近年來，全國各大城市時有發(fā)生機(jī)動車在下穿隧道、涵洞里被積水淹沒導(dǎo)致熄火、人員被圍困或傷亡的事故，這引起了中山三名小學(xué)生的注意。在中山實(shí)地考察后，他們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的警示設(shè)置效果不大，貼心而不實(shí)用。為此，他們設(shè)計(jì)出了一款“聰明的噴泉排水警示器”，利用噴泉來警示和排除積水。
該項(xiàng)目于近日參加廣東省青少年科技創(chuàng)新大賽并獲得小學(xué)組一等獎，中山大學(xué)逸仙學(xué)院設(shè)立的逸仙英才獎，廣東三友集團(tuán)設(shè)立的優(yōu)秀創(chuàng)新項(xiàng)目獎及聚德科技創(chuàng)新獎三個單項(xiàng)獎的優(yōu)異成績，是該比賽獲得單項(xiàng)獎數(shù)量最多的項(xiàng)目。
問題暴雨時地下隧道前警示線多失效
2014年8月22日，廣東省廣州市白云區(qū)棠樂路京廣鐵路涵洞一輛小車被水淹沒，車上一家7口不幸罹難�？吹叫侣剤蟮篮�，石岐中心小學(xué)的三名學(xué)生吳艷冰、黃俊峰、鐘浩凱感到非常震驚。他們在網(wǎng)上查找資料發(fā)現(xiàn)，事發(fā)的涵洞每次下大雨都會有機(jī)動車熄火、被困的現(xiàn)象，而很多該地區(qū)的機(jī)動車駕駛員并沒有接收到任何明顯的預(yù)警信息。
中山的地下隧道、涵洞安全情況如何呢？三名學(xué)生查找資料發(fā)現(xiàn)，從2013年開始，中山市有關(guān)部門在下穿隧道、涵洞的入口處劃了警戒線，若水漫涉水線，表示車輛不要繼續(xù)前行。在家長的帶領(lǐng)下，他們實(shí)地考察了5個下穿隧道、涵洞。
他們發(fā)現(xiàn)，上述警示方法貼心但不實(shí)用，很難起到預(yù)警作用。因?yàn)樯嫠�設(shè)在隧道內(nèi)，車主在進(jìn)入隧道前無法看到隧道內(nèi)的情況，而且暴雨期間觀察地面涉水線有難度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)積水漫過涉水線時，車輛已經(jīng)被困。“我和爸媽就曾遇到過這個事情。這讓我們覺得警戒線只是一種‘貼心擺設(shè)’，想著能否找一些更好的方法取代它。”黃俊峰說。
探索遠(yuǎn)程控制設(shè)備可感應(yīng)水深并警示
怎樣才能讓來往車輛、行人第一時間就得知險情？如何更有效地提醒臨近積水區(qū)域的人員、車輛立即止步，不要涉水前行？如何最大范圍地告知即將或者可能前往積水路段的人員、車輛及時繞路行駛？如何在救援人員到達(dá)之前就先行排水，解除災(zāi)害隱患……圍繞這些問題，吳艷冰和同學(xué)開始進(jìn)行了科學(xué)探索。
“在多次實(shí)地勘察，詳細(xì)地調(diào)查研究、了解相關(guān)知識后，我們決定結(jié)合之前學(xué)過的電腦人馬達(dá)控制知識等，試著解決這一問題。”鐘浩凱說。在老師詹偉達(dá)、蘇文輝的指導(dǎo)下，他們開始設(shè)計(jì)這套噴泉排水警示器。
吳艷冰介紹，這個系統(tǒng)共有5個組成部分——電腦機(jī)器人、抽水機(jī)、LED圖文顯示屏、噴泉提醒系統(tǒng)、報警系統(tǒng)。其中，電腦機(jī)器人是整個系統(tǒng)的中央控制系統(tǒng)。它負(fù)責(zé)接收水位探測器測得的水位信息，控制LED顯示屏顯示信息、以及隧道入口的欄桿、隧道入口100米處噴泉。隧道內(nèi)積水不同，電腦會發(fā)出不同的指令，噴泉也會進(jìn)入相應(yīng)警示狀態(tài)。
效果噴泉能阻止車輛進(jìn)入并排干積水
同學(xué)們稱，這個設(shè)計(jì)有四個創(chuàng)新點(diǎn)：一是LED多媒體圖文顯示，讓接近危險路段的人員、車輛也能提前感知危險，避免財(cái)產(chǎn)的損失；二是采用噴泉水幕的做法阻止車輛駛?cè)胨淼�，起到阻止車輛進(jìn)入和抽掉隧道積水的雙重作用；三是自動排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為搶險救災(zāi)贏得寶貴的時間；四是積水預(yù)警功能，讓相關(guān)部門第一時間了解險情，從而最大限度地減少財(cái)產(chǎn)損失。
“我覺得這個系統(tǒng)最大的特點(diǎn)在于噴泉提醒系統(tǒng)。”詹偉達(dá)說。根據(jù)系統(tǒng)工作原理，當(dāng)?shù)叵滤淼赖乃钸_(dá)到20—29厘米時，系統(tǒng)同時啟動兩個水泵，并向相關(guān)部門發(fā)送警報。當(dāng)水深30—39厘米時，led顯示控制卡會提醒“小車禁止駛?cè)?rdquo;，一個水泵會將水排至隧道入口處的噴泉池中，噴泉開始噴水，以提醒小車禁止駛?cè)搿?
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