[发明专利]基于车路协同的高速公路运行车速主动预警系统及控制方法

说明书

技术领域

本技术发明属于智能交通领域，具体为使用车载单元、路侧单元和气象监测器，分天气、分路段/节点动态优化运行车速，从而提高交通效率，改善交通安全水平。

背景技术

近年来，我国高速公路运营里程和交通流量持续增长，高速公路的交通监控系统建设与管理取得了长足的进步，大量的检测线圈、视频、卡口等交通检测设备已用于高速公路的交通安全预警与应急工作。然而，目前的交通监控模式主要依赖于宏观的交通流检测，对个体车辆的运行信息掌握不足，因此交通预警的针对性和及时性有待提高。在恶劣天气条件下(如雾、雨、雪)，高速公路交通事故频发，部分原因包括：驾驶人对路况不熟悉，易超速行驶；交通事故发生以后，报警不及时，导致后续车辆无法及时掌握前方路况和交通预警信息，进而引发更为严重的二次交通事故。因此，对高速公路运行车速进行预警，具有十分重要的现实意义。

目前，我国高速公路主要采用静态的运行车速引导方式，部分高速公路虽然采用了分路段动态的运行车速引导方式，其基础是通过宏观交通流(流量、密度、速度)的变化分析；然而，在低流量条件下(如夜间、稀疏道路)，宏观交通流的变化不显著，导致交通预警被动、不及时、应急处理滞后。最近几年，车路协同技术在世界范围内方兴未艾，通过车路协同技术，获取个体车辆的运行信息(如实时的车辆运行位置、速度、加减速度、停车情况等)，有利于提高交通信息的精度，另外，通过车路协同交互技术，对个体车辆进行交通预警，可显著提高交通预警的针对性和及时性。

中国专利文献CN201210379451.1公布了一种高速公路车速指导系统，该系统通过车辆检测器检测即时车速和车头间距等参数，结合气象和环境参数，根据车辆间最小安全间距，给出车辆加减速建议，并在车道上方的LED显示屏发布。中国专利文献CN201410234707.9公布了一种高速公路主线车速控制系统，该系统采用视频检测器进行交通流量检测，由自定义的模糊规则，交通诱导控制系统优化给出各分车道的动态限速值或关闭车道的运行指令，输出给各分车道LED可变限速标志。中国专利文献CN201210427353.0公布了一种雨天环境下高速公路可变限速控制系统与控制方法，该方法使用环形线圈检测器采集交通流量，结合实时降雨量，确定动态瓶颈路段，根据交通流量的密度与速度关系，给出路段限速值，并在可变限速牌显示。

上述方法主要通过高速公路宏观交通流的分析，进行宏观车流的车速引导，由于缺乏个体车辆的运行信息，无法实现对个体车辆的运行车速预警。中国专利文献CN201610643513.3公布了一种面向智能网联汽车的雾天环境下高速公路安全车速引导系统和方法，该方法利用使用路侧单元和车载单元，获取路段上每辆车的实时运行状态信息以及能见度信息，计算分析出最佳车速，发布给驾驶员参考。该方法仅考虑雾天因素，触发条件单一，且没考虑其他恶劣天气(如雪、降雨等)，车速引导的适用性受限；此外，该方法忽略了个体车辆在危险道路节点(隧道出口、弯道、事故多发路段)运行的车速预警。

技术发明内容

本技术发明的目的在于克服上述不足，提供一种基于车路协同的高速公路运行车速主动预警系统及方法，该方法使用能见度检测仪、雨雪量计、路侧单元、车载单元，对不同的恶劣天气进行分级，针对每个个体车辆，实现不同天气条件下的不同路段/节点的车速引导。

本技术发明的具体步骤如下：

一种基于车路协同的高速公路运行车速主动预警系统，包括用以采集交通流信息的路侧单元和用以采集气象信息的气象监测器，所述的气象监测器包括能见度检测仪、雨雪量计和用以与所述的路侧单元通讯连结的通讯模块，所述的路侧单元用以与车辆的车载单元通讯。

所述的路侧单元包括通讯模块和数据处理模块，其设置在高速公路主线出入口上下游500-1000米处，隧道出口下游200-300米处，弯道中间位置，以及事故多发路段的中间位置。

车载单元与路侧单元之间采用专用短程通讯DSRC技术通讯，路侧单元与气象监测器之间使用3G或4G网络通讯，能见度检测仪安装在多雾路段，雨雪量计安装在高速公路沿线。

还包括与所述的路侧单元通讯连结的可变速指示牌，所述的可变速指示牌包括LED显示屏及警示灯。

一种所述的基于车路协同的高速公路运行车速主动预警系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤，

1)气象监测器采集气象信息并对气象分别进行分类分级，所述的气象信息包括降雨量、降雪量和可见度；其中，将每类气象信息分别划分为多个气象等级，每个气象等级对应相应的气象限定速度，气象等级越高对应的气象限定速度越小；