基于车路协同的高速公路车载安全驾驶提示系统

2017-07-10杜新新

科技风 2017年2期

杜新新

摘要：本文利用现有移动通讯设备作为信息显示提示终端并引入车载自组网实现车辆之间的信息交流，对现有信息提示系统进行了相应改进，提出了全方位的道路信息的采集以及实时提示系统。该系统信息提示延迟、遗漏等情况，同时有利于系统建设成本的控制。

关键词：车路协同；高速公路；车载；信息提示

截止到 2015 年底我国公路总里程达 457.73 万公里，其中高速公路总里程为 12.35 万公里，所占百分比仅仅为 2.67%，然而高速公路事故发生情况却远远超过这个比例。高速公路车辆行驶车速高，一旦发生事故死亡率高，经济损失大[ 1 ]。安毅[ 2 ]等人针对城市道路车辆定位受限问题，提出了基于车路协同定位与高度约束模型的紧耦合定位方法。邝仲平[ 3 ]针对恶劣天气对高速公路交通安的不良影响研制了实现人、车、路互动的全路段气象检测与交通信息实时提示系统。本文在现有设备的基础上以提高信息提示精确度、低成本和实时提示为目的提出了针对高速公路的安全驾驶提示系统。

一、系统组成及原理

本文提出的高速公路安全驾驶提示系统，由道路信息采集系统，车辆运行参数采集系统，车路信息交互系统，车车信息交互系统，信息显示系统组成。

该系统的工作原理是通过信息采集装置对所需信息进行采集，并通过车载信息综合处理系统，过滤掉无关信息，留取影响驾驶员驾驶的信息，将道路状况、气候状况、事故点距离、附近车辆参数等进行综合处理，并通过车载信息提示系统通过语音加文字的形式对驾驶员进行提醒，使得驾驶员对视距外的道路交通情况以及天气情况能够了如指掌，而且由于实现了车辆间信息交换，驾驶员可以根据周围车辆的运行状态做出最佳驾驶决策。

（一）信息采集

目前气候信息的采集可以采用WS-RM 道路气象监测系统，该系统可以对道路能见度、路面温度、路面积水、积雪、结冰等情况进行实时监测；使用地感线圈设备或视屏监控设备对道路车流量、事故发生情况以及道路通行状况进行实时监测。利用雷达测速装置对车辆行驶速度进行准确测量。使用GPS定位技术进行车辆位置信息获取。

（二）信息交互系统

使用无线通信技术，实现道路信息与车辆信息交换。利用车载自组网车辆通信平台可以实现车-车与-路通信，车载自组网主要包括车与车（V2V）和车与设施（V2I）两部分，其中一定范围之内的车辆可以相互交换车速、和位置信息，并自动建立移动网络，经由路由器以多跳的方式将数据向距离更远的车辆传输[ 6 ]。

使用车载自组网可以实现远距离车辆信息相互交换，通过车-路信息交换系统，则可以是道路对道路信息，以及车辆行驶信息进行综合采集。并且随着车载自组网技术的不断发展，以及采集设备的不断优化，可以利用车辆对道路信息以及附近车辆运行信息进行动态采集，并通过路由器设备进行扩散通讯，实现车辆行驶采集路网信息的动态车路信息采集网络。

（三）车载提示系统

本文将信息提示系统安装在车辆内部，通过信息接收数据线与驾驶员的智能手机进行连接，在行车过程中只要将将二者连接，则可实时接收道路及周围车辆信息，而在非驾驶状态下断开两者连接即可。

车载提示系统具有以下优点：

1）成本低。利用已有移动设备来进行信息提示减少了道路显示设备的安装成本。

2）不受外部气候环境影响。避免了在大雾等能见度低的情况下，视距过短同时避免了雨、雪等对设备的影响。

3）实时提示。道路 LED 提示设备间隔在5-10km左右，在其间发生交通事故，则该路段的车辆看不到提信息示。该系统，避免了这一缺点，可以进行实时信息提示。

二、面临的问题

该信息提示系统仍然存在一些问题亟待解决：

（一）系统故障产生危害

任何设备都有故障的可能，当信息提示系统出现故障时，如果停止工作，则提示功能消失，对道路交通安全产生的不良影响相对较小。然而系统故障导致信息混乱则对道路交通安全产生重大影响，甚至导致交通事故发生。

（二）网络信息被恶意入侵

系统使用过程中，一旦遭到入侵，对整个局部网路的道路以及行车状况进行篡改，则会引发重大交通事故。