当前，车辆阻拦系统按照阻拦的效果一般分为刚性阻拦装置和柔性阻拦装置。现在国际上使用的大部分汽车阻拦装置都是刚性的，这种装置的特点是可以瞬时拦住车辆，但车辆的动能全部被车体的变形所吸收，车辆彻底被损坏。而柔性阻拦装置主要特点是使车辆以较小的减速度停下来，系统设计有专门的吸能器来吸收汽车的动能，这样车辆的变形量很小，车辆受到的冲击也很小，但它的使用受到地形和空间的限制，可能造成柔性阻拦系统的过度变形而无法重复使用。

与国外相比，我国柔性车辆阻拦系统的研究还在起步阶段，有关柔性阻车系统的可参考资料很少。为此，结合我国的实际情况及生产安全要求，亟需一种新的技术手段，能够及时、有效的提示驾驶员前方隧道封闭，请勿驶入，同时能够避免车辆无法及时制动造成的洞口封闭装置的破坏，从而避免隧道内二次事故的发生及保障驾驶员的生命财产安全。

公路隧道水幕柔性阻拦系统以避免隧道二次事故发生，提升隧道运营管理水平为切入点，按照“预警—减速—阻停”的原则，提出了基于水幕投影的公路隧道入口阻停的整体解决方案——解决了驾驶员在进入隧道之前忽略其他常规停车信号问题，最大程度的避免了紧急情况下封闭交通造成的意外损失。

该系统首次创新性地将水幕投影应用于公路隧道应急处置措施中，突出其时效性、可视性和安全性的特点，实现水幕投影技术的跨界融合发展，力求快速、准确解决隧道封闭不及时、封闭效果不显著等问题。具有以下必要性：

1、完善应急处置措施，提升应急管理水平

着眼于解决当前隧道紧急事件应急处置过程中的关键技术难题，完善配套的关键处置技术措施，同时为隧道事故的后期救援创造条件，进而有效提升高速公路管理水平。

2、避免二次事故发生，保障隧道运营安全

提供一种在隧道发生事故时能对驾驶员进行有效信息传递，同时避免碰撞破坏的可快速封闭隧道的应急响应系统，避免二次事故的发生，保障公路隧道运营安全。

1、快速启动，时效性佳

根据监控中心的指令快速启动，第一时间对事故隧道进行柔性封闭处理，避免二次事故发生。

2、信息有效传递，可视性佳

“禁止进入”投影信息横亘在道路中央，能进行有效信息传递，提升隧道封闭信息可视性。

3、可避免意外碰撞的损失，安全性高

对于不能在合理的响应时间内停车的驾驶者来说，能避免相应的碰撞损失。

4、多系统联动控制

实现了环境监测系统、水幕投影系统、声光警示系统和阻拦系统的多系统联动控制。

5、智能化自适应调节

智能化自适应调节风流变形的临界压力水平和与光环境相匹配的投影亮度。

公路隧道水幕柔性阻拦系统包括：1）环境监测系统；2）水幕投影系统；3）视声光警示系统；4）联动控制系统；5）后续阻拦系统。

1、环境监测系统

环境监测系统主要包括洞口区域的监控和现场实测数据的反馈，监测位置位于水帘发生断面，监测内容包括：

交通状态监控——确定系统启动时机

洞口风速监测——水幕防止风流变形的临界压力水平

洞口照度监测——与光环境相匹配的投影亮度

2、水幕投影系统

水幕投影系统包括基于水帘阵列的水幕发生器和快速投影系统。通过自主研发的水幕发生器与快速反应的投影技术相结合，可迅速产生伪全息图像横亘在道路中央，传递隧道封闭的信息。该系统实现了公路隧道环境监测系统、水幕投影系统、声光警示系统和后续阻拦系统的多系统联动控制。采用基于隧道入口光环境和风速数据的实时采集方案，建立基于模糊 PID 自适应控制算法的水幕投影控制方法，实现对隧道入口水幕投影效果的精确控制。

①基于水帘阵列的水幕发生器

l将提供宽度 5-8m，高度 5.5m 的水帘效果

l采用基于断面风速的压力自适应调节技术

l产生防止风流变形的临界压力水平

l提供有效避免视差失真的水幕厚度

在基于水帘阵列的水幕发生器设计与开发的基础上，通过网络传输系统及同步控制系统实时控制，实现水幕的开启与关闭控制和水量大小的调节。

②快速投影系统

通过快速反应投影系统可立即产生阻塞交通的坚实表面的感觉，产生伪全息图像，看起来像漂浮在空中，引起了驾车者的注意，从而使隧道封闭的信息更有效的被驾驶员接收。

研究从投影装置选型、技术参数和安装角度等出发，对投影质量进行对比研究，尽最大可能保证图像的完整性和美观性，从而对驾驶员进行有效的交通信息传递。

3、视声光警示系统

视声光警示系统主要包括现场广播系统、声光报警装置、情报板、车道指示器等。

4、联动控制系统

联动控制系统可以实现各系统间的协同工作，包含有智能化自适应调节技术和系统现场和远程控制功能，具体包括：

① 8-16 路 AC 电源开关控制模块；

②现场和远程操控模块；

③通讯模块；

④远程操作软件平台。

系统基于模糊 PID 自适应控制算法的水幕投影控制方法，确定隧道入口光环境和风速数据的实时采集方案，分析水幕投影控制过程中与环境因素存在的非线性、参数时变性、模糊不确定性等关系模型，通过室内试验和理论分析等形成不同外部环境下的水幕投影控制方案，并将环境参数带入 PID 的自适应控制调节算法，实现对隧道入口水幕投影的自适应调节及精确控制。

5、后续阻拦系统

水幕投影系统通常工作时间不超过 10 分钟，旨在停止交通或在运营管理单位进行现场管制之前实现隧道封闭，可根据现场实际情况确定是否启动栏杆机。水幕投影系统关闭后，可通过声光报警器和情报板继续示警。

来源：中国交通智库