高速公路霧區(qū)安全行車(chē)智能誘導(dǎo)系統(tǒng)的研究應(yīng)用

張虎

摘? 要：高速公路在遇到大霧尤其是團(tuán)霧等惡劣天氣時(shí)，路況能見(jiàn)度低，導(dǎo)致車(chē)輛行駛安全會(huì)受到一定影響。為了有效應(yīng)對(duì)不良?xì)夂驐l件下的行車(chē)安全問(wèn)題，應(yīng)對(duì)高速公路大霧情況嚴(yán)重的路面進(jìn)行車(chē)流量和通行情況的監(jiān)控，同時(shí)做好霧區(qū)道路狀況的信息發(fā)布工作，對(duì)進(jìn)入霧區(qū)行駛的車(chē)輛通過(guò)智能電子系統(tǒng)進(jìn)行誘導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：高速公路;安全行車(chē);智能誘導(dǎo)系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：U491? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

在高速公路大霧嚴(yán)重的路段，為了進(jìn)一步保障行車(chē)安全，就要結(jié)合路段的天氣情況和道路的通行情況，通過(guò)高速公路監(jiān)控指揮系統(tǒng)利用可變交通標(biāo)志牌，隨時(shí)對(duì)霧區(qū)路段的行車(chē)限速值進(jìn)行有效調(diào)整，并且在霧區(qū)行車(chē)路段加強(qiáng)超速檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，加強(qiáng)違停抓拍管理，確保能夠?qū)⒏咚俟肺ｋU(xiǎn)路段的行車(chē)車(chē)速控制在合理范圍內(nèi)，有效防止霧區(qū)行車(chē)出現(xiàn)車(chē)輛追尾和惡性連環(huán)撞車(chē)事故。

1 霧區(qū)安全行車(chē)智能誘導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)展

高速公路上產(chǎn)生大霧尤其是團(tuán)霧時(shí)會(huì)嚴(yán)重危害道路交通安全，因此各國(guó)道路交通安全管理保證機(jī)構(gòu)對(duì)于高速公路危害性天氣情況做了許多研究。從全球范圍內(nèi)的研究成果來(lái)看，在霧區(qū)智能誘導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)展中，主要分為車(chē)載型和道路固定設(shè)置電子誘導(dǎo)系統(tǒng)2個(gè)類(lèi)別的安全警示設(shè)備。車(chē)載型設(shè)備主要是通過(guò)在霧區(qū)行駛車(chē)輛上安裝基于車(chē)聯(lián)網(wǎng)的預(yù)警接收設(shè)備，采用高速公路局域性防止二次事故技術(shù)以及車(chē)聯(lián)網(wǎng)事故防范預(yù)警技術(shù)，確保高速公路霧天行車(chē)安全。在霧區(qū)行車(chē)智能誘導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)備的應(yīng)用上，隨著地區(qū)發(fā)展的差異和地區(qū)道路狀況特點(diǎn)，智能誘導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)置也存在較大差異。基于道路基礎(chǔ)通信設(shè)施設(shè)置的霧區(qū)行車(chē)智能誘導(dǎo)系統(tǒng)，在歐洲地區(qū)的高速公路霧區(qū)行車(chē)智能警示中較為常見(jiàn)。

2 高速公路霧區(qū)安全行車(chē)智能誘導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 霧區(qū)車(chē)輛安全行駛智能誘導(dǎo)系統(tǒng)構(gòu)成

高速公路霧區(qū)智能誘導(dǎo)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中主要有道路車(chē)輛可變限速和警示2個(gè)功能。實(shí)行可變限速對(duì)于提高高速公路霧區(qū)行車(chē)安全有很大作用，對(duì)加強(qiáng)高速公路行車(chē)安全管理的意義重大。在高速公路霧區(qū)較為嚴(yán)重的路段實(shí)現(xiàn)可變限速的系統(tǒng)化自動(dòng)調(diào)節(jié)，根據(jù)道路實(shí)際通行情況設(shè)置動(dòng)態(tài)限速值，同時(shí)在霧區(qū)行車(chē)安全管理方面采用智能預(yù)警誘導(dǎo)系統(tǒng)加強(qiáng)車(chē)輛的行車(chē)安全保障。安全行車(chē)智能誘導(dǎo)系統(tǒng)主要由智能邊緣標(biāo)，預(yù)處理數(shù)據(jù)設(shè)備、道路能見(jiàn)度探測(cè)器以及違法抓拍取證和上位控制等5個(gè)重要部分組成。

2.2 霧區(qū)可變限速超速取證技術(shù)應(yīng)用

在高速公路大霧嚴(yán)重路段，為了保證車(chē)輛行駛安全會(huì)設(shè)置可變限速超速的取證設(shè)備，該設(shè)備通過(guò)穿霧能力較強(qiáng)的攝像頭將對(duì)可變限速路段行車(chē)車(chē)輛的速度進(jìn)行檢測(cè)。能對(duì)在霧區(qū)行駛的超速車(chē)輛和違法行駛逆行車(chē)輛進(jìn)行抓拍和取證，對(duì)霧區(qū)出現(xiàn)的違法變道等在大霧環(huán)境下較難檢測(cè)出的違章違法行為都能夠進(jìn)行非現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)法取證。在高速公路霧區(qū)安全行車(chē)智能誘導(dǎo)系統(tǒng)中，超速抓拍單元內(nèi)部有一套智能分析算法，通過(guò)該算法對(duì)高速公路安全行駛速度進(jìn)行測(cè)算，可將高速公路霧區(qū)車(chē)輛的行駛速度較好地控制在科學(xué)合理的范圍內(nèi)，并且在霧區(qū)行車(chē)安全檢測(cè)中應(yīng)該結(jié)合動(dòng)態(tài)算法的應(yīng)用，將超速的監(jiān)控和違法取證數(shù)值進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的調(diào)整。實(shí)際檢測(cè)中，攝像取證設(shè)備結(jié)合能見(jiàn)度檢測(cè)設(shè)備算出的數(shù)據(jù)，對(duì)車(chē)輛行駛速度進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確地判斷，同時(shí)依據(jù)《中華人民共和國(guó)道路交通安全法》《中華人民共和國(guó)道路交通安全法實(shí)施條例》等相關(guān)法律法規(guī)，對(duì)超速的行為作出判斷，并根據(jù)違法的嚴(yán)重程度進(jìn)行相應(yīng)的處罰。

2.3 光能供電技術(shù)的應(yīng)用

高速公路智能誘導(dǎo)系統(tǒng)光能供電技術(shù)是一種將太陽(yáng)能供電技術(shù)進(jìn)行升級(jí)的供電技術(shù)，在高速公路機(jī)電項(xiàng)目中已取得了實(shí)際應(yīng)用。光能供電技術(shù)能夠較好地支持預(yù)警用電設(shè)備的負(fù)載，并且設(shè)備安裝操作也比較方便，只需要將光能供電設(shè)備安裝在露天環(huán)境中就能有效實(shí)現(xiàn)預(yù)警系統(tǒng)和設(shè)備的正常供電。安裝時(shí)只要保證安裝位置沒(méi)有任何的遮擋就能實(shí)現(xiàn)光能供電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。采用光能供電技術(shù)為高速公路霧區(qū)智能預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行供電，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性方面有很好的表現(xiàn)，可靠性試驗(yàn)中采用光能供電設(shè)備能夠連續(xù)正常運(yùn)行5年而不出現(xiàn)任何的故障問(wèn)題。在高速霧區(qū)預(yù)警設(shè)備供電方面，光能供電技術(shù)是一項(xiàng)先進(jìn)實(shí)用型的創(chuàng)新，能很好地解決高速公路外場(chǎng)設(shè)備的供電難題。

2.4 高速公路霧區(qū)預(yù)警尾跡生成技術(shù)的應(yīng)用（圖1）

在高速公路霧區(qū)行車(chē)發(fā)生交通事故的主要原因就是在車(chē)輛行駛過(guò)程中，后方行駛車(chē)輛看不清前方路況和車(chē)輛，導(dǎo)致交通事故的發(fā)生，在高速公路霧區(qū)預(yù)警系統(tǒng)中采用尾跡生成技術(shù)便能夠很好地解決這一問(wèn)題。尾跡生成技術(shù)是指在高速公路霧區(qū)車(chē)輛行駛經(jīng)過(guò)尾跡設(shè)備之后，電子設(shè)備及信號(hào)追蹤技術(shù)將行駛中車(chē)輛的后部路面位置的預(yù)警指示燈點(diǎn)亮，并且在信號(hào)跟蹤技術(shù)的配合下，行駛中車(chē)輛尾部路面附近的預(yù)警燈也會(huì)隨著車(chē)輛的移動(dòng)進(jìn)行警示位置的變動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在高速霧區(qū)行車(chē)中動(dòng)態(tài)化的尾跡示警作用。在實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)置在路邊的智能邊緣標(biāo)可以發(fā)揮道路示廓和尾跡預(yù)警2個(gè)功能。駕駛員可以通過(guò)路兩側(cè)智能邊緣標(biāo)的不同顏色燈光閃爍來(lái)判斷與前車(chē)的車(chē)距及車(chē)輛的多少。當(dāng)兩車(chē)前后距離過(guò)近時(shí)，尾跡預(yù)警功能會(huì)自動(dòng)觸發(fā)智能邊緣標(biāo)警示顏色的閃爍，當(dāng)沿路警示顏色閃爍情況較多時(shí)，也說(shuō)明該路段車(chē)輛較多。

2.5 無(wú)線組態(tài)離散控制技術(shù)在長(zhǎng)距離能見(jiàn)度低的路面霧區(qū)預(yù)警中的應(yīng)用

由于高速公路具有較長(zhǎng)的延展性，在高速公路霧區(qū)路況中，面臨的往往是長(zhǎng)距離能見(jiàn)度差的行車(chē)環(huán)境。在長(zhǎng)距離的霧區(qū)安全行車(chē)管理中，如果采用傳統(tǒng)霧區(qū)預(yù)警控制的模式會(huì)存在控制成本高的問(wèn)題，傳統(tǒng)控制方式的安全預(yù)警可靠性和突發(fā)情況應(yīng)變性也會(huì)較差，因此在應(yīng)用中應(yīng)該引進(jìn)無(wú)線組態(tài)離散控制技術(shù)。在霧區(qū)預(yù)警離散控制技術(shù)中，智能邊緣標(biāo)相互之間及與上位控制之間不形成物理連接，而是通過(guò)采用無(wú)線組態(tài)離散控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效鏈接。無(wú)線組態(tài)離散控制技術(shù)能根據(jù)霧區(qū)能見(jiàn)度的實(shí)際情況，調(diào)整預(yù)警中的控制策略，針對(duì)霧區(qū)天氣狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。并且在調(diào)整過(guò)程中，無(wú)線組態(tài)離散控制技術(shù)能夠?qū)⒙窙r能見(jiàn)度檢測(cè)設(shè)備采集的能見(jiàn)度數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)為霧區(qū)行車(chē)安全限速系統(tǒng)提供參考依據(jù)。在無(wú)線組態(tài)離散控制技術(shù)應(yīng)用中，主要針對(duì)高速公路霧區(qū)狀況嚴(yán)重尤其是團(tuán)霧區(qū)進(jìn)行集中控制設(shè)置，能夠有效預(yù)防在高速行車(chē)中遇到團(tuán)狀霧能見(jiàn)度低時(shí)的車(chē)輛行車(chē)安全問(wèn)題。在道路中出現(xiàn)團(tuán)狀霧時(shí)該系統(tǒng)可以自動(dòng)對(duì)能見(jiàn)度情況進(jìn)行判斷，同時(shí)對(duì)霧區(qū)的行車(chē)進(jìn)行有效地行車(chē)誘導(dǎo)，確保行駛的車(chē)輛在能見(jiàn)度低的狀況下不會(huì)發(fā)生追尾事故。

3 結(jié)語(yǔ)

高速霧區(qū)行車(chē)智能預(yù)警系統(tǒng)是高速公路安全運(yùn)行重要的保障系統(tǒng)，同時(shí)也是高速公路通行監(jiān)控系統(tǒng)中的一項(xiàng)重要補(bǔ)充。在高速公路霧天較為嚴(yán)重的路段采用智能誘導(dǎo)系統(tǒng)，能夠?yàn)榻煌ūO(jiān)管部門(mén)提供技術(shù)支持和幫助，對(duì)于霧區(qū)高速行車(chē)安全能夠起到很好的保障作用，有效降低霧天高速公路行車(chē)事故的發(fā)生率，確保高速行車(chē)中人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)于提高高速公路整體運(yùn)營(yíng)安全起到了積極的促進(jìn)作用。有助于高速公路安全管理全面實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和智能化，加強(qiáng)高速公路行車(chē)安全管理水平，提高高速公路運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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