技术方案

1、主要技术原理及实现的功能

重型卡车与辅助车辆之间的防撞预警：在重型卡车和辅助车辆上分别安装防撞预警仪。两类预警仪都采用GPS定位技术，区域射频网络技术，在大型设备和辅助车辆之间建立防撞预警机制。通过双RF射频技术和卫星定位技术，使车辆在区域（80m内）进行射频通讯，互传各自的位置坐标，快速求出相对距离和方位，当卡车与小车接近到一定范围时，通过语音报告其位置和朝向，并按接近的距离给出不同的语音提示。语音防撞预警系统如图1所示。

图1. 卡车与小车防撞预警系统图

2、主要功能：

1）大车与小车系统：

在重型卡车和辅助车辆上分别安装“防撞预警仪”，通过该预警仪内的GPS卫星定位功能，实时接收卫星信号，将车辆的位置坐标通过控制器采集存储下来，并通过RF射频模块使80米范围内接近的车辆自动组成无线通讯网络，在网络内互传GPS数据信息。可得知临车的距离，速度，方位等，当车辆之间接近到一定距离后进行语音报警。图2、图3分别是大型车辆和辅助车辆上安装的语音防撞预警设备示意图。

图2. 大型卡车防撞预警设备

图3. 小车防撞报警设备

2）该防撞预警系统的功能如下：

l GPS卫星定位功能：采用双GPS定位技术，给出实时的卡车位置坐标；

l 无线射频通讯功能：采用射频通讯技术，将卡车位置坐标与周围小车互换；

l 语音报警功能：通过语音功能，告诉司机周围车辆的存在，给出预警信号.

3、预警机制的建立

图4.报警区域图

1. 屏幕上分为三个区：

1） 显示区（100—60m）显示临近车辆距离及位置

2） 报警区（60—30m） 语音报临近车辆距离及位置

3） 危险区（20-30m）语音报“危险”

2. 超前预警：

语音报警时间约1秒，当语音结束时车子已不是刚才的位置，而且司机的也要有一个反应时间，为此，我们采用超前预警机制。根据车子的速度来定，一般定为2秒。

4、达到的技术指标

l 双GPS技术：双GPS卫星定位使各种车辆的位置信息得以快速确定，预警车辆之间的相对距离精度：接近差分精度，即单点小于2.5m（CEP）；可识别运动中的车体朝向；

l 双RF射频：双频段使大车与小车独立地快速互传信息，无线通讯频率：433MHz和404MHz；无线射频通讯距离：车与车通讯距离小于100米；

l 语音报警功能：能以语音的形式为司机提示各类不同的报警信息。

5、本车辆防撞预警达到以下技术要求：

l 全天候自动预警：本产品结合露天矿道路特点和行车环境，提出了露天矿区车辆运行安全预警解决方案。系统以双GPS定位车辆坐标及车辆方位，射频双向无线数据通讯为主要技术手段，实现了矿区车辆全天候安全运行的自动预警功能；

l 斜坡弯道处处有效：在斜坡道拐弯处，即上下台阶道路的交汇点，本系统能有效的给出对方行驶的车辆，达到预警的目的；

l 视线屏障遮不住：在风沙、浓雾和恶劣天气的情况下，本系统能有效的提供预警信息，无线射频技术能穿透这些视线屏障，为司机的安全行车提供了保障；

l 夜晚行车有提醒：在夜晚行车，视线不清的情况下，本系统能为司机实时提供周围是否有车辆的存在。特别是在司机在困倦欲睡的时候，周围如果有车辆出现，必有语音报警，使司机立即清醒，避免交通事故的发生；

l 提前预警最重要：露天矿行车安全最关键因素是在一定的距离范围内提前预警，让司机知道周围是否有车辆的存在，及早作好会让的准备。这也是本车辆防撞预警系统的关键功能，为车辆的安全生产提供了现代化的技术手段

l 区分车辆种类。采用不同的形状代表不同类型的车辆，给司机以区别。

（三）系统构成

（四）安装方案

1、辅助设备的安装：指挥车防撞预警仪（FZ-CAR-V2.0）安装在驾驶室内的倒车后视镜上面，工程辅助车辆防撞预警仪（FZ-CAR-V2.0）安装在仪表盘上面或根据车辆情况选择合适位置，电源直接从车上取12V电源。GPS天线和射频天线根据车辆情况放在车外驾驶室顶上（磁盘吸附）。

2、卡车的安装:卡车安装，需要安装卡车防撞预警仪FZ-TRUCK-V2.0、稳压电源ZK_DY_12等。

3、卡车防撞预警仪：安装在驾驶室仪表盘侧面的台面上，防撞预警仪自带万向可调节固定支架，支架底座用螺栓固定在台面上。针对特殊情况安装位置可以根据司机室的具体情况来布置。

4、稳压电源：稳压电源的首端接入卡车的24V直流电源，末端接到防撞预警仪的电源上。稳压电源的位置可以根据司机室的具体情况来布置。

（五）与其它技术比较

1、技术成熟程度：

RF射频通讯和GPS卫星定位技术已在工业现场应用多年，器件运行可靠，定位准确，可实现全天候定位跟踪。RF射频技术也是近几年来发展最快的高新技术，如蓝牙技术等。而图像识别技术（机器视觉）是通过对图像的数字处理，分析来定位的，在近距离解决皮带上工件质量好坏比较适用，而对于露天矿采场远距离预警则能力有限。

2、 工业现场维护：

以卫星定位和射频技术为核心的卡车防撞预警仪，设备安装在司机室内，并已完成产品从研发到生产的过度，产品运行稳定，不需专门维护。而视频图像产品，需要把摄像头（3个）安装到司机室外面，镜头需要经常清理，遇到雨雪灰尘等天气，泥水会遮挡镜头，安全出现隐患，维护也较困难。

3、 风沙烟尘：

在内蒙地区，风沙烟尘在冬季和春季及为常见，RF卡车防撞预警仪，由于是射频信号，在风沙到来时，无线信号不受影响。而图像预警仪视线被风沙遮挡，预警效果较差。

4、 大雾雨雪：

在大雾天气也是一样，RF卡车防撞预警仪的无线射频，可穿过浓雾雨雪，照常预警，对安全生产有极大的帮助。而视频图像根本没有可能在这样的环境下预警。

5、 采场斜坡道转弯处的提前预警：

在露天矿采场，运输道路一般是布置在斜坡道上，上下台阶通过斜坡道连接，在上下两个斜坡道的转弯处，由于有三角岩体的遮挡，经常在这个地段出现事故。RF卡车防撞预警仪在斜坡道的转弯附近，早早就将临车的信号提前送给对方，起到防撞预警作用。而图像射频防撞预警仪只能当两车相对时才能看到对方，但这时为时已晚，车辆可能已撞在了一起。

6、 夜晚光线不足：

露天矿生产是全天候的，当夜晚光线不足时，GPS和RF射频不会受到影响，而视频图像就会受到影响，尽管采用红外补偿，也在距离上满足不了实际的需要。

7、 报警距离：

经过研究，一般两车对向行驶，在大车25km/h，小车为40km/h，若按反应时间2-3秒，超前距离应在50-60m，RF防撞预警仪的预警范围可在100m以内，而视频图像的预警距离很有限，特别在夜晚，不能解决对超速车辆的防撞报警。