公路霧區(qū)安全行車智能預(yù)警及引導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)用研究

張玲玲

（河北中崗?fù)ㄓ嵐こ逃邢薰荆仪f 050035）

目前國(guó)內(nèi)高速公路安裝的應(yīng)對(duì)霧霾天氣的科技設(shè)備主要有：氣象監(jiān)測(cè)、霧燈、交通誘導(dǎo)和超速抓拍等。這些設(shè)備主要是被動(dòng)引導(dǎo)，獨(dú)立作戰(zhàn)，形不成合成效應(yīng)，遇到霧霾惡劣天氣的時(shí)候，交通事故依然頻發(fā)。

交通部“十二五”發(fā)展規(guī)劃提出，要強(qiáng)化科技進(jìn)步和信息建設(shè)，構(gòu)建綠色交通體系，提高安全與應(yīng)急保障能力，加快“綜合交通、智慧交通、綠色交通、平安交通”建設(shè)，所以應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)解決交通安全與綠色節(jié)能是必然發(fā)展方向。

1 國(guó)內(nèi)外有關(guān)應(yīng)用及研究現(xiàn)狀分析

針對(duì)惡劣氣候及能見(jiàn)度較低條件下道路交通安全保障全球范圍內(nèi)研發(fā)方向分為車載型和道路基礎(chǔ)設(shè)施型兩類。據(jù)交通部公路科學(xué)研究院提供的信息顯示，針對(duì)霧條件下道路交通安全保障問(wèn)題，美國(guó)正在發(fā)展的是局域性二次事故防范技術(shù)及車聯(lián)網(wǎng)事故防范技術(shù)，該技術(shù)突破方向是在車輛上安裝特殊設(shè)備，其實(shí)現(xiàn)必須基于全部車輛安裝車聯(lián)網(wǎng)設(shè)備；歐洲的發(fā)展方向是基于道路基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)霧區(qū)主動(dòng)誘導(dǎo)。荷蘭、意大利進(jìn)行了路面主動(dòng)引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，目前實(shí)驗(yàn)仍然在進(jìn)行中。我們國(guó)家的發(fā)展方向是基于道路基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)惡劣天氣下道路交通安全保障。

公路霧區(qū)安全行車智能預(yù)警及引導(dǎo)系統(tǒng)的研究主要是針對(duì)霧及其他惡劣天氣條件下低能見(jiàn)度道路行車安全保障的新型研究方向，重點(diǎn)針對(duì)高速公路及普通公路的霧區(qū)路段，通過(guò)對(duì)公路能見(jiàn)度實(shí)時(shí)檢測(cè)，分析檢測(cè)結(jié)果，及時(shí)啟動(dòng)智能霧燈、高音號(hào)角、警燈，并根據(jù)道路能見(jiàn)度同步修改可變限速信息板顯示的限速值。智能霧燈在顯示道路路廓的同時(shí)，具有尾跡顯示功能，提醒后車保持車距，防止追尾事故的發(fā)生。當(dāng)發(fā)生意外事故后，通過(guò)熱成像事件檢測(cè)儀自動(dòng)報(bào)警，同時(shí)啟動(dòng)各種應(yīng)急預(yù)案，防止二次事故的發(fā)生。

2 系統(tǒng)主要構(gòu)成分析

2.1 功能分析

（1）霧區(qū)行車主動(dòng)誘導(dǎo)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的能見(jiàn)度數(shù)值，當(dāng)能見(jiàn)度指數(shù)低于閥值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行能見(jiàn)度誘導(dǎo)策略和預(yù)警控制策略。

（2）智能霧燈透霧指數(shù)（亮度）自動(dòng)調(diào)整，根據(jù)霧濃度的不同，發(fā)光警示單元可自動(dòng)調(diào)整光的強(qiáng)度，提高穿透力，提高駕駛?cè)藛T的安全預(yù)視距離。

（3）全網(wǎng)GPS同步閃爍，基于GPS高精度時(shí)鐘保持網(wǎng)內(nèi)所有路側(cè)誘導(dǎo)單元同步亮滅，同步精度小于25ms，不會(huì)對(duì)駕駛員眼睛產(chǎn)生閃爍不均的情況。同步閃爍的頻率可調(diào)，以適應(yīng)于不同道路的危險(xiǎn)程度。

（4）車輛動(dòng)態(tài)尾跡顯示，通過(guò)尾跡的方式為每一輛進(jìn)入霧區(qū)的車輛提供一個(gè)隨前車前行的尾跡顯示警示燈帶，檢測(cè)通過(guò)的車輛被點(diǎn)亮后向限定距離內(nèi)的警示燈組，（尾跡長(zhǎng)度固定每組20米，通常設(shè)置3組60米的安全距離），隨著車輛前行，尾跡也會(huì)隨車輛前行而同步點(diǎn)亮，為后車提供了前車精確的車距提示。車輛的尾跡（安全預(yù)警距離）的組數(shù)可調(diào)。

（5）事件自動(dòng)檢測(cè)，當(dāng)發(fā)生意外事故后，通過(guò)熱成像事件檢測(cè)器自動(dòng)報(bào)警，通知管理部門進(jìn)行救援，并啟動(dòng)紅黃色交替高頻顯示進(jìn)行預(yù)警，放止二次事故的發(fā)生。

2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析

（1）無(wú)線自組網(wǎng)通訊。

（2）網(wǎng)絡(luò)支持多級(jí)跳變能力，有抗損毀功能。

（3）網(wǎng)絡(luò)健壯性，采用星型和鏈?zhǔn)浇M網(wǎng)方式。

（4）支持分段組網(wǎng)控制。

（5）多信道自適應(yīng)，抗無(wú)線同頻干擾。

2.3 系統(tǒng)架構(gòu)分析

（1）基于B/S與C/S雙架構(gòu)。

（2）多用戶管理，多級(jí)權(quán)限分配。

（3）自動(dòng)、手動(dòng)、預(yù)制、定時(shí)、自定義等多種控制策略。

3 關(guān)鍵技術(shù)分析

（1）霧天公路安全行車控制策略：根據(jù)能見(jiàn)度檢測(cè)儀檢測(cè)結(jié)果，對(duì)能見(jiàn)度進(jìn)行分析比較，判斷是否有霧以及霧的濃度等級(jí)，確定對(duì)應(yīng)級(jí)別的控制策略。策略主要包括警示信息提示，限定車速，超速抓拍，啟動(dòng)高音號(hào)角及警燈，提醒司機(jī)注意道路狀況，減速慢行。啟動(dòng)智能霧燈，根據(jù)能見(jiàn)度等級(jí)調(diào)整亮度和閃爍頻率。同時(shí)紅外熱成像事件檢測(cè)器啟動(dòng)，監(jiān)測(cè)路面狀態(tài)，隨時(shí)準(zhǔn)備報(bào)警，并啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。

（2）車路協(xié)同控制技術(shù)：智能霧燈啟動(dòng)后，隨時(shí)監(jiān)測(cè)車輛通過(guò)情況。當(dāng)監(jiān)測(cè)車輛通過(guò)后，啟動(dòng)自動(dòng)隨車引導(dǎo)功能，顯示車輛尾跡。當(dāng)檢測(cè)到車距過(guò)近時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)亮度和閃爍頻率，提醒后車保持合理車距。

（3）自動(dòng)隨車引導(dǎo)：低能見(jiàn)度環(huán)境下高速公路周圍是一個(gè)混沌的環(huán)境，道路遠(yuǎn)視可見(jiàn)性消失或者降低，智能霧燈主動(dòng)發(fā)光所形成的誘導(dǎo)線路與道路平行，可有效顯示道路走向；誘導(dǎo)線路需提供不低于2倍當(dāng)前能見(jiàn)度的遠(yuǎn)視可見(jiàn)性，使得該誘導(dǎo)效果不僅在霧天有用，在黑夜、雨天等環(huán)境下同樣有效；行駛車輛在途中能夠獲得更有效的安全預(yù)示距離警示。

（4）智能防撞預(yù)警：霧天發(fā)生交通事故的最大原因是看不到前方車輛，智能防撞預(yù)警主要是采用尾跡生成技術(shù)，在前車經(jīng)過(guò)時(shí)通過(guò)電子技術(shù)及信號(hào)技術(shù)在前車后部點(diǎn)亮一定長(zhǎng)度的紅燈，這些紅燈會(huì)隨車輛同步移動(dòng)，形成動(dòng)態(tài)尾跡，由于尾跡是通過(guò)信號(hào)技術(shù)手段產(chǎn)生的，長(zhǎng)度可設(shè)置（默認(rèn)60米），后車在行進(jìn)時(shí)如果前方有車則會(huì)首先發(fā)現(xiàn)前車尾跡，即使在濃霧環(huán)境下也可發(fā)現(xiàn)前方車輛，起到智能防撞預(yù)警的作用，避免重特大事故的發(fā)生。

（5）熱成像時(shí)事件檢測(cè)器：霧天行車，極易發(fā)生次生事故。在發(fā)生事故后，由于傳統(tǒng)的攝像機(jī)無(wú)法在低能見(jiàn)度情況下檢測(cè)到事故發(fā)生。采用熱成像事件檢測(cè)器裝置，可以在事故發(fā)生后，迅速的檢測(cè)，定位事故。并根據(jù)事故情況，啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，避免二次事故的發(fā)生。

（6）節(jié)能顯示技術(shù)：智能霧燈采用光能供電，該技術(shù)是太陽(yáng)能供電技術(shù)的升級(jí)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期可靠的正常供電，保證設(shè)備適應(yīng)各種惡劣的外部環(huán)境，延長(zhǎng)惡劣天氣情況下系統(tǒng)的待機(jī)時(shí)間。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)公路霧區(qū)安全行車智能預(yù)警與引導(dǎo)系統(tǒng)的研究分析，發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)系統(tǒng)既有技術(shù)支撐又有環(huán)境條件。技術(shù)上有成熟的霧區(qū)檢測(cè)技術(shù)、信息發(fā)布技術(shù)、廣播技術(shù)等；環(huán)境上就目前的我國(guó)多霧霾、多團(tuán)霧的環(huán)境條件與交通發(fā)展現(xiàn)狀，需要大力發(fā)展該項(xiàng)系統(tǒng)的研發(fā)，且該項(xiàng)系統(tǒng)還能加快“綜合交通、智慧交通、綠色交通、平安交通”建設(shè)。