[發(fā)明專利]低能見度下無信號控制平面交叉口的車輛預警系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610066995.0
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105489023B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設計）人: 張萌萌;李侃
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: G08G1/048
• 分類號: G08G1/048;G08G1/042;G08G1/052;G08G1/095
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發(fā)明涉及一種低能見度下無信號控制平面交叉口的車輛預警系統(tǒng)及方法。

背景技術

當前我國城市化進度的快速推進，同時伴隨著在各區(qū)域之間的公路體系的進一步擴展，在公路建設中不可避免的出現(xiàn)了數(shù)量可觀的無信號管理與控制的平面交叉口。而這些交叉口通常位于城鄉(xiāng)結合部、鄉(xiāng)鎮(zhèn)結合部等郊區(qū)區(qū)域，該區(qū)域的車輛通常具有行駛速度快、駕駛行為野蠻等特點。而當上述交叉口所在區(qū)域出現(xiàn)低能見度天氣狀況，如大霧、大雪、暴雨、霧霾等，正在通過上述路口的車輛缺少了交叉口信號的管理，無法提前主動避免車輛碰撞，這就導致了事故的發(fā)生。

現(xiàn)有的文獻多關注到了交叉口的沖突問題以及大霧、暴雪、霧霾等低能見度情況下的車速限速問題，但并未考慮到：

(1)低能見度條件下，基于潛在沖突判別的無信號控制平面交叉口的安全車速計算問題；

(2)低能見度條件下，綜合考慮環(huán)境條件以及潛在沖突的無信號控制平面交叉口的安全預警問題。

而本發(fā)明主要針對無信號控制平面交叉口處于低能見度條件時，可以依靠交叉口附近所設置的能見度檢測儀判斷當前能見度條件以及車輛檢測器檢測即將通過交叉口的車輛，并綜合考慮環(huán)境條件以及潛在沖突，進行車輛安全預警與安全車速的發(fā)布。

發(fā)明內容

本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種低能見度下無信號控制平面交叉口的車輛預警系統(tǒng)及方法，本發(fā)明通過能見度檢測模塊檢測當前交叉口可視條件，并通過車輛檢測模塊檢測即將通過該路口車輛車速，傳送到車速計算模塊，計算即將發(fā)生交叉口沖突的車輛的安全行駛速度，并及時傳輸?shù)筋A警信息發(fā)布與接收模塊發(fā)布給駕駛人，從而達到無信號交叉口的車輛沖突處理。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種低能見度下無信號控制平面交叉口的車輛預警系統(tǒng)，包括能見度檢測模塊、車輛檢測模塊安全車速計算模塊和預警信息發(fā)布模塊，其中：

所述能見度檢測模塊設置于目標交叉口，檢測交叉口的能見度，所述車輛檢測模塊根據(jù)磁場變化檢測車輛速度，將當前的車輛行駛速度傳輸給安全車速計算模塊，所述安全車速計算模塊根據(jù)安全車速計算公式、當前交叉口的能見度和車輛的行駛位置進行計算，判斷車輛是否為安全行駛速度，并發(fā)送信號給預警信息發(fā)布模塊。

所述預警信息發(fā)布模塊包括控制單元和布設于每條車行道兩側的可控閃光道釘組構成，控制單元內部儲存有預警道釘頻率算法，控制單元控制工作可控閃光道釘組工作，所述可控閃光道釘組包括多個并排設置的可控閃光道釘。車輛檢測模塊檢測當前車道行駛的車輛行駛車速為安全車速時，控制單元發(fā)布正常工作指令使閃光道釘按照常數(shù)頻率閃爍用于警示駕駛人道路位置；當車輛檢測模塊檢測出不安全車速時，控制單元的預警機制被激活，按照得出的安全車速結合預警道釘頻率算法得出閃光道釘?shù)狞c亮順序和單個道釘?shù)狞c亮時間，從而在視覺上達到引導駕駛人主動減速的目的。

所述能見度檢測模塊，根據(jù)已公布的水平能見度科施米德爾公式對當?shù)貙嶋H能見度進行計算，而后進行調校并重新定義低能見度標準，完成調校之后儲存當前標準。

所述車輛檢測模塊設置于交叉口進口道上。

一種基于上述系統(tǒng)的預警方法，包括以下步驟：

(1)將能見度檢測模塊安裝至目標交叉口，檢測當前交叉口的能見度，并根據(jù)當?shù)靥鞖鈱嶋H狀況并應用水平能見度經驗公式進行調校并重新定義低能見度標準；

(2)車輛檢測模塊根據(jù)實際車輛多次通過檢測器時引起的磁場變化，分析該變化信號，計算出當前車輛行駛速度，傳送至安全車速計算模塊；

(3)當安全車速計算模塊獲取到當前車輛行駛速度做出預判，根據(jù)安全車速計算公式、當前能見度和車輛的行駛位置進行判斷，在當前能見度條件下是否為安全行駛速度，若不是，則發(fā)生預警。

所述步驟(1)中，根據(jù)交叉口使用的能見度經驗公式計算得到當前能見度。

所述步驟(3)中，針對同一方向道路上行駛的車輛安全車速計算，構建防追尾安全車速公式，v_n+1’(t+1)＝f[v_n+1(t)-v_n(t),L(V)(t),a_n+1(α，β)(t)]，L(V)(t)---t時刻前后車可視距離；式中V代表能見度；a_n+1---第n+1輛車減速度，減速度與參數(shù)α，β有關，其中α代表路面附著系數(shù)，β代表車輛制動性能。