[0001] 本发明涉及一种快速疏导装置，尤其涉及一种新型城市道路交通事故快速疏导装置，属于智能交通领域。

[0002] 随着城市交通的快速发展，由交通事故导致的交通拥堵也成了人们关注的问题，路网在大流量负荷运转情况下，一处交通事故就可能造成大范围内的交通瘫痪。汽车作为一种方便快捷的交通出行工具，其普及速度越来越快，普及范围也涵盖全世界。但随之而来的，是日益增加的交通事故数量。一般来说，严重交通事故一旦发生，报废的事故车辆会占用大段的道路，这就会导致后来车辆发生拥堵，尤其是像高架桥、跨海大桥这类的特殊路段，交通事故甚至会引发长达十几个小时的严重交通堵塞。交通事故所引发的交通拥堵会严重阻碍事故现场处理和人员救治，后来车辆的拥堵也会造成潜在的社会资源浪费。目前交通事故的处理方式一般都是采用交警疏导和拖车救援，但这两种方式都无法快速响应并缓解道路阻塞情况。目前国内外关于如何快速处理交通事故以防止交通堵塞的研究较少，大多数还处于对交通事故处理流程简化的研究阶段。以国内的研究为例，有国内学者提出，为了加快交通事故的处理，预防交通堵塞，可以采用鼓励自主协商、简化理赔流程、优化执法程序等措施。但国内外学者对简化处理流程的研究仅适用于轻微交通事故，对于严重交通事故收效甚微，且只是加快了一部分处理流程，无法在第一时间快速响应与处理。

[0003] 本发明的目的是为了解决公路交通事故不能及时有效处理所带来的阻塞问题而提供一种一种新型城市道路交通事故快速疏导装置。

[0004] 本发明的目的是这样实现的：

[0005] 一种新型城市道路交通事故快速疏导装置，包括导轨、设置在导轨上的承重轮，设置在承重轮上的转向滑道、设置在转向滑道上的立柱、设置在立柱上的液压台，所述承重轮与导轨相配合；还设置有抬升臂，所述立柱内部设置有滑道，所述滑道与抬升臂相配合。

[0006] 本发明还包括这样一些特征：

[0007] 1.所述导轨设置在道路的两侧；

[0008] 2.所述抬升臂上设置有支撑点；

[0009] 3.所述转向滑道包括第一转向滑道和与第一滑道活动连接的第二转向滑道。

[0010] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0011] (1)本发明的遥控管理部分能做到快速响应，同时驱动与事故现场距离最近的升降平台对事故现场进行处理，能够最快程度上缓解交通阻塞。

[0012] (2)本发明的适用性广，其能够在城市中的各种路段与桥梁上实施疏导工作，在牺牲较少人力资源成本的情况下解决道路交通的路况问题，同时其具有可靠性强、稳定性高与维护成本低等特点，符合交通智能化的发展趋势。附图说明

[0013] 图1是快速疏导系统流程图；

[0014] 图2是快速疏导装置结构示意图；

[0015] 图3是系统液压原理图；

[0016] 图4是升降调速回路液压原理图；

[0017] 图5是升降系统控制结构图；

[0018] 图6是基于MATLAB/SIMULINK的升降变速调速系统仿真模型图；

[0019] 图7是升降调速系统仿真结果图。

[0020] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

[0021] 一种新型城市道路交通事故快速疏导装置，包括道路监控系统，遥控管理系统、移动系统和升降调速系统；道路监控系统：由部设在道路旁的全方位摄像头，交警部门报警系统以及巡警组成；通过对道路的不间断监测，判断是否有交通事故发生。遥控管理系统：由装置上的远程控制系统以及升降平台状态反馈系统组成，通过道路监控系统路况实时反馈给交警指挥中心，当发生较严重的车祸时(车辆损坏，无法移动)，交警指挥中心接到事故报警，由专业工作人员通过无线通信单元向事故路段的自动升降平台控制单元发出控制指令，并且接受自动升降平台控制单元传来的状态信息并显示出来，从而实现自动升降平台的远程控制，使其快速到达事故现场，将事故发生路段抬升疏导交通；移动系统：由铺设在道路两边的导轨以及行走马达组成；行走马达的运动方向由三位四通换向阀控制，换向阀在中位时液压泵不给行走回路供油，通过梭阀与压力补偿器集成，将比例换向阀转换为双向可调的调速阀，补偿压力装置可以用来填补由于设备与轨道摩擦等因素使负载变化而产生的压力损失，从而在一定程度上消除负载变化对速度产生的影响。通过调整连接换向阀与梭阀的溢流阀可达到补偿压力的目的；当选择的压力需要的补偿值不高时，比例换向阀具有不大的流量增益，相反如果选用的压力需要较高的补偿值时，比例换向阀则具有较大的流量增益；这样可以保证行走马达运行速度平稳，防止速度变化时出现较大的冲击力，也进一步保证了设备不会产生较大晃动；升降调速系统：升降调速回路液压原理如图3所示，流量控制系统具有多种功能，包括自动低压卸荷、负载感应反馈以及流量匹配。通过节流阀开度来控制输入执行元件的流量，并保证负载对输给油缸无任何影响和输出速度的稳定性。通过改变节流阀口开度来控制工作压力；通过在液压缸进油管路中设置单向阀来防止液压缸中的液压油回流。升降液压缸回油油路采用出口节流的方式，该方式通过节流阀和换向阀的组合实现，并选择在液压缸进油管路中添加单向阀。下降动作的实现可以通过自重使液压缸缩回，下降过程中速度有一定的限制，要防止速度过快产生大的冲击力，并保证在升降回路不工作时锁紧，同时防止出现其他可能的回流现象。

[0022] 一种新型城市道路交通事故快速疏导装置，主要由立柱1、第一转向滑道2、第二转向滑道3、导轨4、承重轮5、抬升臂6、液压台7等组成。承重轮5负责承载装置大部分的重量，其与导轨4配合能够完成装置的移动；立柱1安装在转向滑道上方，在转向滑道的作用下能够完成多方向滑动，便于将发生事故的道路正放至道路两侧；抬升臂6具有四个支撑点，可根据事故车辆的在事故路段上的实际位置不同引起的重心不同进行转动，从而支撑事故车辆；液压台安装在立柱1上方，用以配合抬升臂6将事故路段抬离至道路两侧。在严重交通事故事故发生的第一时间，由交警指挥中心或现场交警控制本发明通过导轨4移动至事故现场，根据事故发生路段抬升臂6的位置，使四个支撑点能支撑事故车辆所在的事故路段，液压台7将事故车辆抬起，立柱1沿着转向滑道向道路两侧滑动，将事故发生路段移动至道路两侧，完成疏导。

[0023] 本发明的目的是为了解决公路交通事故不能及时有效处理所带来的阻塞问题，提供一种新型城市道路交通事故快速疏导装置，在接到报警的第一时间，交通指挥中心派遣放置在道路两侧的快速疏导装置对事故现场进行处理，利用升降调速系统将事故发生的路段抬起后及时挪放至道路两侧，防止交通堵塞。本发明中的自动升降平台采用跨立式结构，结合导轨移动系统，可完全不受道路状况的影响，具有响应速度快、疏导效率高的特点，适用于各类事故多发路段与特殊路段，具有广阔的应用前景。

[0024] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

[0025] 步骤一，铺设路面：在要采用该系统的事故多发路段以及高架桥、跨海大桥等特殊路段铺设两层路面。

[0026] 步骤二：架构道路监控系统，在道路旁的全方位摄像头，联系交警部门报警系统以及巡警；通过对道路的不间断监测，判断是否有交通事故发生。

[0027] 步骤三：遥控管理系统：本发明中将自动升降平台放在事故多发路段以及高架桥、跨海大桥等特殊路段，当事故发生时需要一套控制系统控制自动升降平台快速到达事故现场，本部分采用远程控制系统，当交警指挥中心接到事故报警以后，由专业工作人员通过无线通信单元向事故路段的自动升降平台控制单元发出控制指令，并且接受自动升降平台控制单元传来的状态信息并显示出来，从而实现自动升降平台的远程控制，使其快速到达事故现场，将事故发生路段抬升疏导交通；

[0028] 步骤四：移动系统：自动升降平台的移动系统液压原理图如图2所示。行走马达的运动方向由三位四通换向阀控制，换向阀在中位时液压泵不给行走回路供油，通过梭阀与压力补偿器集成，将比例换向阀转换为双向可调的调速阀，补偿压力装置可以用来填补由于设备与轨道摩擦等因素使负载变化而产生的压力损失，从而在一定程度上消除负载变化对速度产生的影响。通过调整连接换向阀与梭阀的溢流阀可达到补偿压力的目的；当选择的压力需要的补偿值不高时，比例换向阀具有不大的流量增益，相反如果选用的压力需要较高的补偿值时，比例换向阀则具有较大的流量增益；这样可以保证行走马达运行速度平稳，防止速度变化时出现较大的冲击力，也进一步保证了设备不会产生较大晃动；

[0029] 步骤五：升降调速系统：升降调速回路液压原理如图3所示，流量控制系统具有多种功能，包括自动低压卸荷、负载感应反馈以及流量匹配。通过节流阀开度来控制输入执行元件的流量，并保证负载对输给油缸无任何影响和输出速度的稳定性。通过改变节流阀口开度来控制工作压力；通过在液压缸进油管路中设置单向阀来防止液压缸中的液压油回流。升降液压缸回油油路采用出口节流的方式，该方式通过节流阀和换向阀的组合实现，并选择在液压缸进油管路中添加单向阀。下降动作的实现可以通过自重使液压缸缩回，下降过程中速度有一定的限制，要防止速度过快产生大的冲击力，并保证在升降回路不工作时锁紧，同时防止出现其他可能的回流现象。

[0030] 中国汽车交通事故占全世界的20％，这惊人的数据背后隐藏的是交通事故带来的交通堵塞所引起的巨大损失，本发明具有响应速度快、处理效率高等创新优点，能在事故发生的第一时间到达现场疏导交通，具有广阔的应用前景。尤其是高架桥、跨海大桥等特殊路段，一旦发生交通事故，必然会导致该路段交通瘫痪，而本发明恰好能够解决这种紧急情况。除了交通疏导，本发明还具有紧急救援的应用前景，在事故现场由于路况复杂等情况导致救护人员无法及时救援时，伤员可乘坐升降平台前往空旷路段接受救援。综上所述，该新型城市道路交通事故快速疏导方法在交通事故疏导领域具有广阔的应用前景，值得大力推广。

[0031] 升降调速系统为本发明的主要运动系统之一，其液压系统控制的精确性和可靠性是自动升降系统工作稳定性的前提，因此需对升降调速系统的控制性能进行仿真分析(以下涉及到的仿真分析均应放到具体实施方式中)，分析过程中忽略压泵的流量脉动、回转油缸的泄漏、管道动态特性及管道压力损失的影响。下面建立升降调速系统的数学模型并分析其动态特性。

[0032] 液压泵输出液压油压为p1，经过减压阀后压力下降为p2，p2经过节流阀后变成p3，同时作用在减压阀阀芯上，进行压力补偿。

[0033] 数学模型模拟的是液压缸速度从初始状态到稳定状态的过渡过程。此时回转油缸活塞的受力方程为：

[0034]            (1)

[0035] pL＝p4‑nps                （2）

[0036] 式中，A1为液压缸无杆腔有效工作面积；pL为负载压力；M为液压缸运动部件及负载折算到运动部件上的质量；X为活塞运动的位移，为活塞运动的速度，为活塞运动的加速度；C为阻尼系数；FL为外负载；Fs为系统阻尼；p4为液压缸无杆工作压力；N为活塞与活塞杆面积比；ps为液压缸有杆工作压力；

[0037] 液压缸无杆腔流量方程为：               （3）

[0038] 式中，Q为液压缸进液腔流量；X为活塞运动的位移；Ci液压缸内泄漏系数；pL为负载压力；V1液压缸进液腔容积；βc油液体积弹性模量； 压力变化率；p4为液压缸无杆工作压力。

[0039] 由于液压缸内泄漏量很小，对系统分析影响不大，所以式(3)中的CipL项可以视为零，因此式(3)可以简化为：               （4）

[0040] 若不考虑管道泄漏、压力损失等因素，那么通过节流阀的流量应等于进入液压缸无杆腔的流量，所以有流量连续方程，对其作线性化处理后得：

[0041]                       （5）

[0042] 式中，ΔQ流量增益；A为节流通流面积；Δa为节流通流变化面积；KA为节流通流系数；Δp1为压力增量；KQ为流量增益系数， K为流量系数；KC为流量压力系数， Δp1为P1的变化量。

[0043] 其中ΔQ，Δa，Δp1可以表示为：

[0044]                     （6）

[0045] 式中，Q(0)，a(0)，p1(0)分别为Q(t)，a(t)，p1(t)的初始值；在初始值为0的情况下对式(1)，(4)和(5)做拉氏变换，得出：

[0046]

[0047] 根据式(7)绘制升降系统控制结构图，如图4所示；式中，pL(s)、 FL(s)、a(s)、p4(s)分别为pL(t)、 FL(t)、a(t)、p4(t)的拉式变换结果，M为液压缸运动部件及负载折算到运动部件上的质量；A1为液压缸无杆腔有效工作面积；B为活塞运动位移系数；FL为外负载；Q(S)液压缸无杆腔流量；V1为液压缸进液腔容量；βc油液体积弹性模量；KQ0拉氏变换后节流通流面积增益；KE0为拉氏变换后的流量压力系数；

[0048] 分别以节流阀开口面积和负载力为输入量，液压缸活塞杆运动速度为输出量的传递函数为：

[0049]

[0050]

[0051] 式中，ωn为液压缸固有频率；ξn阻尼比。

[0052] 利用MATLAB/SIMULINK建立升降调速系统的仿真模型，模型如图5所示；分别施加25000N和30000N的负载力，仿真时间设置为5S，使用变步长ODE15S求解器，选取液压缸速度从零达到稳态值的过程。仿真结果如图6所示，从仿真结果中看出负载大时液压缸达到稳定速度的用时要比负载小时长；且液压缸输出速度具有更好的动态特性，调速系统速度相应较快，是一个稳定的系统。

[0053] 由于本方案中自动升降平台在工作过程中需要高稳定性和高可靠性，所以需要通过仿真来验证仿真结果的正确性和操作液压系统的可靠性。经过仿真结果可知，在负载相同的条件下，当液压缸达到稳定速度时，测试结果符合真实情况，调速系统反应速度快，是一个稳定系统。升降调速回路有定差减压阀、节流阀组成的流量阀起到压力补偿作用，从而使节流阀开口度稳定，从仿真中可以看出在负载变化时，液压缸输出速度基本不会发生变化，由此可看出调速回路设计合理。

[0054] 综上所述：本发明提供的是一种新型城市道路交通事故快速疏导装置，属于智能交通领域。主要由道路监控系统、遥控管理系统、移动系统与升降调速系统等部分组成。本发明创新性地将液压升降台与导轨行走系统相结合，装置具有立柱、转向滑道、导轨、承重轮、抬升臂、液压台等结构。在道路两侧架构道路监控系统，当有较严重的交通事故发生时(车辆损坏，无法移动)，在交警中心的控制下，本装置能在第一时间移动至事故地点，将发生事故的路段抬起，同时升起预先铺设的下层路面，通过导轨行走系统将发生事故的路面运送至路旁的紧急处理车道上，防止后来车辆发生交通拥堵。具有响应速度快，处理效率高等优点。