車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下交通事件警示與發(fā)布裝置設(shè)計與實現(xiàn)

無錫技師學(xué)院 孫丹穎

隨著物聯(lián)網(wǎng)(IOT)技術(shù)的發(fā)展,V2X車路協(xié)同平臺快速運用于智能交通管控與路況服務(wù)。而現(xiàn)有交通事件采集、發(fā)布方式存在不及時、不精確的問題,且無法解決二次事故、緩解交通擁堵。針對上述問題,本文設(shè)計一款車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下交通事件警示與發(fā)布裝置,作為LTE-V2X車路協(xié)同平臺路側(cè)智慧設(shè)備,實現(xiàn)交通事件實時快速的采集與上報,并通過V2X車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺實時下發(fā),幫助駕乘人員調(diào)整行車線路、規(guī)避堵點,幫助交通管理部門快速定位事件并進行有效處置,以期最短時間內(nèi)消除事件給交通運行帶來的負面影響,進一步提高道路運行的安全暢通指數(shù)和運行效率。

0 引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,任何時間、任何地點,人、機、物的互聯(lián)互通成為可能。同樣,在道路交通領(lǐng)域,隨著LTE-V2X車路協(xié)同平臺的建立,越來越多的路側(cè)設(shè)備與行駛車輛互聯(lián)互通,破解了原有的車路數(shù)據(jù)交互的壁壘。其中,作為一款路側(cè)智慧設(shè)備,交通事件警示與發(fā)布裝置在LTE-V2X車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)應(yīng)用平臺中得以應(yīng)用而備受關(guān)注。

1 交通事件警示與發(fā)布需求

在道路交通運行中,道路施工現(xiàn)場、交通事故現(xiàn)場、車輛故障現(xiàn)場的警示裝置設(shè)置和警示信息發(fā)布關(guān)系到道路交通行車安全問題,每年因上述交通事件造成的大量二次事故與交通擁堵,對人民群眾安全、順暢出行造成了極大影響[1]。

目前,交通事件信息的上報主要通過人工電話實現(xiàn)。人工電話上報信息需要進行規(guī)范錄入,而上報人往往無法精準(zhǔn)描述事件類型與發(fā)生地點,這樣就曾加了信息上報的時間周期。在交通事件發(fā)生之后,用戶會將便攜式交通安全設(shè)施(如交通錐、警示三角架等)放置于警示位置,以起到警示作用[2]。但是,這種方式需要依靠人眼來發(fā)現(xiàn)便攜式交通安全設(shè)施,警示距離容易受到視距限制,處于遠方的車輛駕駛?cè)藷o法在看到便攜式交通安全設(shè)施之前采取減速、避行、繞行等措施,造成警示效用有限,交通安全隱患大,道路通行率低的問題。而現(xiàn)有的交通現(xiàn)場警示裝置與交通現(xiàn)場警示信息發(fā)布系統(tǒng)通常服務(wù)于市政與交警,再通過廣播、手機App等通知駕乘人員。這種方式無法打破信息傳遞的壁壘,無法將有效交通事件信息實時快速的發(fā)布,無法及時幫助駕駛?cè)藛T快速發(fā)現(xiàn)并規(guī)避事故擁堵點[3]。

在這樣的背景下,將交通事件信息及時上報交通管理部門,并推送給路面附近行駛車輛,可以發(fā)揮出極大的社會效益。因此,本文設(shè)計研發(fā)一款車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下交通事件警示與發(fā)布裝置,實時快速地實現(xiàn)交通運行狀況與交通事件信息采集與上報。裝置與路側(cè)RSU、車載OBU組成路側(cè)智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng),通過邊緣數(shù)據(jù)交互方式,通知駕乘人員調(diào)整行車線路、規(guī)避堵點、減少行程時間,通過V2X車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺向車載終端下發(fā)道路交通事件信息,幫助交通、市政管理部門快速定位事件并進行有效處置,以期最短時間內(nèi)消除事件給交通運行帶來的負面影響,進而提高道路運行的安全暢通指數(shù)和運行效率[4]。

2 交通事件警示與發(fā)布裝置設(shè)計

為解決上述存在問題,搭建交通事件警示與發(fā)布裝置架構(gòu),如圖1所示。

圖1 交通事件警示與發(fā)布裝置架構(gòu)Fig.1 Traffic incident warning and release device architecture

交通事件警示與發(fā)布裝置由通信模塊、電源模塊、定位模塊以及控制模塊四部分組成,具體工作原理如下:

警示與發(fā)布裝置向車聯(lián)網(wǎng)云平臺(IOV Cloud)發(fā)送交通事件的位置定位信息和警示信息。具體來說,該定位信息包括道路位置定位信息和車道方向位置信息,可根據(jù)定位模塊中搭載的高精度GPS模塊或北斗定位模塊來實現(xiàn)。警示信息包括施工、急救、事故等交通事件信息,積水、積冰等道路狀態(tài)信息以及車道、方向等事件位置信息。

車聯(lián)網(wǎng)云平臺將現(xiàn)場警示裝置發(fā)送的交通事件信息標(biāo)注在道路區(qū)域電子地圖上,并通過路側(cè)RSU向行駛在這一區(qū)域的車輛智能車載終端或智能手機發(fā)送交通事件的定位信息和警示信息。

裝置滿足IP66的防塵防水等級,具備在雨雪、大霧、雷電等惡劣氣象條件下平穩(wěn)安全運行的能力。

3 交通事件警示與發(fā)布裝置應(yīng)用研究

交通事件警示與發(fā)布裝置可實現(xiàn)如下場景應(yīng)用:

3.1 交警單兵作戰(zhàn)裝備

交通事件警示與發(fā)布裝置可作為一種用于發(fā)布道路事故信息、狀態(tài)信息、管制信息的交警單兵作戰(zhàn)裝備。當(dāng)遇到交通事故、交通管制或積水、積冰等道路異常狀態(tài)時,交警可啟用裝置并布置于事件位置,裝置會自動上傳事件信息以及包含車道、方向等參數(shù)的位置信息。事件信息接收與分發(fā)中心系統(tǒng)通過LTE-V2X車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)應(yīng)用平臺向距離事故現(xiàn)場5公里的智能網(wǎng)聯(lián)汽車推送事件信息,如圖2所示,提示通行車輛主動降速通過事故路段,主動繞行通過管制路段、積水、積冰路段。

圖2 交通事件發(fā)布示例圖Fig.2 Example diagram of traffic incident release

3.2 道路施工區(qū)域警示設(shè)備

交通事件警示與發(fā)布裝置可作為一種發(fā)布施工占道、封閉道路等事件的施工區(qū)域警示設(shè)備。由于道路施工涉及的點多面廣,占道、臨時封閉道路等措施常見。市政道路養(yǎng)護部門將裝置應(yīng)用于施工作業(yè)路段,在占道、臨時封閉道路時立即開啟,實時向距離施工路段5公里的智能網(wǎng)聯(lián)汽車推送提示信息,如圖2所示,提示通行車輛主動降速或繞行通過施工路段,較好地預(yù)防了因施工引發(fā)的道路交通事故。通過在施工起點、終點放置采集與上報裝置,可以直觀的掌握施工區(qū)域長度,掌握施工單位何時作業(yè)、何時收工,實現(xiàn)了對施工現(xiàn)場的遠程監(jiān)管[5]。

4 結(jié)語

交通事件警示與發(fā)布裝置作為LTE-V2X車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)應(yīng)用平臺路側(cè)智慧設(shè)備,設(shè)備使用維護簡易,可采用太陽能、點煙器、充電寶等多種充電方式,具備無外接電源條件下長期續(xù)航,在雨雪、大霧、雷電等惡劣氣象條件下平穩(wěn)安全運行的能力;裝置在箱體上暴露預(yù)定義的撥碼,通過簡單開關(guān)操作就能快速的表達出豐富的事件信息并立即上報[6]。其結(jié)構(gòu)緊湊高效,安裝使用靈活便捷,部署維護方便,應(yīng)用場景廣泛,能滿足包括車輛駕乘人員、交通管理者、車生活服務(wù)者等在內(nèi)的各類交通參與主體對事件迅速感知與及時處理的需求。同時,交通事件警示與發(fā)布裝置的投入運用為智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供了規(guī)范的道路交通事件數(shù)據(jù)服務(wù),為V2X車路協(xié)同技術(shù)全面推廣創(chuàng)造了有利條件。

引用

[1] 楊世偉,龔鵬飛.臨時交通控制設(shè)施探析:基于美國《統(tǒng)一交通控制設(shè)施手冊》的相關(guān)規(guī)定及啟示[J].中外公路,2019,39(4):282-286.

[2] 康成龍,艾瑤.公路交通事件檢測研究綜述[J].交通工程,2019,19(2):21-26.

[3] 陳漩,蔡子華.面向下一代車聯(lián)網(wǎng)的V2X關(guān)鍵技術(shù)研究[J].廣東通信技術(shù),2018,38(4):22-25.

[4] GA/T 900-2010城市道路施工作業(yè)交通組織規(guī)范[S].2020.

[5] GA/T 1044.1-2012道路交通事故現(xiàn)場安全防護規(guī)范[S].2012.

[6] 交通運輸部辦公廳發(fā)布《道路運輸突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案》[J].中國應(yīng)急管理,2018(4):29-33.