面向高速公路施工作業(yè)區(qū)的人機(jī)交互式車速控制預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于道路交通信號(hào)控制領(lǐng)域，涉及一種人機(jī)交互式車速控制預(yù)警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)汽車保有量以及高速公路里程的不斷提高，高速公路養(yǎng)護(hù)維修和改擴(kuò)建 工程也在不斷進(jìn)行，高速公路作業(yè)區(qū)數(shù)量增多，分布也更加廣泛，我國(guó)高速公路作業(yè)區(qū)安全 問(wèn)題日益明顯，其中一個(gè)典型就是限速。由于施工作業(yè)區(qū)限速而產(chǎn)生的問(wèn)題也日益突出。
[0003] -方面不適當(dāng)?shù)念A(yù)警系統(tǒng)容易導(dǎo)致重大事故的發(fā)生，造成巨大的損失;另一方面， 不適當(dāng)?shù)念A(yù)警系統(tǒng)導(dǎo)致施工作業(yè)區(qū)通行效率大大降低，造成不必要的浪費(fèi)。對(duì)車輛進(jìn)行適 當(dāng)?shù)南匏偈潜Ｕ细咚俟纷鳂I(yè)區(qū)安全的主要方法之一，對(duì)保障作業(yè)區(qū)交通安全和提高作業(yè) 區(qū)交通運(yùn)行效率有重要意義。
[0004] 目前國(guó)內(nèi)大都通過(guò)在距離作業(yè)區(qū)一段距離放置臨時(shí)限速牌進(jìn)行限速提示，但這種 方式限速標(biāo)識(shí)是不變的，在通行條件良好的情況下影響了通行效率。而且這種方式限速效 果受到駕駛員觀察能力的影響，許多事故就是由于駕駛員沒(méi)能及時(shí)觀察到限速標(biāo)識(shí)造成 的，尤其是在夜間行車時(shí)，限速牌就更加難于被駕駛員所辨識(shí)。
[0005] 專利文獻(xiàn)CN1224208A公開(kāi)了一種高速公路行車指揮燈，其有針對(duì)性的提示運(yùn)行中 的汽車相應(yīng)路段的車速限定，但其不能根據(jù)車流情況自適應(yīng)調(diào)整限速值，只是將人為設(shè)定 的限速值分路段提示給車輛駕駛員。
[0006] 專利文獻(xiàn)CN2901465Y公開(kāi)了一種交通智能顯示裝置，其用以根據(jù)季節(jié)、天氣等因 素自動(dòng)調(diào)整限速標(biāo)識(shí)。但它們都不能根據(jù)實(shí)際路況自適應(yīng)于高速公路作業(yè)區(qū)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有高速公路作業(yè)區(qū)交通設(shè)施不能夠根據(jù)實(shí)際路況自適應(yīng)調(diào) 整標(biāo)識(shí)的問(wèn)題，現(xiàn)提供面向高速公路施工作業(yè)區(qū)的人機(jī)交互式車速控制預(yù)警系統(tǒng)。
[0008] 面向高速公路施工作業(yè)區(qū)的人機(jī)交互式車速控制預(yù)警系統(tǒng)，它包括:多個(gè)智能桶 1、桶管理器2、現(xiàn)場(chǎng)主管理器3和信息發(fā)布裝置4;
[0009] 多個(gè)智能桶1均勻分布在高速公路施工作業(yè)區(qū)內(nèi)，并保證至少一個(gè)智能桶1位于高 速公路施工作業(yè)區(qū)入口處，智能桶1用于實(shí)時(shí)采集當(dāng)前車輛信息，并將當(dāng)前車輛信息反饋至 桶管理器2中，將智能桶1位置信息發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)主管理器3中，當(dāng)前車輛信息為：當(dāng)前高速公 路施工作業(yè)區(qū)內(nèi)車輛的車速信號(hào)；
[0010] 桶管理器2用于實(shí)時(shí)采集智能桶1反饋的車輛信息，并將所采集到的車輛信息進(jìn)行 匯總，獲得高速公路施工作業(yè)區(qū)內(nèi)的車流速度信息然后將車流速度信息實(shí)時(shí)發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)主 管理器3中；
[0011]現(xiàn)場(chǎng)主管理器3實(shí)時(shí)采集桶管理器2獲得的車流速度信息和所有智能桶1的位置信 息，并根據(jù)采集到的車流速度信息獲得高速公路施工作業(yè)區(qū)內(nèi)的車流減速度，然后將車流 減速度與給定車流量閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果獲得限速值，并將該限速值和車流速度 信息發(fā)送給信息發(fā)布裝置4,給定車流量閾值為預(yù)先設(shè)定在現(xiàn)場(chǎng)主管理器3內(nèi)的車流量標(biāo)準(zhǔn) 值；
[0012] 信息發(fā)布裝置4位于高速公路施工作業(yè)區(qū)上游，信息發(fā)布裝置4用于將現(xiàn)場(chǎng)主管理 器3獲得的限速值和車流速度信息進(jìn)行實(shí)時(shí)發(fā)布；
[0013] 利用下式獲得高速公路施工作業(yè)區(qū)內(nèi)的車流減速度：
[0014]
[0015]其中，deClj為車流減速度，Sl為第i個(gè)智能桶的測(cè)得的車速值，s偽第j個(gè)智能桶的 測(cè)得的車速值，屯為第i個(gè)智能桶與第j個(gè)智能桶之間的距離，t為車輛從第i個(gè)智能桶到第j 個(gè)智能桶所花費(fèi)的時(shí)間，ei第i個(gè)智能桶的高度，ei第i個(gè)智能桶的高度，ej為第j個(gè)智能桶的 高度。
[0016] 智能交通被認(rèn)為是交通運(yùn)輸工程發(fā)展的未來(lái)，通過(guò)各種智能化設(shè)備的鋪設(shè)，使得 交通的安全性、快捷性、舒適性等得到巨大的提升。面向施工作業(yè)區(qū)的人機(jī)交互式車速分級(jí) 預(yù)警系統(tǒng)，是將交通領(lǐng)域相關(guān)理論與技術(shù)結(jié)合的成果，具有較高的實(shí)際意義，可以普遍適用 于高速公路各種類型的道路施工作業(yè)區(qū)，提高高速公路施工作業(yè)區(qū)的通行安全和效率。本 發(fā)明所述的面向高速公路施工作業(yè)區(qū)的人機(jī)交互式車速控制預(yù)警系統(tǒng)，能自動(dòng)檢測(cè)和顯示 高速公路施工作業(yè)區(qū)入口處的車輛速度，為駕駛員提供作業(yè)區(qū)入口位置的車流速度信息， 從而提前進(jìn)行速度控制，能減少高速公路交通事故，提高高速公路作業(yè)區(qū)行車安全和行車 效率。
[0017] 通過(guò)對(duì)面向施工作業(yè)區(qū)的人機(jī)交互式車速分級(jí)預(yù)警系統(tǒng)的運(yùn)用，駕駛員可以被及 時(shí)給予高速公路施工作業(yè)區(qū)入口處的車輛速度，并提前進(jìn)行相應(yīng)的操作。從而提前進(jìn)行速 度控制，能減少高速公路交通事故，提高高速公路作業(yè)區(qū)行車安全和行車效率。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為【具體實(shí)施方式】一所述的面向高速公路施工作業(yè)區(qū)的人機(jī)交互式車速控制預(yù) 警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0019] 圖2為【具體實(shí)施方式】一所述的面向高速公路施工作業(yè)區(qū)的人機(jī)交互式車速控制預(yù) 警系統(tǒng)工作現(xiàn)場(chǎng)的示意圖，圖中1為智能桶，2為桶管理器，3為現(xiàn)場(chǎng)主管理器，4為信息發(fā)布 裝置；
[0020]圖3為智能桶的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021]圖4為桶管理器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為現(xiàn)場(chǎng)主管理器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]【具體實(shí)施方式】一：參照?qǐng)D1和圖2具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的面向高 速公路施工作業(yè)區(qū)的人機(jī)交互式車速控制預(yù)警系統(tǒng)，它包括:多個(gè)智能桶1、桶管理器2、現(xiàn) 場(chǎng)主管理器3和信息發(fā)布裝置4;
[0024]多個(gè)智能桶1均勻分布在高速公路施工作業(yè)區(qū)內(nèi)，并保證至少一個(gè)智能桶1位于高 速公路施工作業(yè)區(qū)入口處，智能桶1用于實(shí)時(shí)采集當(dāng)前車輛信息，并將當(dāng)前車輛信息反饋至 桶管理器2中，將智能桶1位置信息發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)主管理器3中，當(dāng)前車輛信息為：當(dāng)前高速公 路施工作業(yè)區(qū)內(nèi)車輛的車速信號(hào)；
[0025]桶管理器2用于實(shí)時(shí)采集智能桶1反饋的車輛信息，并將所采集到的車輛信息進(jìn)行 匯總，獲得高速公路施工作業(yè)區(qū)內(nèi)的車流速度信息然后將車流速度信息實(shí)時(shí)發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)主 管理器3中；
[0026]現(xiàn)場(chǎng)主管理器3實(shí)時(shí)采集桶管理器2獲得的車流速度信息和所有智能桶1的位置信 息，并根據(jù)采集到的車流速度信息獲得高速公路施工作業(yè)區(qū)內(nèi)的車流減速度，然后將車流 減速度與給定車流量閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果獲得限速值，并將該限速值和車流速度 信息發(fā)送給信息發(fā)布裝置4,給定車流量閾值為預(yù)先設(shè)定在現(xiàn)場(chǎng)主管理器3內(nèi)的車流量標(biāo)準(zhǔn) 值；
[0027]信息發(fā)布裝置4位于高速公路施工作業(yè)區(qū)上游，信息發(fā)布裝置4用于將現(xiàn)場(chǎng)主管理 器3獲得的限速值和車流速度信息進(jìn)行實(shí)時(shí)發(fā)布；
[0028]利用下式獲得高速公路施工作業(yè)區(qū)內(nèi)的車流減速度：
[0029]
[0030]其中，deCij為車流減速度，Si為第i個(gè)智能桶的測(cè)得的車速值，Sj為第j個(gè)智能桶的 測(cè)得的車速值，屯為第i個(gè)智能桶與第j個(gè)智能桶之間的距離，t為車輛從第i個(gè)智能桶到第j 個(gè)智能桶所花費(fèi)的時(shí)間，ei第i個(gè)智能桶的高度，ei第i個(gè)智能桶的高度，ej為第j個(gè)智能桶的 高度。
[0031]本實(shí)施方式中根據(jù)比較結(jié)果獲得限速值的具體方法為:根據(jù)比較結(jié)果能夠獲得當(dāng) 前高速公路施工作業(yè)區(qū)內(nèi)的車流量是否超出給定車流量閾值，若超出，則可以利用超出的 范圍與限速表格進(jìn)行對(duì)比，從而獲得限速值，限速表格為根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)獲得的車流量超出 值與限速值的映射關(guān)系表。例如當(dāng)車流量過(guò)大，車流速度慢時(shí)，將當(dāng)前車流速度與給定車流 量閾值相減就能夠獲得車流速度差值，該差值放入限速表格中，則對(duì)應(yīng)出后續(xù)車輛的限速 值，限速值的最高車速為高速公路相應(yīng)路段的法定限速值。
[0032]本實(shí)施方式所述的面向高速公路施工作業(yè)區(qū)的人機(jī)交互式車速控制預(yù)警系統(tǒng)，用 于自動(dòng)檢測(cè)高速公路施工作業(yè)區(qū)入口處的車輛速度，使駕駛員可以在施工作業(yè)區(qū)的上游通 過(guò)信息發(fā)布裝置4 了解到施工作業(yè)區(qū)內(nèi)及入口處的車流速度，進(jìn)而提前進(jìn)行車速控制，達(dá)到 輔助施工作業(yè)區(qū)上游的駕駛員控制車輛速度的目的，保證了通行效率，提高了通行安全。
[0033]【具體實(shí)施方式】二：參照?qǐng)D3至圖5具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施 方式一所述的面向高速公路施工作業(yè)區(qū)的人機(jī)交互式車速控制預(yù)警系統(tǒng)作進(jìn)一步說(shuō)明，本 實(shí)施方式中，智能桶1包括:發(fā)射天線1-1、無(wú)線發(fā)射模塊1-2、檢測(cè)器1-3、智能桶管理器1-4、 桶電源1-5和GPS發(fā)射器1-6;
[0034]檢測(cè)器1-3的車速信號(hào)輸出端連接智能桶管理器1-4的車速信號(hào)輸入端，桶電源1-5用于給智能桶管理器1-4供電，智能桶管理器1-4的車速信號(hào)輸出端連接無(wú)線發(fā)射模塊1-2 的車速信號(hào)輸入端，發(fā)射天線1-1與無(wú)線發(fā)射模塊1-2電氣連接，將無(wú)線發(fā)射模塊1-2獲得的 信號(hào)進(jìn)行無(wú)線發(fā)射，GPS發(fā)射器1-6的時(shí)間信號(hào)輸入端連接智能桶管理器1-4的時(shí)間信號(hào)輸 出端，GPS發(fā)射器1-6還用于對(duì)智能桶1的位置進(jìn)行定位；
[0035]桶管理器2包括:接收天線2-1、無(wú)線接收模塊2-2、桶管理控制器2-3和桶管理器電 源2-4;
[0036]接收天線2-1與無(wú)線接收模塊2-2電氣連接，無(wú)線接收模塊2-2的無(wú)線信號(hào)輸出端 連接桶管理控制器2-3的車速信號(hào)輸入端，桶管理器電源2-4用于為桶管理控制器2-3供電； [0037]現(xiàn)場(chǎng)主管理器3包括:GPS接收器3-1、現(xiàn)場(chǎng)主管理器控制器3-2和主管理器電源3-3；
[0038]GPS接收器3-1的定位信號(hào)輸出端連接現(xiàn)場(chǎng)主管理器控制器3-2的定位信號(hào)輸入 端，主管理器電源3-3用于為現(xiàn)場(chǎng)主管理器控制器3-2供電，
[0039]智能桶1與桶管理器2通過(guò)發(fā)射天線1-1和接收天線2-1進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，現(xiàn)場(chǎng)主管理 器3利用GPS發(fā)射器1-6和GPS接收器3-1對(duì)多