧，逐一添加摄像装置，对碾压路段进行全方位动态监控，给予操作人员路况辅助，消除其操作盲区。

2.2 雷达安全防护应用

2.2.1 5米探距装置

5米探距装置是一种具有可视性的倒车雷达装置，可用于压路机施工使用。此种雷达安全防护装置，探测范围介于0.6米与5米之间，探测显示屏为LCD，屏幕大小为7寸，装置重量为5公斤，电压规格为24伏特，警报时间为90 ds，运行时温度范围为[-20，70]摄氏度。在压路机倒车时，摄像头自带多组LED灯，倒车操作时灯组自动照明，在高分辨率的传感设备配合下，能够有效传输压路机车位路况，准确判断障碍物所在位置，便于驾驶人员给予正确判断，顺利完成压路机倒车。

此种雷达安全装置，在装设压路机设备时，能够对压路机运行路段进行盲区分析，有效回避安全事故。由于压路机自身规格较大，后视反光镜无法照看车辆周边的整体情况。车体具有高大性，车辆行驶人员在车内无法肉眼可见车尾近距离位置的物体情况，极易在压路机倒车时发生事故问题。与此同时，压路机在实际施工碾压时，车辆具有较大噪音特点，无法通过较小级别的声音提示，引起压路机操作人员的注意。因此，使用倒车专用雷达装置时，能够在显示屏准确展现车辆尾部的倒车盲区视野。在此装置中，添加了车后障碍物位置锁定功能，应用了先进的OSD技术，能够有效结合雷达与视频技术，便于压路机驾驶人员排除车尾盲区困难。此装置在生产时，使用的原材料为金属航空线材，在压路机振动、信号干扰中表现出较强的对抗性，确保雷达探测准确。

2.2.2 防撞雷达系统

防撞雷达系统是借助雷达技术，有效测定压路机与周边障碍物的距离，进行安全提示，减少压路机与障碍物、行人、车辆发生碰撞问题。此雷达系统拥有完善的功能，能够有效保障压路机施工安全。

其一，防撞距离设计。安全管理人员可结合施工需求、安全规范进行防撞距离设计。使用遥控系统进行操作，分别从警示区、制动区两个方面进行距离设计。在设计期间，存在的距离参数相对关系有：提示区间距（1 000米）>警示区间距（500米）>制动区间距（300米）。可设计的间距范围为[0，2 000]米。

其二，报警响应速度等级设计。报警响应等级可选范围是[0，9]，在选择等级后，可进行备注说明。备注项目有：行车、超速提示，非法登录权限限制，提示区限速提示，警示区限速提示等。

此种雷达防撞系统，具有较高的影像分辨率，能够有效感应收集压路机周边情况，对于碾压安全施工具有重要意义。

2.3 防撞系统开发设计

2.3.1 系统开发思路

以压路机安全施工为研究起点，加强高速公路防护。结合高速公路施工环境条件、压路机的施工特征、往期实际发生的事故情况等多重因素，给出了压路机有效的防撞系统设计，采取毫米级别的雷达远程探测方式，融合立体式传感器进行近距离检测，构建完整的防撞警报系统。在此基础上，装设测速雷达装置，以压路机为主体，对其安全制动距离给予有效设计。与此同时，依据信号采集与分析需求，构建压路机防撞程序的开发方案，为压路机防撞联动控制体系的构建给出理论依据。

2.3.2 测距功能分析

在高速公路进行碾压施工时，施工操作会形成较大的噪音问题。同时设备存在的故障问题，降低了压路机操作与响应的灵敏性，削弱了驾驶人员对车辆安全性的判断，引发多重事故问题。在构建防撞安全系统时，是在驾驶人员未有效给出安全制动的前提下，主动进行电路与油路的关闭处理，强制进行压路机方向转变处理，具有压路机防撞控制效果。为此，在设计雷达远程探测系统时，需要开发出的功能是：动态传送雷达信号，有效測算压路机与障碍物的间距，如果间距不大于设定阈值时，需要给予制动反馈，如果间距大于设定阈值，不予给出制动响应。雷达系统会持续测算压路机与路障之间的间隔，直至碾压施工完成。

毫米级别的雷达装置，经过天线前端完成信号传输。在信号检测到压路机周边有障碍物时，将会反射信号，反馈的信号传送至混频器。传送与回波两类信号，在混频器中获得了有效混合，混合完成的信号有效传输至数字处理电路中。此种混合信号在获得干扰去除、信号转换后，形成差分频率信号，由此获得压路机与目标物的相对距离与相对方位信息。在终端收到检测信息后，给出相应声音警示。

2.3.3 定位功能分析

在立体传感器系统组成中，含有两组激光器。激光器发出的光波会在耦合作用下形成光束，两个光束分别接入标准光纤、扫描探头中。在扫描探头中添加了旋转台，能够有效调整扫描头的运转方向、调整幅度等参数。在测定光束时，会路经旋转台，使检测光束反射形成回波光束。回收获得的光束会再次输入信号接收程序，对其进行信号放大、信息转换等各项处理，处理完成的信号会被传输至电路控制中心，完成位置锁定。

定位中心的功能主要表现为：

其一，可添加若干个带状型的监测保护区，在有人员、不明车辆进行监测保护区时，给予驾驶员提示，提示方式包括声音与灯光两种类型，提高驾驶人警觉性。

其二，扫描装置会对于监测区内各测量点的间距、高度、位置等参数，有效回传信号处理中心，确保检测主体各项参数显示准确。

2.3.4 信号处理流程

防撞系统装设在压路机设备中，其功能的关键在于DSP功能的平稳性与准确性。DSP能够有效处理各传感器回传的信号。收集的回波信号表现出类型多样、信息复杂等特点，主要包括目标障碍物信息、干扰类信号。为保障信号处理的高效性与准确性，在防撞系统中的信号处理中心，需要添加谐波处理机制，减少干扰信号问题，继而对固定地物形成的信号干扰、噪音等因素，采取降噪处理，以此保障目标障碍物信息处理的集中性，增强检测精准性。

对各模块系统进行集成处理时，使用的是嵌入式装置，集中程序包括供电装置、信息采集与处理模块、警报装置、制动响应模块。供电模块的有序运行，是保障处理器有序运转的关键因素。信息采集单元能够高效处理雷达检测回传的各类信息。处理器结合危险信息与压路机的间距情况，自动启动警报与制动程序，以此保障压路机碾压施工安全。

3 结论

综上所述，加强公路施工安全工作落实，对碾压设备开展安全防护，以压路机为主体融合安全管理思想，合理添加各类先进性技术，对设备运行情况加以有效测定，有效判断设备的运行状况，高效排除各类安全威胁因素，使压路机处于安全平稳的运行状态，安全有序的完成碾压任务。

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