專利名稱：霧區(qū)車輛安全行駛預警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及道路、尤其是高速公路的安全行駛預警系統(tǒng)，特別涉及的是霧區(qū)道路、尤其是高速公路霧區(qū)行車安全的預警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了避免霧天道路、尤其是高速公路交通運行事故的發(fā)生，目前霧天道路運行安全的應對策略主要有一是根據(jù)氣象預報關(guān)閉高速公路、暫停交通；二是建立氣象檢測站，由大屏幕顯示裝置直接發(fā)布大霧信息和限速預警信息，再輔以工作人員上路疏導；三是基于紅外、雷達或GPS等技術(shù)手段的駕駛員輔助駕駛系統(tǒng)等。
·[0003]以上方法存在的問題是顯而易見的。第一種封閉道路方法雖然杜絕了霧天交通事故的發(fā)生，但它是以完全喪失道路、尤其是高速公路的通行能力為代價的，并且一般是在大霧出現(xiàn)后一段延遲時間后作出的封路決策，已進入霧區(qū)道路的車輛還是要面臨沒有有效安全保障應對措施的境遇，仍然要面對高安全隱患。第二種，大霧信息發(fā)布提示系統(tǒng)雖然能夠起到一定的提醒作用，當遇到安全意識不強的駕駛員，或突遭團霧等狀況、能見度突變且產(chǎn)生視線斷層時，極易出現(xiàn)沖出路側(cè)或發(fā)生追尾事故。第三種基于紅外、雷達或GPS等技術(shù)手段的駕駛員輔助駕駛系統(tǒng)，需要對車輛進行改裝，而且只有所有車輛都安裝該系統(tǒng)才能真正發(fā)揮其效力，在實際應用中難以推廣和普及。我國的新疆、福建等部分省市高速公路，采用霧區(qū)路段安裝主動發(fā)光輪廓標，但它只能強化道路輪廓或以交通燈閃爍方式提示限速信號，沒有霧區(qū)安全防撞預警功能，更無法解決因團霧等造成能見度突變、出現(xiàn)視線斷層而導致的車輛追尾事故等問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的發(fā)明目的是提供一種能夠自行主動為行駛車輛提供安全行駛指導策略、既使在能見度低的霧區(qū)路段也保證車輛安全通過的霧區(qū)車輛安全行駛預警系統(tǒng)。本實用新型提供的霧區(qū)車輛安全行駛預警系統(tǒng)技術(shù)方案，其主要技術(shù)內(nèi)容是一種霧區(qū)車輛安全行駛預警系統(tǒng)，包括預警控制中心和均勻間距按道路沿線排列布置的若干交通誘導單元，均勻排列布置交通誘導單元的道路構(gòu)成霧區(qū)誘導帶；預警控制中心是以微處理器為中央控制器，包括有由信號采集總線與微處理器連通的能見度測量儀，包括有由對應的信道總線與微處理器連通的通信單元和信息發(fā)布單元，所述的信息發(fā)布單元包括信息發(fā)布屏和限速顯示屏，所述的通信單元包括與信息發(fā)布屏、限速顯示屏和交通誘導單元通信的通信模塊；交通誘導單元均以微處理器為中央控制器，包括有與該微處理器的信號采集總線連通的車檢器，包括有與微處理器輸出總線連通的紅黃雙色燈，包括有與微處理器的信道總線連通的通信模塊，每一交通誘導單元通過通信模塊以自身為坐標原點，與道路行駛方向相反的安全行駛距離之內(nèi)的各交通誘導單元通信連通。本實用新型公開的霧區(qū)車輛安全行駛預警系統(tǒng)，實現(xiàn)了對霧區(qū)道路、尤其是高速公路車輛行駛的安全引導、有效降低能見低時的車輛行駛安全隱患，通過在車輛后形成的動態(tài)跟隨高預警紅色警示尾帶，迫使后車駕駛員自行調(diào)整與前車的車距，使車輛在黃燈安全帶內(nèi)行駛，與前車保持在黃燈所確定的動態(tài)安全行駛距離范圍，本技術(shù)方案不以硬性限速方式，而是使駕駛員主觀控制車速，而且能夠?qū)崟r提示駕駛員始終保持車與車之間的安全行駛距離，從而有效的降低了駕駛員霧天道路行駛的心理壓力及其產(chǎn)生的疲勞程度，更有效的防范可能發(fā)生的一次及二次事故。本技術(shù)方案還具有的優(yōu)點是本技術(shù)方案避開了車輛加裝改造的技術(shù)實現(xiàn)手段，僅在道路、尤其是高速公路上安裝設置，以車輛動態(tài)運動軌跡和能見度實測值來進行預警狀態(tài)或警示狀態(tài)的分析、判斷和程序化控制，具有計算量小、硬件組成簡單、易于實現(xiàn)、可移植性強的優(yōu)點，實踐表明本技術(shù)方案對于減少大霧天氣引發(fā)的高速公路交通事故極為有效，在能見度不小于50米的大霧天氣下，仍能使道路、尤其是高速公路保持正常運行，最大限度的充分發(fā)揮高速公路運營能力，實現(xiàn)了高速公路霧區(qū)運行車輛由自主安全控制向安全協(xié)調(diào)控制的技術(shù)轉(zhuǎn)變，促進了道路、尤其是高速公路交通系統(tǒng)安全、高效化發(fā)展，且無需人員值守。

圖I為本霧區(qū)車輛安全行駛預警系統(tǒng)的組成框圖圖2為本系統(tǒng)在道路的布置結(jié)構(gòu)示意圖，圖中的黑圓表示為紅燈亮，白圓表示為黃燈亮，圖3和圖4分別為前后車小于安全行駛間距和恰為安全行駛間距的霧區(qū)誘導帶工作狀態(tài)圖圖5為前后車間距大于安全行駛間距時的霧區(qū)誘導帶工作狀態(tài)圖圖6為前后車同向行駛時的霧區(qū)誘導帶工作狀態(tài)圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型提供的霧區(qū)車輛安全行駛預警系統(tǒng)，其系統(tǒng)組成包括預警控制中心200和均勻間距以道路沿線陣列布置的若干交通誘導單元400，各交通誘導單元400按均勻間距連續(xù)排列布置在道路、尤其高速公路沿線上，從而在道路、尤其是高速公路上形成霧區(qū)誘導帶700，本技術(shù)方案的設計目的是基于車路協(xié)同工作方法使車輛在本預警系統(tǒng)的全程主動預警誘導下在霧區(qū)誘導帶內(nèi)安全行駛。主要是按每一預警控制中心200控制能力范圍，將霧區(qū)誘導帶700所覆蓋的道路、尤其是高速公路延伸里程劃分為若干段，每一預警控制中心200與其控制范圍段內(nèi)的各交通誘導單元400有線或無線通信聯(lián)系。在實際安裝中，本系統(tǒng)中的各交通誘導單元400可以設置在單向道路、尤其是高速公路沿線的兩側(cè)護欄處，或者是設置在道路、尤其是高速公路沿線中央隔離帶，或者是設置在道路、尤其是高速公路沿線的其它安裝位置，其陣列間距可設定為幾十米，本實施例以二十五米間距為例在道路、尤其是高速公路沿線上排列布置若干交通誘導單元400。所述的預警控制中心200是以微處理器為中央控制器，例如選用備有RJ45接口、雙RS232接口和SPI接口結(jié)構(gòu)的LPC2292的ARM7，還包括有由信號采集總線與微處理器連通的能見度測量儀100，即能見度測量儀100由RS232接口與微處理器的信號采集總線連接，能見度測量儀100可選擇能見度儀，還可以由道路監(jiān)控攝像機作為視頻能見度測量儀應用，對霧況級別實時監(jiān)測，預警控制中心200還包括有分別由各自信道總線與微處理器連通的通信單元300和信息發(fā)布單元500，所述的信息發(fā)布單元500包括有信息發(fā)布屏501和限速顯示屏502，兩者設置在道路、尤其是高速公路明顯位置，通信單元300最好是與信息發(fā)布屏501、限速顯示屏502和交通誘導單元通信的無線通信模塊，微處理器的信道總線由RJ45接口或者RS232接口連接光纖或GPRS無線移動通信模塊302，通過無線移動公網(wǎng)網(wǎng)絡將發(fā)布信號無線傳送至信息發(fā)布單元500，在信息發(fā)布屏501上顯示警示語或霧靄程度，在限速顯示屏502上顯示限速值，通過無線移動公網(wǎng)網(wǎng)絡還可實現(xiàn)各預警控制中心200與監(jiān)控中心600的數(shù)據(jù)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯總和總控制；微處理器的SPI接口連接有與交通誘導單元無線聯(lián)系的無線通信模塊301，該無線通信模塊301可以選用433MHz大功率無線通信模塊，微處理器通過SPI接口連接的無線通信模塊301向交通誘導單元400發(fā)送紅黃雙色燈啟動等控制信號。當然微處器與信息發(fā)布單元500、微處理器與所管轄的各交通誘導單元400之間也可以有線方式實現(xiàn)信號傳送，但從實際布置規(guī)模、投入成本和后期管理等方面考慮，通常還是以無線通信方式為優(yōu)先。所述的交通誘導單元400可由太陽能充電器構(gòu)成的太陽能供電控制單元404供·電，其實際架設高度設在I. 2米處，沿道路、尤其是高速公路叢向布設間距可設定為二十五米左右，在本實施例以二十五米間距為例，每個預警控制中心200可管理的控制范圍里程以5公里霧區(qū)誘導段為例。交通誘導單元400以微控制器405為中央控制器，例如選用LPC2129的ARM7，還包括有與該微控制器405的信號采集總線連通的車檢器401，它可選用多傾角紅外車檢器，如北京神州太訊安心電子有限公司的CVC-CTF30型變頻式雙光束紅外對射模塊，還包括有與微控制器405輸出總線連通的紅黃雙色燈402，還包括有與微處理器的信道總線連通的無線通信模塊403，該無線通信模塊403與預警控制中心200的無線通信模塊相應，選用433MHz高性能嵌入式無線模塊，與預警控制中心200之間無線通信聯(lián)系，當然，霧區(qū)誘導帶內(nèi)各段內(nèi)的各交通誘導單元400與預警控制中心200之間也可以有線方式實現(xiàn)信號輸送，但同樣是從實際布置規(guī)模、投入成本和后期管理等方面考慮，通常還是以無線通信方式為優(yōu)先。每一交通誘導單元400以自身為坐標原點，與道路行駛方向相反的安全行駛距離之內(nèi)的各交通誘導單元之間的通信可以是通過所述的無線通信模塊403，還可以是通過有線方式傳送信息，如采用CAN組網(wǎng)總線通信?；谏鲜龅撵F區(qū)車輛安全行駛預警系統(tǒng)實現(xiàn)的霧區(qū)車輛安全行駛誘導方法，該方法是能見度測量儀100實時采集道路能見度信息，預警控制中心200根據(jù)獲取能見度測量儀的能見度實測值，首先判斷獲得的能見度實測值是否落入預警范圍，當能見度值大于700米時，則整個預警系統(tǒng)不工作，當能見度值小于700米，再判斷落入哪一預警范圍，并將各預警范圍所對應的情報信息、限速信息通過有線方式或無線通信模塊傳送至信號發(fā)布屏501和限速顯示屏502顯示。以實際設定方案例說明如下(I )、當能見度低于500米、大于300米時，預警控制中心200通過光纖/GPRS無線移動通信模塊302向信息發(fā)布屏501上發(fā)布“前方能見度低于500米，請謹慎駕駛”、限速顯示屏502上顯示限速VR“100”公里/時的信息；[0022](2)、當能見度低于300米、大于100米時，預警控制中心200通過光纖/GPRS無線移動通信模塊302向信息發(fā)布屏501上發(fā)布“前方大霧，請跟隨黃色誘導燈行駛”、限速顯示屏502上顯示限速Vr “80”公里/時的信息；(3)、當能見度低于IOOm時，預警控制中心200通過光纖/GPRS無線移動通信模塊302向信息發(fā)布屏501上發(fā)布“前方濃霧，請跟隨黃色誘導燈行駛”，且能見度大于50米時，限速顯示屏502上顯示限速Vr “60”公里/時的信息，當能見度低于50米時，限速顯示屏502上顯示限速V P艮“ 40”公里/時信息； 預警控制中心200在判斷獲得的能見度值低于300米時，由其有線方式或者是無線通信模塊301向各交通誘導單元400發(fā)送控制信號，由各交通誘導單元400啟動雙色燈為預警顯示狀態(tài)，所述的預警顯示狀態(tài)為雙色燈黃燈低頻頻閃狀態(tài)，如設定為黃燈2Hz閃爍頻率。當車輛進入霧區(qū)誘導帶，即由一交通誘導單元400的車檢器401檢測到該車輛出現(xiàn)在霧區(qū)誘導帶中時，該交通誘導單元400即啟動本身的紅黃雙色燈為警示狀態(tài)顯示，所述的警示狀態(tài)為紅黃雙色燈紅燈亮并紅燈頻閃頻率值增加，如為紅燈3Hz閃爍頻率，同時以檢測到該行駛車輛的交通誘導單元為坐標原點，由其無線通信模塊403向與該車輛行駛方向反向的安全行駛距離之內(nèi)的各交通誘導單元發(fā)送警示信號，若所設定的安全行駛距離為100米，則向檢測到車輛的交通誘導單元的車輛行駛方向后方的三個交通誘導單元400發(fā)送控制信號，使安全行駛距離之內(nèi)的三個交通誘導單元400中的無線通信模塊403接收到該發(fā)送信號后，啟動自身的紅黃雙色燈為警示狀態(tài)顯示，即于車輛后形成高預警紅色警示帶，其后隨車輛行駛瞬間越出原安全行駛間距范圍的交通誘導單元，則自行控制，將原高頻閃紅色燈轉(zhuǎn)變?yōu)榈皖l閃黃色燈，即所述的高預警紅色警示帶是動態(tài)跟隨監(jiān)測到的車輛的。下面將結(jié)合圖3、圖4、圖5和圖6進行說明，其中的黑圓表不為紅色燈売，白圓表示為黃色燈亮。①、A、B兩車實際行駛間距大于最小安全車距IOOm時，如圖4和圖5所示，前車A所在或所超過的最近一交通誘導單元400視為坐標原點，其后部，即車尾形成跟隨前車A的的紅色警示區(qū)，如設TO時刻前車A通過第η處交通誘導單元，則第η至其后的n-4處交通誘導單元400的紅黃雙色燈均啟動為紅色、且3Hz閃爍頻率警示顯示，后車B通過第n-5處交通誘導單元以后，仍為黃色且2Hz閃爍頻率，則后車B與前車A保持行駛間距是IOOm行駛，如下圖4所示。當前車A行駛到達第n+3處交通誘導單元時，其紅色警示區(qū)跟隨從新組合，即由其后的第η至n-4處交通誘導單元變?yōu)榈趎+2至n_l處交通誘導單元的紅黃雙色燈啟動為高頻閃紅色燈，形成此時刻的紅色警示區(qū)，第n-2個交通誘導單元在瞬間越出原安全行駛間距范圍時，由自身微處理器控制信號控制，將原高頻閃紅色燈轉(zhuǎn)變?yōu)榈皖l閃黃色燈，如圖5所示。②、當前后兩車A、B行駛間距小于最小安全車距IOOm時若后車B速度較快，使其與前車A的行駛間距達到了小于最小安全車距100米時，即進入前車A的動態(tài)紅色警示帶，在這種情況下，前后兩車A、B各自的紅色警示區(qū)合并在一起，如圖6所示，如TO時刻前車A通過第n+2處交通誘導單元，其后的第n+2至n_l處交通誘導單元為其形成的動態(tài)紅色警示區(qū)，若后車B通過第η-I處交通誘導單元時，其后的第n-2至n-5處交通誘導單元也形成了其紅色警示區(qū)，兩紅色警示區(qū)銜接，形成一個更長的紅色警示區(qū)；當后車B通過第η處交通誘導單元時，將對其后的第η-I至第n-4處交通誘導單元的紅黃雙色燈狀態(tài)優(yōu)先重置，即后車B通過的交通誘導單元及其對后方安全行駛間距內(nèi)的交通誘導單元的觸發(fā)控制級別高于前車A。后車B長時間在前車A的紅色警示帶內(nèi)行駛時，后B車駕駛員會有壓迫感，將會自行調(diào)整降低車速，逐漸加大與前車A間距，直至兩車A、B行駛間距達到最小安全車距IOOm 以上時，即后車B在黃色誘導燈的動態(tài)誘導帶內(nèi)行駛。本技術(shù)方案的保護不受以上所述的具體實施例局限，尤其是不受已列出的集成芯片型號的限制。
權(quán)利要求1.一種霧區(qū)車輛安全行駛預警系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括預警控制中心(200)和均勻間距按道路沿線排列布置的若干交通誘導單元(400)，均勻排列布置交通誘導單元的道路構(gòu)成霧區(qū)誘導帶(700);預警控制中心(200)是以微處理器為中央控制器，包括有由信號采集總線與微處理器連通的能見度測量儀(100)，包括有由對應的信道總線與微處理器連通的通信單元(300)和信息發(fā)布單元(500)，所述的信息發(fā)布單元(500)包括信息發(fā)布屏(501)和限速顯示屏(502)，所述的通信單元(300)包括與信息發(fā)布屏、限速顯示屏和交通誘導單元通信的通信模塊；交通誘導單元(400)均以微處理器為中央控制器，包括有與該微處理器的信號采集總線連通的車檢 器(401)，包括有與微處理器輸出總線連通的紅黃雙色燈(402)，包括有與微處理器的信道總線連通的通信模塊，每一交通誘導單元(400)通過通信模塊以自身為坐標原點，與道路行駛方向相反的安全行駛距離之內(nèi)的各交通誘導單元通信連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的霧區(qū)車輛安全行駛預警系統(tǒng)，其特征在于預警控制中心(200 )中的通信模塊(300 )包括有無線移動通信模塊(302 )和無線通信模塊(301)，交通誘導單元(400)的通信模塊是與預警控制中心(200)的無線通信模塊(301)無線通信聯(lián)系的無線通信模塊(403)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的霧區(qū)車輛安全行駛預警系統(tǒng)，其特征在于每一交通誘導單元以自身為坐標原點，與道路行駛方向相反的安全行駛距離之內(nèi)的各交通誘導單元經(jīng)無線通信模塊(403)無線通信聯(lián)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的霧區(qū)車輛安全行駛預警系統(tǒng)，其特征在于每一交通誘導單元以自身為坐標原點，與道路行駛方向相反的安全行駛距離之內(nèi)的各交通誘導單元經(jīng)CAN組網(wǎng)總線無線通信聯(lián)系。
專利摘要本實用新型提供的霧區(qū)車輛安全行駛預警系統(tǒng)，包括預警控制中心和均勻間距按道路沿線排列布置的若干交通誘導單元，均勻排列布置交通誘導單元的道路構(gòu)成霧區(qū)誘導帶，每一交通誘導單元通過通信模塊以自身為坐標原點，與道路行駛方向相反的安全行駛距離之內(nèi)的各交通誘導單元通信連通。本霧區(qū)車輛安全行駛預警系統(tǒng)實現(xiàn)了對霧區(qū)道路、尤其是高速公路車輛行駛的安全引導、有效降低能見低時的車輛行駛安全隱患，在能見度不小于50米的大霧天氣下，仍能使道路、尤其是高速公路保持正常運行,最大限度的充分發(fā)揮高速公路運營能力，促進了道路、尤其是高速公路交通系統(tǒng)安全、高效化發(fā)展，且無需人員值守。
文檔編號G08G1/16GK202771638SQ201220456350
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者任冰, 范德日, 張彤, 張雪松, 曲喆, 鄭學明, 羅哲, 陶學文, 宮賜祿, 趙藝, 周剛, 畢明姝, 于曉臣, 陳金興, 唐冬冰, 華丹軍, 那鵬 申請人:遼寧金洋集團信息技術(shù)有限公司