城市道路交通交叉路口的車路協(xié)同系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陶學(xué)謙

（天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津 300392）

在當(dāng)前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷快速發(fā)展的背景下，現(xiàn)代城市的整體發(fā)展勢(shì)頭比較好。各大城市都在積極落實(shí)科學(xué)合理的規(guī)劃和建設(shè)。在現(xiàn)代城市建設(shè)過(guò)程中，道路交通是其中非常重要的一部分，但是近年來(lái)隨著行車數(shù)量越來(lái)越多，在很多道路的交叉路路口經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)交通事故。由于交叉路口本身的車流量比較大，而且整個(gè)道路交通的環(huán)境具有一定的復(fù)雜性，同時(shí)，在路口位置處、行人數(shù)量也普遍比較多。這樣不僅會(huì)加大出現(xiàn)交通事故的概率，而且還會(huì)導(dǎo)致交通過(guò)于擁擠。在針對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行具體處理的時(shí)候，要結(jié)合實(shí)際情況，在交叉路口實(shí)現(xiàn)車路協(xié)同系統(tǒng)的有效構(gòu)建，這樣不僅能夠?qū)Ξ?dāng)前復(fù)雜交通問(wèn)題起到良好的緩解作用，而且還能夠推動(dòng)城市道路交通運(yùn)輸行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

1 車路協(xié)同系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

現(xiàn)代城市在進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)的時(shí)候，城市道路交通一直以來(lái)都是其中非常重要的一部分，不僅會(huì)直接影響到行人的出行安全，而且還會(huì)對(duì)車輛的出行產(chǎn)生影響。特別是在一些交叉路口，由于這些路口具有一定的特殊性，所以危險(xiǎn)性也比較高，經(jīng)常會(huì)在這些交叉路口出現(xiàn)各種交通事故。不僅會(huì)威脅到人們?nèi)粘３鲂袝r(shí)的安全，而且還會(huì)對(duì)駕駛員造成諸多不便。在針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行整治的時(shí)候，可以與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，將車路協(xié)同系統(tǒng)科學(xué)合理的應(yīng)用其中[1]。車路協(xié)同系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于自身的功能特征，可以有效緩解交叉路口擁堵等一系列問(wèn)題。

在針對(duì)車路協(xié)同系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要注意與交叉路口的實(shí)際狀況進(jìn)行有效結(jié)合，這樣才能夠保證系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中的有效性和針對(duì)性，同時(shí)，還有利于促使車路協(xié)同系統(tǒng)的功能特征充分發(fā)揮出來(lái)。首先，車路協(xié)同系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，具有環(huán)境感知的功能特征。該功能在具體實(shí)施過(guò)程中，其主要是對(duì)車輛在運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的感知，不僅可以對(duì)道路上的其他車輛進(jìn)行感知，而且還可以對(duì)行人、周邊的一些靜態(tài)物體進(jìn)行感知。通過(guò)對(duì)這些感知信息的搜集和整合，可以對(duì)車輛的具體位置、車速以及當(dāng)前的交通信息等進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的監(jiān)控。其次，車路協(xié)同系統(tǒng)在應(yīng)用時(shí)，還具有預(yù)警和提醒的功能。該功能的主要作用就是可以在一些盲區(qū)、合流區(qū)域、前方道路有施工或者是有障礙物等情況下，進(jìn)行及時(shí)有效的提醒和預(yù)警。除此之外，該系統(tǒng)還具有良好的信號(hào)控制功能。在具體操作過(guò)程中，可以通過(guò)對(duì)監(jiān)控?cái)z像機(jī)科學(xué)合理的利用，直接將車流視頻

信息實(shí)時(shí)有效的截取下來(lái)[2]。在實(shí)踐中，需要結(jié)合實(shí)際情況，采取有針對(duì)性的措施，與圖像識(shí)別技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，這樣不僅能夠?qū)徊媛房诘能嚵髁窟M(jìn)行實(shí)時(shí)有效的統(tǒng)計(jì)和監(jiān)督，而且還可以對(duì)車輛擁堵情況進(jìn)行計(jì)算。另外，車路協(xié)同系統(tǒng)當(dāng)中還有車流優(yōu)先通行、信息服務(wù)與廣播等各種不同類型的功能，這些功能在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可以結(jié)合實(shí)際需求，發(fā)揮出自己的功能特征，為駕駛員提供更多便利的條件。

2 城市道路交通交叉路口車路協(xié)同系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

近年來(lái)，在交叉路口出現(xiàn)交通事故的概率有所上升，同時(shí)，在交叉路口出現(xiàn)車輛擁堵的現(xiàn)象也越來(lái)越嚴(yán)重。如果無(wú)法及時(shí)對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行處理，不僅會(huì)導(dǎo)致車輛在出行時(shí)的安全性無(wú)法得到保證，而且還會(huì)威脅到行人在日常出行時(shí)的安全。所以在針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行具體處理的時(shí)候，可以將車路協(xié)同系統(tǒng)科學(xué)合理的應(yīng)用其中，這樣有利于對(duì)當(dāng)前這些問(wèn)題起到良好的緩解作用。在針對(duì)車路協(xié)同系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和具體應(yīng)用的時(shí)候，該系統(tǒng)一般情況下，都是由車載傳感器設(shè)備、路側(cè)智能設(shè)備等各種不同類型的設(shè)備、零部件相互組合在一起[3]。這樣不僅能夠?qū)︸{駛車輛的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的監(jiān)控，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)車輛相互之間的有效感知。在針對(duì)該系統(tǒng)的實(shí)際組成部分進(jìn)行分析的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)其整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 車路協(xié)同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

2.1 車路協(xié)同系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1.1 智能感知技術(shù)

車路協(xié)同系統(tǒng)在具體設(shè)計(jì)和應(yīng)用過(guò)程中，會(huì)涉及很多關(guān)鍵性的技術(shù)，這些技術(shù)不僅有利于系統(tǒng)可以維持正常的工作狀態(tài)，而且還能夠保證系統(tǒng)各個(gè)功能的有效發(fā)揮。智能感知技術(shù)就是該系統(tǒng)中非常重要的技術(shù)手段之一。智能感知技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，一般會(huì)涉及兩種技術(shù)手段類型，其一是智能車載感知，其二則是路側(cè)感知技術(shù)。這兩種技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，可以發(fā)揮出不同的作用和效果，所以要結(jié)合實(shí)際情況，將技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)充分發(fā)揮出來(lái)。車載感知技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，會(huì)涉及的內(nèi)容也比較多，比如車輛在實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的狀態(tài)、車輛的定位信息等，這些都可以通過(guò)車載感知技術(shù)實(shí)現(xiàn)。路側(cè)感知技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，主要會(huì)涉及一些行人檢測(cè)及對(duì)路面狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)等方面的技術(shù)。

車輛在運(yùn)行過(guò)程中，車輛定位信息感知在其中具有非常重要的影響和作用，所以要保證感知信息的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。為了實(shí)現(xiàn)這一根本目的，在實(shí)踐中可以通過(guò)對(duì)車載GPS等各種設(shè)備的安裝，實(shí)現(xiàn)定位信息的獲取和利用。在這一基礎(chǔ)上，可以直接通過(guò)監(jiān)控?cái)z像頭對(duì)交叉路口的交通信息進(jìn)行獲取和收集，這樣不僅有利于為駕駛員提供更多準(zhǔn)確有效的路況信息，而且還能夠?yàn)轳{駛員科學(xué)合理的判斷和決策提供有效的信息作為參考。

2.1.2 信息處理技術(shù)

在車路協(xié)同系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及具體應(yīng)用過(guò)程中，最重要的任務(wù)之一就是要對(duì)各種不同類型的感知信息進(jìn)行匯總，同時(shí)，還要實(shí)現(xiàn)分享和實(shí)時(shí)有效的分析，這樣才能夠與最終的結(jié)果進(jìn)行結(jié)合，為決策的有效性和準(zhǔn)確性提供保障[4]。路側(cè)信息監(jiān)測(cè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，其主要是通過(guò)對(duì)圖像處理技術(shù)的合理利用，對(duì)來(lái)往的車輛、行人以及各種不同類型的障礙物進(jìn)行識(shí)別，這樣有利于為駕駛員的準(zhǔn)確判斷提供有效依據(jù)并作為參考。

2.1.3 多傳感器信息融合技術(shù)

車路協(xié)同系統(tǒng)在當(dāng)前現(xiàn)代城市道路交通交叉路口中科學(xué)合理的利用，不僅能夠減少交通事故發(fā)生的概率，而且還可以結(jié)合實(shí)際情況，為駕駛員的決策提供實(shí)時(shí)有效的信息依據(jù)作為支持。這樣不僅能夠?yàn)樾腥?、車輛的出行安全提供保障，而且還能夠盡可能避免在交叉路口出現(xiàn)過(guò)度擁擠的現(xiàn)象。在車路協(xié)同系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及具體應(yīng)用過(guò)程中，多傳感器信息融合技術(shù)在其中具有非常重要的影響和作用。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，主要是將計(jì)算機(jī)技術(shù)作為基礎(chǔ)，這樣不僅可以將多個(gè)傳感器當(dāng)中的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的分析，而且還可以進(jìn)行有效整合，保證處理的及時(shí)性和有效性。在針對(duì)各種不同類型的信息進(jìn)行融合的時(shí)候，其主要是通過(guò)傳感器或者是利用人工觀測(cè)的方式，將所有觀測(cè)到的信息進(jìn)行有效融合，這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)客觀的判斷，而且還能夠?yàn)闆Q策提供準(zhǔn)確有效的信息依據(jù)作為支持。

2.2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

車路協(xié)同系統(tǒng)在交叉路口科學(xué)合理的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，其根本目的是為了降低交通事故率，同時(shí)，還能夠有效緩解交叉路口擁擠等問(wèn)題。為了提高車路協(xié)同系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的效率和質(zhì)量，一般會(huì)在系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上給予更多的關(guān)注和重視。在針對(duì)該系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，將路側(cè)設(shè)備、車載以及后臺(tái)服務(wù)器等硬件相互組合在一起，形成車路協(xié)同系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。路側(cè)設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，是由傳感器網(wǎng)路相互組合而成，這樣不僅有利于對(duì)路況的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的監(jiān)測(cè)。數(shù)據(jù)處理平臺(tái)在構(gòu)建和具體應(yīng)用過(guò)程中，是在Windows的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的數(shù)據(jù)、視頻處理單元。除此之外，在系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，車載設(shè)備和遠(yuǎn)程服務(wù)器在其中也具有非常重要的影響和作用。

2.3 車路協(xié)同軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在針對(duì)車路協(xié)同系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)的時(shí)候，一般情況下，要結(jié)合實(shí)際情況，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控、服務(wù)平臺(tái)等軟件相互組合而成。這樣不僅能夠?yàn)檐嚶穮f(xié)同系統(tǒng)在正常運(yùn)行過(guò)程中的有效性提供保障，而且車路協(xié)同軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)之間可以形成相輔相成的作用，為該系統(tǒng)的信息搜集、信息處理等提供有效保障。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代城市在規(guī)劃和建設(shè)過(guò)程中，逐漸將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到交通交叉路口的交通設(shè)置上，由于交叉路口的特殊性，不僅會(huì)造成車輛的嚴(yán)重?fù)矶卢F(xiàn)象，而且還會(huì)增加交通事故的發(fā)生率。所以為了有效緩解這些問(wèn)題，可以將車路協(xié)同系統(tǒng)科學(xué)合理的應(yīng)用其中。通過(guò)該系統(tǒng)的合理利用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)路況信息實(shí)時(shí)有效的傳輸，而且還能夠?yàn)轳{駛員的判斷提供準(zhǔn)確有效的信息作為支持。