[实用新型]一种基于高速公路运营安全移动监控和预警系统

说明书

本实用新型涉及一种基于高速公路运营安全的移动监控和预警系统。 

在高速公路实际运营过程中，自然与人文环境的变化对交通安全都有一定的影响，国内有研究将这种变化扰动称为灾变事件。高速公路发生的灾变事件繁多，主要包括交通拥堵、交通事故、交通冲突、恶劣天气、地质灾害、道路维修作业等，国内有研究将高速公路灾变事件划分为紧急事件、灾害事件、计划事件、交通事故、冲突风险事件五个类型。高速公路的正常运营通常会受到各类灾变事件的干扰，主要表现在两个层面：一是灾变事件对高速公路基础设施造成破坏或功能缺失，如车道关闭、桥梁倒塌、隧道坍塌等；二是灾变事件对交通流造成影响，从安全性角度分析，轻则发生交通冲突，重则发生交通事故，其中交通冲突可以用运营风险值来进行量化。 

高速公路运营安全管理的主要工作内容包括：一是清除和修复灾变事件对高速公路基础设施造成的破坏，如恢复车道通行、除冰除雪等；二是采取安全管理对策来降低交通流运营风险，从而避免交通事故的发生，如限制车速等。高速公路运营安全管理的两个重要前提条件为灾变事件的检测和运营风险的评估，其中事件检测可以通过高速公路监控系统直接实现，风险评估则需要先通过交通流检测设备检测交通流运行参数，再利用相关数学模型对交通流状态进行风险评估，国内有研究把交通流运营风险视作冲突风险事件，因此运营风险的评估可以理解为冲突风险事件的检测。 

对高速公路监控系统而言，时效性和准确性是两个最重要的评价指标，其中时效性是指在事件发生后要在尽可能短的时间内检测到并做出应急反应，准确性是指要准确地掌握事件发展的态势以便于管理部门做出科学的决策。 

目前，高速公路监控系统广泛应用的监控设备主要包括：视频监控设备、道路气象站和感应线圈等等。这些设备均属于固定式监控设备，或固定在门架上、或固定在路边立柱上、或埋设在路面下。这种高速公路固定式监控方式或信息采集方式存在的主要弊端是： 

（1）设备的监控范围有限，在经济条件的制约下，设备安装的密度很难实现高速公路全程监控而不出现监控盲区（所谓全程监控是指将高速公路每一段路都纳入监控范围），比如视频监控设备仅能监控一小段路段的交通信息，道路气象站仅能监控单点的气象信息和路面信息，感应线圈仅能检测断面的交通信息； 

（2）由于存在监控盲区，这些设备对高速公路上常见的团雾、路面结冰、交通事故等突 发性、影响区域小的灾变事件监控显得无能为力，只有这些灾变事件恰好发生在监控范围内，才能被及时准确发现； 

（2）由于存在监控盲区，这些设备对高速公路上常见的团雾、路面结冰、交通事故等突 发性、影响区域小的灾变事件监控显得无能为力，只有这些灾变事件恰好发生在监控范围内，才能被及时准确发现； 

（3）设备的养护维修难，不可避免会影响正常交通，当设备要维护、检修或更换时，就会影响高速公路正常的交通运行，甚至会影响高速公路上的行车安全。 

另外，虽然高速公路已开始使用巡逻车一类的移动式监控设备，但其对灾变事件的检测目前仍为人工目测的方式，虽能检测灾变事件的发生，却不能准确检测灾变事件的态势，比如巡逻车发现某路段出现团雾，却无法知道团雾的具体能见度，即不能及时得到高速公路上的具体路况参数，无法为高速公路运营安全及时提供预警信息，不能有效降低高速公路上发生危险事故的风险。 

本实用新型一种基于高速公路运营安全的移动监控和预警系统，其目的在于解决现有固定式监控设备和巡逻车的弊端，提供一种可全程监控、维修方便的移动式监控装置，同时提供一种基于该移动式监控装置的高速公路运营安全移动监控和预警方法。 

一种基于高速公路运营安全的移动监控和预警系统，包括数据采集单元、数据存储单元、数据处理单元、电子显示屏及无线通信模块；数据采集单元、数据存储单元、电子显示屏及无线通信模块均与数据处理单元相连；该系统安装于车辆上，采用蓄电池供电； 

其中，所述数据采集单元包括毫米波雷达、视频摄像机、面阵CCD相机、前向散射式能见度仪、遥感式路面状态传感器、遥感式路面温度传感器、大气温/湿度传感器、便携式自动气象站、全球定位系统（GPS）及惯性测量单元（IMU）； 

数据处理单元接收数据采集单元发送的信号，并基于所述的信号得到预警信息，数据处理单元通过无线通信模块实时发送预警信息至远程监控中心，电子显示屏显示来自数据处理单元的预警信息。 

有益效果 

有益效果