公路雾区安全行车智能预警及引导系统应用研究

张玲玲

（河北中岗通讯工程有限公司，石家庄 050035）

目前国内高速公路安装的应对雾霾天气的科技设备主要有：气象监测、雾灯、交通诱导和超速抓拍等。这些设备主要是被动引导，独立作战，形不成合成效应，遇到雾霾恶劣天气的时候，交通事故依然频发。

交通部“十二五”发展规划提出，要强化科技进步和信息建设，构建绿色交通体系，提高安全与应急保障能力，加快“综合交通、智慧交通、绿色交通、平安交通”建设，所以应用先进技术解决交通安全与绿色节能是必然发展方向。

1 国内外有关应用及研究现状分析

针对恶劣气候及能见度较低条件下道路交通安全保障全球范围内研发方向分为车载型和道路基础设施型两类。据交通部公路科学研究院提供的信息显示，针对雾条件下道路交通安全保障问题，美国正在发展的是局域性二次事故防范技术及车联网事故防范技术，该技术突破方向是在车辆上安装特殊设备，其实现必须基于全部车辆安装车联网设备；欧洲的发展方向是基于道路基础设施实现雾区主动诱导。荷兰、意大利进行了路面主动引导实验，目前实验仍然在进行中。我们国家的发展方向是基于道路基础设施实现恶劣天气下道路交通安全保障。

公路雾区安全行车智能预警及引导系统的研究主要是针对雾及其他恶劣天气条件下低能见度道路行车安全保障的新型研究方向，重点针对高速公路及普通公路的雾区路段，通过对公路能见度实时检测，分析检测结果，及时启动智能雾灯、高音号角、警灯，并根据道路能见度同步修改可变限速信息板显示的限速值。智能雾灯在显示道路路廓的同时，具有尾迹显示功能，提醒后车保持车距，防止追尾事故的发生。当发生意外事故后，通过热成像事件检测仪自动报警，同时启动各种应急预案，防止二次事故的发生。

2 系统主要构成分析

2.1 功能分析

（1）雾区行车主动诱导，实时监测区域内的能见度数值，当能见度指数低于阀值时，系统自动运行能见度诱导策略和预警控制策略。

（2）智能雾灯透雾指数（亮度）自动调整，根据雾浓度的不同，发光警示单元可自动调整光的强度，提高穿透力，提高驾驶人员的安全预视距离。

（3）全网GPS同步闪烁，基于GPS高精度时钟保持网内所有路侧诱导单元同步亮灭，同步精度小于25ms，不会对驾驶员眼睛产生闪烁不均的情况。同步闪烁的频率可调，以适应于不同道路的危险程度。

（4）车辆动态尾迹显示，通过尾迹的方式为每一辆进入雾区的车辆提供一个随前车前行的尾迹显示警示灯带，检测通过的车辆被点亮后向限定距离内的警示灯组，（尾迹长度固定每组20米，通常设置3组60米的安全距离），随着车辆前行，尾迹也会随车辆前行而同步点亮，为后车提供了前车精确的车距提示。车辆的尾迹（安全预警距离）的组数可调。

（5）事件自动检测，当发生意外事故后，通过热成像事件检测器自动报警，通知管理部门进行救援，并启动红黄色交替高频显示进行预警，放止二次事故的发生。

2.2 网络结构分析

（1）无线自组网通讯。

（2）网络支持多级跳变能力，有抗损毁功能。

（3）网络健壮性，采用星型和链式组网方式。

（4）支持分段组网控制。

（5）多信道自适应，抗无线同频干扰。

2.3 系统架构分析

（1）基于B/S与C/S双架构。

（2）多用户管理，多级权限分配。

（3）自动、手动、预制、定时、自定义等多种控制策略。

3 关键技术分析

（1）雾天公路安全行车控制策略：根据能见度检测仪检测结果，对能见度进行分析比较，判断是否有雾以及雾的浓度等级，确定对应级别的控制策略。策略主要包括警示信息提示，限定车速，超速抓拍，启动高音号角及警灯，提醒司机注意道路状况，减速慢行。启动智能雾灯，根据能见度等级调整亮度和闪烁频率。同时红外热成像事件检测器启动，监测路面状态，随时准备报警，并启动相应的应急预案。

（2）车路协同控制技术：智能雾灯启动后，随时监测车辆通过情况。当监测车辆通过后，启动自动随车引导功能，显示车辆尾迹。当检测到车距过近时，通过调节亮度和闪烁频率，提醒后车保持合理车距。

（3）自动随车引导：低能见度环境下高速公路周围是一个混沌的环境，道路远视可见性消失或者降低，智能雾灯主动发光所形成的诱导线路与道路平行，可有效显示道路走向；诱导线路需提供不低于2倍当前能见度的远视可见性，使得该诱导效果不仅在雾天有用，在黑夜、雨天等环境下同样有效；行驶车辆在途中能够获得更有效的安全预示距离警示。

（4）智能防撞预警：雾天发生交通事故的最大原因是看不到前方车辆，智能防撞预警主要是采用尾迹生成技术，在前车经过时通过电子技术及信号技术在前车后部点亮一定长度的红灯，这些红灯会随车辆同步移动，形成动态尾迹，由于尾迹是通过信号技术手段产生的，长度可设置（默认60米），后车在行进时如果前方有车则会首先发现前车尾迹，即使在浓雾环境下也可发现前方车辆，起到智能防撞预警的作用，避免重特大事故的发生。

（5）热成像时事件检测器：雾天行车，极易发生次生事故。在发生事故后，由于传统的摄像机无法在低能见度情况下检测到事故发生。采用热成像事件检测器装置，可以在事故发生后，迅速的检测，定位事故。并根据事故情况，启动相应的应急预案，避免二次事故的发生。

（6）节能显示技术：智能雾灯采用光能供电，该技术是太阳能供电技术的升级技术，可实现长期可靠的正常供电，保证设备适应各种恶劣的外部环境，延长恶劣天气情况下系统的待机时间。

4 结束语

通过对公路雾区安全行车智能预警与引导系统的研究分析，发现该项系统既有技术支撑又有环境条件。技术上有成熟的雾区检测技术、信息发布技术、广播技术等；环境上就目前的我国多雾霾、多团雾的环境条件与交通发展现状，需要大力发展该项系统的研发，且该项系统还能加快“综合交通、智慧交通、绿色交通、平安交通”建设。