[发明专利]一种高速公路道路交通安全预警方法

摘要

本发明属于道路交通安全技术领域，具体涉及一种高速公路道路交通安全预警方法。本发明根据高速公路交通气象检测器、交通流参数感应器等多源交数据检测器获得的实时交通数据，对在受不良因素影响路段上运行的车辆或是即将驶入受影响路段的车辆进行安全预警并提供合理的安全行驶车速或车距，同时根据检测到的交通流量、密度判断是否存在拥堵，在多约束条件下协调各个路段之间的密度以及出入口匝道的流量，保证各路段密度均匀，有效地提升道路交通运行安全性，可显著提升道路交通指挥和管理协调程度，最大限度为道路交通管理者提供科学合理的预警管理决策和为使用者提供最佳的安全保障。

主权项

一种高速公路道路交通安全预警方法，其特征在于：高速公路交通安全预警模块包括道路可用性判断模型和单因素气象预警模型两部分；道路可用性判断部分根据监测道路实际采集获得的道路状态信息确定；单因素气象预警部分根据路旁的气象检测器获得采集周期内的预测道路气象信息，根据安全驾驶模型计算得到未来短时间内的建议车速或车距；具体实现步骤如下：Step1：根据道路状态检测器监测道路状态，判断高速公路各个路段是否存在严重的道路灾害，如果出现这类破坏度较高的道路灾害，则应该立即封闭受影响路段或车道，启动切实合理的交通诱导方案，引导车辆从可用路段通行；若道路完好，则车辆正常通行；具体实施过程如下：Step1.1：获取道路检测器得到的同一时间序列道路状态信息；Step1.2：根据实时道路状态信息判断道路是否可用，能否满足车辆的正常通行；Step1.3：将无法满足车辆通行的路段信息发送给交通管理部门；其中所述无法满足车辆通行的车道或路段指可能有泥石流、地震等自然灾害或其他外部行为以及路桥本身原因，导致车辆无法正常通行或是在未来一段时间内存在一定交通安全隐患；Step1.4：引导车辆避让无法满足车辆通行的车道或路段，待道路风险因素排除后再恢复目标车道或路段的正常通行；Step2：根据分布在道路网中的气象检测器检测各路段范围内预测未来短时间内的气象情况，主要包括能见度、雨、雪、冰可能会对交通运行产生严重影响的气象因素，对四种气象影响因素进行初步判断，当气象警度低于正常等级时，发布相应的不良气象预警信息；具体实施过程如下：Step2.1：获取上传的各路段区域未来短时间内的预测气象信息；Step2.2：将预测气象信息与国家气象局发布的气象预警信号进行匹配，判断气象状态；Step2.3：将不良气象信息发送到交通信息发布设施公示给道理使用者；其中，将气象信息的预警等级分为五级：绿色预警信号(Ⅴ)、蓝色预警信号(Ⅳ)、黄色预警信号(Ⅲ)、橙色预警信号(Ⅱ)、红色预警信号(Ⅰ)，当气象状态处于Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ级即为不良气象状态；能见度的能见度大于1000米、1000米＞能见度≥500米、500米＞能见度≥200米、200米＞能见度≥50米、能见度低于50米分别对应上述五个气象预警等级；而在降雨方面，短时间内无降雨或5分钟内降雨量低于0.35毫米、5分钟内降雨量将达0.35毫米以上或者已达0.35毫米以上且降雨可能持续、5分钟内降雨量将达0.7毫米以上或者已达0.7毫米以上且降雨可能持续、5分钟内降雨量将达1.4毫米以上或者已达1.4毫米以上且降雨可能持续、5分钟内降雨量将达2.8毫米以上，或者已达2.8毫米以上且降雨可能持续分别对应上述五个气象预警等级；在降雪方面，短时间内无降雪或5分钟内降雪量低于0.03毫米、5分钟内降雪量将达0.03毫米以上或者已达0.03毫米以上且降雪持续、5分钟内降雪量将达0.05毫米以上或者已达0.05毫米以上且降雪持续、5分钟内降雪量将达0.14毫米以上或者已达0.14毫米以上且降雪持续、5分钟内降雪量将达0.21毫米以上或者已达0.21毫米以上且降雪持续分别对应上述五个气象预警等级；而在道路结冰方面，地面有少量结冰、地面有大面积结冰分别对应蓝色预警信号(Ⅳ)和黄色预警信号(Ⅲ)、橙色预警信号(Ⅱ)和红色预警信号(Ⅰ)；Step3：根据不良气象状况，采用安全驾驶模型计算出未来气象环境下的安全行车速度或安全车头间距；具体实施过程如下：Step3.1：获取受不良气象影响路段的道路坡度i，道路坡度i可通过线路设计施工图录入的道路参数数据库获得；Step3.2：根据不良气象信息获取受不良气象影响路段的路面附着系数f；其中干燥路面的附着系数为0.6，降雨在Ⅳ级、Ⅲ级、Ⅱ级、Ⅰ级气象警度下对应的路面附着系数分别为0.5、0.45、0.4、0.35，降雪在Ⅳ级、Ⅲ级、Ⅱ级、Ⅰ级气象警度下对应的路面附着系数分别为0.35、0.3、0.25、0.2，路面结冰在Ⅳ、Ⅲ级和Ⅱ、Ⅰ级气象警度下对应的路面附着系数分别为0.15和0.1；Step3.3：根据多源交通检测器获取受不良气象影响路段的车辆平均行驶速度和流量Q；Step3.4：判断当前交通流处于自由流状态还是跟车状态；Step3.5：采用自由流状态下的安全驾驶模型计算得到在未来不良气象状态下的最大安全车速；Step3.6：采用跟车状态下的安全驾驶模型计算得到在未来不良气象状态下的最大安全车速vm或最小安全车距hm；Step3.7：将计算得到的最大安全车速vm或最小安全车距hm通过交通信息发布设施公示给相应路段的驾驶人员，提醒其安全行车；Step4：将建议信息通过高速公路信息发布设施推送给目标区域的车辆驾驶人员。