压路机作业防撞报警装置研究

范　越兰州交通大学，甘肃兰州　730070



压路机作业防撞报警装置研究

范越
兰州交通大学，甘肃兰州730070

摘要本文分析了压路机作业过程中防撞系统的基本设计原理，较详细的介绍压路机现场事故成因以及根据事故成因建立的报警装置系统设计的原理、方法和步骤。报警装置利用超声波传感器进行信号的发射、接受，能在压路机倒车作业过程中自动检测车尾障碍物的距离并发出声光报警，同步将所检测的障碍的图像及物距离精确地显示在驾驶室配套设置的视频装置上，并实现声音报警，提醒司机刹车，防止人员伤亡事故。

关键词超声波；压路机作业；防撞报警

1　系统方案设计

1.1研发背景

近年来，随着公路建、管、养的不断发展，机械化程度越来越高，在这些机械设备工作的同时还会有很多的养护技术人员也会同时在现场作业，现场作业安全管理成为公路管理部门的一项重要日常工作。随着机械的种类、数量在不断增加，机械伤人事故时有发生，事故屡见不鲜，造成人员伤亡或巨大财产损失。公路安全管理工作中机械设备的安全管理占有极其重要地位，是安全管理的重要组成部分。本设计使其在整个压路机设备在倒车作业过程中能自动测量车尾到最近障碍物的距离，在倒车进入到到极限距离时会发出急促的警告声，同时在驾驶员操作室用视频装置显示，多重条件提醒驾驶员注意刹车，避免人员伤亡事故。

1.2技术背景分析

导致压路机设备伤人事故的案例很多，总结归纳在作业现场发生的多起伤人事故，无非是人、物和环境这三大因素造成的。

1.2.1人的因素

安全管理中人的因素是第一位的，它包括设备操作人员以及生产组织、指挥、管理等人员。据统计，现场施工过程中由于人为违反操作规程因素而发生的机械事故和人身伤亡事故占事故总体的80%以上，因此人员是作业安全控制的关键。

1）生产人员对操作规范和安全知识不熟悉或执行不严格

生产操作人员缺乏设备相关专业知识，对设备操作方式不了解，对安全操作规程不熟悉，盲目进行操作或者经验不足；缺乏应付异常情况的能力，对可能发生的危险后果完全无知等均会导致事故发生。

2）抱着侥幸心理或冒险心理

要求生产人员严格按操作规程办事，对生产人员来说就受到了“约束”，于是一些生产人员抱着侥幸心理违章作业，结果酿成事故的发生。该类事故占事故总数中的比例较大，应高度重视。

3）预见能力的局限性

生产纪律松懈、责任心不强，检查不细致等，都会导致事故发生。在施工中，生产操作员边开车边抽烟、打手机、以及与他人攀谈等而导致注意力不集中造成事故频发。

1.2.2设备上的硬件配置缺陷

一些生产设备在出厂初期基本上都符合安全设计要求，但经过了一定的使用时间，设备的原有配置已经不能适应于现场作业安全的需求，在安全防范方面有了很大的局限性，对安全管理造成了负担。目前，在作业现场的压路机设备在倒车作业过程中的报警方式只是在设备运行档位进入倒车档位时，在设备尾部的小型警示灯闪烁并伴随“滴滴”声报警，可是施工现场经常是车来车往，压路机自身运行的噪声分贝较大，并且同时还有其他并行作业的机械设备，现有的报警方式根本不足以起到提示作用。现有压路机司机驾驶室的位置在向后作业时，驾驶员视觉会有很大的盲区，也会在成设备启动时的安全隐患。

1.2.3现场环境的因素

由于公路施工机械都是在夏季高温、冬季严寒、高分贝噪音、交通复杂等环境下施工，恶略的施工环境也是容易造成事故的重要因素之一。

2　系统解决思路

2.1人工增加设备的配置，消除安全隐患

1）首先从硬件上增加高清视频监控装置，解决驾驶人员的视角盲区，做到驾驶员在驾驶室可以很方便的看到以往看不到的驾驶操作盲区，避免设备启动的时候，有人员及其他物体在盲区范围时误操作而造成伤亡或财产损失。为了排除驾驶人员由于疏忽，不能在设备作业同时人工开启视频监控设备，视频监控装置电源直接连接在设备启动电源上，可实现设备启动时即接通电源开始工作。监控装置镜头采取工业专用高清镜头，兼顾大角度视角、高亮度、高清显示，做到无盲区死角和在户外光线强烈时依然能有效工作。

2）在作业设备上安装大分贝的报警喇叭。压路机作业现场基本是在户外，由于环境比较复杂，会有大分贝噪音及其他车辆、设备的干扰，会让现场工作人员分散注意力，造成伤亡。本装置在设备上加装了大分贝的报警喇叭及大规格工程报警灯，其电源连接了设备启动

电源，设备启动时即可语音提示并警灯闪烁，形成视觉和听觉上的双重刺激，采用延时10s即停的方式，一方面对地面做也人员起到了警示作用，一方面也避免了长时间报警扰民和造成驾驶员及施工人员感官疲劳的问题。

2.2增加自动报警提示，加大警示力度，弥补人员失误因素。

1）本装置最重要的技术部分是在设备上加装专业的超声波探测装置，联动到驾驶室的视屏监控装置上，实施探测范围报警，提示驾驶人员，在遇到问题时及时采取制动措施，避免出现恶性安全事故。根据作业设备在现场的作业行驶速度和可能出现安全隐患时的安全距离考虑，超声波探头采用了长距离，高强信号，报警距离达到了4.5+0.5m，报警频率根据人体（或物体）距离的远近采取由慢到快的方式，高频率的报警可以有效提醒驾驶人员注意。

由于现场的工作环境比较复杂，经常会有路边杂物出现，为了降低误报率，装置对超声波的探测波形进行了升级设置，将传统的扇面探测方式变更为纺锤形探测。在实地应用中，考虑到施工现场单侧会有道路交通设施，在超声波的纺锤型探测波的应用中又有针对性的调试为单侧水平切面，有效地防止误报警。

2）工装考虑。压路机是常年在室外、野外现场作业的工程设备，这就必然会面临大量的浮尘的作业环境，也经常会遇到降雨、降雪的等恶略的天气情况。为了能在现场可靠有效的场工作，本报警装置的所有外露安装部分均采取了防水、防尘封装措施。压路机在作业过程中，有时会铺装温度很高的沥青，这样会使轧辊温度很高。设备在出厂时会配备加水降温的装置。报警装置的安装必须要选择在既能有效的探测到障碍物又不能影响设备本身装置的正常工作，还要兼顾到避免碰撞损坏的需求。所以在安装的过程当中，事先一定要和现场的生产操作人员充分的沟通，根据不同类型的压路机，制定不同的探头安装模式，有必要的话，需要采取另行加工配件作为辅助实现安装。

3　结论

在交通部门的科技工作会议中，曾多次提到了公路安全管理工作的重要性，其中机械设备施工作业中的安全保障是其中的重中之重。由于压路机自身的特性，一旦出现事故，都是非常恶性的事故，除了在全国交通系统之外，在其他不同地区、不同现场，只要是有压路机设备作业的工程现场都是在有过惨痛的血的教训，压路机报警装置的研究能再一定程度上补足工程设备出厂时自身硬件不足的问题，能再一定程度上降低工程作业现场恶性事故的发生率，对避免造成重大人身伤亡或财产损失起到了帮助作用。

中图分类号U46

文献标识码A

文章编号1674-6708（2016）155-0079-01