[发明专利]一种基于危险度判别的高速公路合流区交通冲突预警系统

摘要

本发明涉及一种基于危险度判别的高速公路合流区交通冲突预警系统，包括信息采集模块、信息处理模块及信息发布模块，信息采集模块用于采集并存储高速公路合流区存在交通冲突的车辆的基本交通参数信息并发送给信息处理模块，信息处理模块基于高速公路合流区车辆基本交通参数信息进行运动学建模处理、计算提取交通冲突表征量，并对交通冲突进行危险度评估，信息发布模块用于根据信息处理模块处理得到的危险度评估结果发布不同的交通预警信息。本发明不仅可以方便经过合流区的车主了解合流区的交通冲突发生危险程度，还可以方便交通管理者收集研究合流区的交通冲突发生规律。本发明涉及到的数学计算较为方便、易操作，可靠性高，针对性强。

主权项

1.一种基于危险度判别的高速公路合流区交通冲突预警系统，其特征包括：信息采集模块、信息处理模块以及信息发布模块；所述信息采集模块，用于采集并存储高速公路合流区存在交通冲突的车辆的基本交通参数信息并发送给信息处理模块，所述信息采集模块在采集和存储高速公路合流区存在交通冲突的车辆的基本交通参数信息时会进行分类；所述分类包括分为高速公路合流区主干道最外侧车道车辆的基本交通参数信息、高速公路合流区匝道车道车辆的基本交通参数信息，并将存在交通冲突的一对车辆记为冲突车辆对；所述每个冲突车辆对包括且仅包括一辆高速公路合流区主干道最外侧车道车辆和一辆高速公路合流区匝道车道车辆；所述高速公路合流区存在交通冲突的车辆对的基本交通参数信息包括高速公路合流区主干道最外侧车道车辆的车头距离冲突点的距离为x_i，高速公路合流区主干道最外侧车道车辆的车头距离冲突点的距离为x_i处的速度大小为v_i，高速公路合流区主干道最外侧车道车辆的车头距离冲突点的距离为x_i处的速度大小为a_i；以及，高速公路合流区匝道车道车辆的车头距离冲突点的距离为x_j，高速公路合流区匝道车道车辆的车头距离冲突点的距离为x_j处的速度大小为v_j，高速公路合流区匝道车道车辆的车头距离冲突点的距离为x_j处的速度大小为a_j；i，j∈N⁺；所述信息处理模块根据所述信息采集模块采集到的存在交通冲突的车辆对的基本交通参数信息首先进行运动学建模，然后计算提取交通冲突表征量归一化处理，接着建立危险度评估函数模型进行危险度评估，最后将处理得到的危险度评估结果发送给信息发布模块；所述信息处理模块在进行所述运动学建模时，对高速公路合流区主干道最外侧车道车辆采用的运动学模型是匀减速运动模型，对对高速公路合流区匝道车道车辆采用的运动学模型是匀加速运动模型；所述的交通冲突特征量包括两个：冲突时间和冲突角度；所述的冲突时间为存在交通冲突的两辆车辆到达冲突点的时间差，记为Δt；所述的冲突角度为存在交通冲突的两辆车辆达到冲突点的速度夹角，记为α；所述的信息处理模块对所述的交通冲突表征量进行归一化处理是指将量纲不同的因素转化为无量纲且取值均为[0.1]的指标，包括交通冲突时间归一化指标和交通冲突角度归一化指标，所述的交通冲突时间归一化指标为：所述t₀是车辆在合流区的正常通过时间，为一个常量，且取值范围设定为：t₀≥max(t_i，t_j)；所述的交通冲突角度归一化指标为：Y＝1‑cosα，所述的信息处理模块建立所述的危险度评估函数模型是指以交通冲突时间归一化指标和交通冲突角度归一化指标为自变量、以交通冲突危险度为因变量建立的交通冲突危险度评估函数，所述的危险度评估函数模型的数学表达式为G＝X+m*Y，其中：G_i为交通冲突危险度评估函数值，取值范围为[0,1]之间，m为复数因子，X，Y分别为交通冲突时间归一化指标和交通冲突角度归一化指标；所述信息处理模块进行所述危险度等级划分是指对危险度评估函数值进行[0,1]之间的均分，均分为四等分，然后从小到大顺序排列进行等级划分；所述的信息处理模块将处理得到的危险等级划分结果发送给所述信息发布模块；所述的信息发布模块根据从所述信息处理模块接收到的不同的危险等级划分结果进行不同的预警，根据不同的等级发布相应的预警信息。