桥梁限高架主动提醒超高车辆的警示系统研究

何江斌 陈国升

近年来，超高车辆与桥梁限高架刮撞的事故时有发生。文章通过设置桥梁限高架主动提醒超高车辆的警示系统，使限高架具有主动观测、发现超高车辆并及时提醒车辆驾驶员的功能，对超高车辆进行灯光和语音警报、释放彩带警示，可有效避免超高车辆与桥梁限高架刮撞的事故。

桥梁限高架;超高车辆;主动观测;灯光和语音警报

0 引言

桥梁限高架是设置在高速铁路、普通铁路、公路或市政道路的桥梁或涵洞的前、后方的限高装置，防止超高车辆在通过桥梁时，触碰桥梁或涵洞底面，使桥梁或涵洞损坏而中断行车的交通安全设施。桥梁限高架在保护桥梁的同时，却对桥梁下方通行的超高车辆和车辆乘客造成各种不同的损害。本文提出设置桥梁限高架主动提醒超高车辆的警示系统，以避免超高车辆与桥梁限高架刮撞的事故。

1 桥梁限高架相关事故分析

据媒体公开报道，近年发生的与桥梁限高架相关的典型事故如下：

（1）广西北海市四川南路高速铁路桥梁限高架被撞倒两次的事故

该限高架限高4.5 m，从2013-11-28建成至2013-12-05，8 d时间内，该限高架被撞倒两次。第一次是限高架刚装好的第二天，第二次是12月05日。第一次被撞倒后，铁路方面在高速铁路桥梁下穿道路限高架的前方放置了一块非常大的提醒牌，可是在夜间由于视线不佳，提醒牌未起作用，仍然有一辆超高车辆的驾驶员未发现限高架，超过4.5 m高度的大型货车瞬间将限高架撞倒，所幸没有人员受伤。

（2）广西南宁市双层公交车与限高架刮碰事故

2014-04-15，广西南宁市一辆双层公交车，在行驶至竹溪大道青竹立交桥限高架时，车辆驾驶员没有预估好限高架的高度，再加上车速过快，致使双层公交车与限高架相刮撞。事故导致双层公交车整个第二层的车顶被掀翻，车顶脱落，造成28人受伤。

（3）湖北武汉市双层公交车与限高架刮碰事故

2018-12-27，湖北武汉市一辆双层公交车在行驶至白沙洲大道白沙洲高架桥限高架时，车辆驾驶员没有预估好限高架的高度，双层公交车与限高架相刮撞。事故导致双层公交车第二层被削，车体变形严重，车上乘客1死7伤，现场惨状让人痛心。

目前，高速铁路桥梁、普通铁路桥梁、公路或市政道路桥梁、有限高通行要求的道路、道路临时施工项目所安装的限高架，均为钢管、槽钢或角钢等刚性杆件制作而成的门式限高架。根据对近5年所发生的超高车辆与桥梁限高架刮撞的事故案例进行分析可知，发生事故的主要原因有：（1）夜间视线不佳，车辆驾驶员未发现前方有限高架;（2）车辆驾驶员发现限高架时距离较近，车辆制动不及时;（3）车辆驾驶员判断限高架的通过高度有误;（4）车辆驾驶员通过限高架前方时注意力不集中。

超高车辆特别是超高客运车辆通过限高架时，如发生与限高架刮撞的事故，轻则造成车辆和限高架的损坏，重则造成驾乘人员的伤亡。

2 桥梁限高架主动提醒超高车辆的警示系统

为了避免超高车辆与桥梁限高架刮撞事故的发生，柳州铁道职业技术学院科研人员组建了科研团队，研发了在现有桥梁限高架上安装主动提醒超高车辆的警示系统，让桥梁限高架具有主动观测、发现超高车辆并及时提醒车辆驾驶员的功能。警示系统主要由激光探测装置、灯光和语音警报装置、控制装置组成。

2.1 警示系统的工作原理

在桥梁限高架顶面横梁上设置激光探测装置（每个来车车道方向设置一个激光探测装置），激光探测装置每0.5～1 s发射一次探测激光，所发射的探测激光能探测100～200 m左右的距离。探测激光发现前方有超高车辆时，通过控制系统，自动启动灯光和声音警报装置，主动提醒超高车辆驾驶员，让车辆驾驶员有足够的反应时间和反应距离，进行减速和制动操作。

2.2 激光探测装置的选用

激光探测装置由保护外罩、脉冲红外激光发射管、红外信号接收器、数据线和电源线组成（如图1所示）。脉冲红外激光发射管与激光探测装置同轴，脉冲红外激光发射管可设置为每0.5～1 s发射一次脉冲红外激光，脉冲波长为650～700 nm。

2.3 灯光和语音警报装置

灯光和语音警报装置由间断闪烁的红灯和语音警报喇叭（音箱）组成。间断闪烁的红灯可使用LED间断闪烁红灯布满整个限高架顶面横梁，也可使用强力节能型间断闪烁红灯。语音警报喇叭（音箱）安装在限高架顶面横梁上，并预先录制好提醒超高车辆的警示警报语音。在限高架顶面横梁上，还可以安装警示彩带释放装置。

2.4 激光探测装置的安装和工作

激光探测装置安装在桥梁限高架顶面的横梁上。激光探测装置的中轴线与桥梁限高架来车方向前方的路面平行，或根据路面坡度情况，将激光探测装置设置成水平或倾斜状态，保证能探测到探测距离内超过桥梁限高架限高值高度的车辆（如图2所示）。

激光探测装置的脉冲红外激光发射管定时发射脉冲红外激光。当脉冲红外激光未观测到超高车辆时，激光没有反射，激光探测装置的红外信号接收器没有接收到反射信号，灯光和语音警报装置不会启动。当脉冲红外激光探测到超高车辆时，被超高车辆的自然表面反射光线，红外信号接收器接收到反射回的信号时，根据发射和接收脉冲信号之间的时间间隔，能自动计算出激光探测装置与超高车辆之间的距离。在超高车辆距离桥梁限高架达到设定的距离时，灯光和语音警报装置会自动启动，警示超高车辆驾驶员及时制动、停车。

2.5 控制装置

控制装置预先设置好警示距离、启动灯光和语音警报装置、彩带释放装置的条件（如下页图3所示）。

激光探测装置探测到超高车辆后，将警示信号传递给控制装置。控制装置在收到前方有超高车辆的信号后，通过预先设置好的距离（5～100 m）和控制程序，自动启动灯光和语音警报装置，警示红灯开始自动闪烁，语音警报喇叭（音箱）自动播放预先录制好的警示语音，在夜间视线不佳、距离较远时即提醒超高车辆驾驶员停车检查确认。当超高车辆距离限高架10 m左右时，控制装置启动警示彩带释放装置，警示彩带阀门打开，向下释放颜色鲜艳的彩带（或带夜光显示功能的彩带），通过将颜色鲜艳的彩带释放在超高车辆驾驶窗前方，起到警示超高车辆司机、部分遮挡司机视线的作用，提醒司机及时制动和停车。

为防止激光探测装置探测到空中飘浮的临时物体，或是超高车辆接到警报后驾驶车辆离开，控制装置设置为红外信号接收器无信号反射后或一定时间后自动关闭灯光和语音警报装置。警示彩带释放装置一经释放彩带，需工作人员进行人工回收和清理。

2.6 警示系统的适用性

该警示系统的激光探测装置、灯光和语音警报装置、彩带释放装置、控制装置重量较轻，通过一定的连接固定措施，均可安装在现有的桥梁限高架上，几乎适用于所有类型的桥梁限高架。现有的桥梁限高架数以十万计，位于交通干道、城市道路上的桥梁限高架均有安装的迫切性和必要性。

3 结语

通过设置桥梁限高架主动提醒超高车辆的警示系统，可使桥梁限高架具有主动观测、发现超高车辆并及时提醒车辆驾驶员的功能。在夜间视线不佳，超高车辆驾驶员未发现前方有桥梁限高架的情况下，灯光和语音警报能主动提醒驾驶员。灯光和语音警报能让超高车辆驾驶员提前100 m左右发现桥梁限高架，避免距离较近时发现而车辆制动不及的情况。警示系统能帮助超高车辆驾驶员精确判断桥梁限高架的通过高度，同时能及时提醒超高车辆驾驶员，避免通过桥梁限高架前方时注意力不集中的情况。

综上所述，橋梁限高架主动提醒超高车辆警示系统能通过主动探测、自动启动对超高车辆进行灯光和语音警报、释放彩带警示等功能，有效避免超高车辆与桥梁限高架刮撞的事故发生。

[1]许海鸥.高铁限高架多次被撞，限高4.5 m车辆请注意[N].南国早报，2013-12-12.

[2]杨郑宝.南宁一双层公交车与限高架相撞，导致28人受伤[EB/OL]. http：//www.gxnews.com.cn ，2014-04-15.

[3]武汉市交委.武汉一辆双层公交车撞上限高架[EB/OL]. http：//hb.sina.com.cn，2018-12-28.

[4]魏晓颖，陈旺日，陈金刚.郑州西三环限高架频繁被撞原因与对策[J].河南科技，2015（12）：92-94.