[發明專利]一種高速公路霧區可變限速裝置及方法

在審

• 申請號: 201710450043.3
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107146432A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 黃穎;許倫輝
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G08G1/09
• 分類號: G08G1/09
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種高速公路霧區可變限速方法，其特征在于，適用于高速公路，尤其是山區高速公路的霧區路段，包括如下步驟：

S1、對霧區路段沿線地形海拔、叢林分布情況進行調查，結合大霧的形成原理和對霧區路段能見度分布情況的歷史監測數據,按照能見度差異將整個霧區路段劃分為連續的、多個能見度不同的分區監控區段，即能見度區段；

S2、實時采集霧區路段的氣象數據，以短時間窗為數據更新周期，所述的氣象數據包括：整個霧區路段的降雨量、霧區路段各能見度區段的能見度；

S3、根據所述氣象數據的均值，結合道路線形幾何參數，計算每個能見度區段的安全表征量，所述的安全表征量包括：路面水膜厚度和路面附著系數；

S4、基于安全表征量，解算行車安全限速值，制定安全限速方案并發布。

2.根據權利要求1所述的一種高速公路霧區可變限速方法，其特征在于，步驟S1中，所述的按照能見度差異將整個霧區路段劃分為連續的、多個能見度不同的分區監控區段的步驟是以能見度≤50m、50~100m、100~200m，200~500m、500m以上五個水平為標準對霧區路段進行劃分，將整個霧區路段劃分為連續的多個能見度不同的分區監控區段。

3.根據權利要求1所述的一種高速公路霧區可變限速方法，其特征在于，步驟S2中，所述短時間窗為5分鐘、10分鐘或15分鐘。

4.根據權利要求1所述的一種高速公路霧區可變限速方法，其特征在于，步驟S3中，所述的根據氣象數據均值，結合道路線形幾何參數，每個能見度區段的安全表征量的步驟具體包括：按照道路線形坡度的差異，對每個能見度分區監控區段內的道路線形進行二次分段，得到各能見度區段內的多個連續的、不同坡度的線形小區段，再計算各線形小區段內的路面水膜厚度和路面附著系數，并將各線形小區段的計算路面附著系數和《我國公路設計標準》中建議的潮濕路面的附著系數進行比較，選取其最小值作為該能見度區段的路面附著系數值。

5.根據權利要求1所述的一種高速公路霧區可變限速方法，其特征在于，步驟S4中，所述的基于安全表征量，解算行車安全限速值，并制定安全限速方案的步驟具體包括：根據安全表征量，結合能見度和安全車距計算模型，獲取各個能見度區段路段的安全限速值，并結合高速公路限速管理規則，制定各能見度區段的安全限速方案。

6.根據權利要求1所述的一種高速公路霧區可變限速方法，其特征在于，所述的氣象數據的均值包括降雨量均值，所述的降雨量均值是當前時間窗內整個霧區路段的降雨量的算術平均值，單位為mm/min。

7.根據權利要求1所述的一種高速公路霧區可變限速方法，其特征在于，所述的氣象數據的均值包括能見度均值，所述的能見度均值是當前時間窗內各能見度區段的能見度的算術平均值，單位為m。

8.實現權利要求1-7中任一項所述的高速公路霧區可變限速方法的裝置，其特征在于，包括安裝在每個能見度區段中部位置的能見度監測模塊、安裝在整個霧區路段中部位置的系統中控模塊和降雨量監控模塊、安裝在每個能見度區段的起點處的信息發布模塊，所述的能見度監測模塊包括能見度檢測器、第一發射天線，所述的能見度檢測器用于實時采集當前時刻該能見度區段的能見度數據；所述的第一發射天線實時將能見度檢測器采集得到的能見度數據傳輸給系統中控模塊；所述的降雨量監控模塊包括激光雨量檢測器和傳輸電纜，所述的激光雨量檢測器用于實時采集降雨量數據，所述的傳輸電纜用于將激光雨量檢測器采集的降雨量數據傳輸給系統中控模塊，所述的系統中控模塊包括第一接收天線、機箱、第二發射天線，所述的機箱內置數據處理單元；所述的第一接收天線實時接收來自各能見度監測模塊發送來的能見度數據，并傳輸給機箱；所述的第二發射天線是將機箱處理之后的各能見度區段的限速方案發送給各信息發布模塊。

9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于：所述的信息發布模塊包括LED可變信息情報板和第二接收天線，所述的LED可變信息情報板用于實時顯示該能見度分區監控區段的限速方案；所述第二接收天線用于接收來自系統中控模塊的限速方案，并傳輸給LED可變信息情報板。

10.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于：所述的激光雨量檢測器采用RS485或RS232接口方式與機箱數據處理單元連接，所有的發射天線和接收天線均采用無線通信連接。