雾区公路行车安全诱导系统

文/齐飞

1 系统的构成

1.1 系统组成

公路行车安全诱导系统设备主要由智能雾灯、前散型能见度检测仪、车辆检测装置、诱导及预警显示装置、无线区域控制器、热成像事件检测仪、太阳能供电装置、上位控制软件平台等组成。

系统自动检测路段能见度，根据能见度情况系统自动进行车速、车距限制，通过预警信息显示装置（可变信息情报板等）进行预警提示，警示过往车辆。当有车辆驶入该雾区路段时，通过车辆检测装置检测到车辆后启动路廓诱导显示，实现路廓显示随车而动，以黄色显示诱导。距车辆尾部一定距离内，采用红色显示路廓，提醒后车保持车距，防止追尾。一旦有交通事故发生时，可以通过热成像事件检测仪自动报警，通知管理部门进行救援，并启动雾灯红黄色交替高频显示进行预警，防止二次事故的发生。

1.2 基础功能实现

（1）雾区行车主动诱导功能，诱导系统通过能见度检测仪实时监测系统区域内的能见度数值，当能见度数值低于预设数值时，诱导系统能够自动运行与当前能见度数值对应的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）自动调整功能，根据雾浓度的不同，发光警示单元可自动调整光强度，提高在雾中的穿透力，有效提高驾驶人员的安全预视距离。

（3）同步闪烁功能，每台智能雾灯内置GPS模块，卫星授时校准，通过GPS模块内部高精度时钟保证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不适的感觉。

（4）雾灯闪烁频率可调功能，通过远程控制软件可以调整同步闪烁的频率，以适应各种不同危险程度的道路和不同驾驶员的信息反馈。

（5）车辆动态尾迹显示功能，通过雾区诱导灯红色显示，显示车辆尾迹；为进入雾区的车辆提供一个跟随前车行驶的尾迹警示灯带，检测到通过的车辆后，点亮车辆后方限定距离内的红色警示灯组，（一般尾迹长度固定为每组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，为后方车辆提供精确安全的车距提示信息。

（6）尾迹长度可调功能，可通过上位机设置车辆的尾迹（安全预警距离）组数。

1.3 无线自组网功能特性

（1）系统采用433Mhz无线通讯方式，可以自组网通讯。

（2）网络通讯具有多级跳变能力，具有抗损毁功能。

（3）为保证网络的健壮性，一般采用星型或者和链式组网。

（4）可以通过设置分段组网控制。

（5）具有多达12信道的自适应通讯，防止无线同频干扰。

（6）通过MAC地址实现现场编址，无需按编号安装。

1.4 控制中心软件系统

（1）软件系统基于C/S架构。

（2）可以多用户管理，支持多级权限分配。

（3）中心上位机软件与现场系统可以通过各种网络通信。

（4）支持现场设备状态回传和状态显示。

（5）具有自动、手动、预制、自定义、定时等多种模式控制。

（6）雾区诱导灯的亮度、频率、尾迹个数可调。

2 关键技术说明

光能供电技术：光能供电技术是一种新型的太阳能供电技术，设备配置负载后，该设备只需要安装在露天环境中，光能供电模块即可对设备保持长期正常供电。该设备采用高密度太阳能电池板、高效率转化器和大密度锂电池，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。

尾迹生成技术：视线受阻时，司机看不到前方车辆是大雾天气发生交通事故的最大原因。尾迹生成技术是在前车经过时通过微波检测技术技术和无线通讯技术在前车后部将一定数量的雾灯变红，这些红灯会随车辆同步移动，形成动态车辆尾迹，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），后车在行使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，这就可以避免重大、特大事故的发生。它对前方车辆存在的位置；通过无线通讯和微波检测定位显示方式，车辆尾迹长度及显示方式是人为设定的，能够超视距发现前方车辆。

同步引导技术：低能见度环境下高速公路周围是一个相对混沌的环境，道路远视可见性降低甚至消失，通过智能雾灯同步主动发光所形成的诱导光带与道路平行，可有效显示道路走向；系统能够自动控制主动诱导线路且提供不低于2倍当前能见度的远视可见性，该功能不仅在雾天有用，在黑夜、雨雪天等环境下同样有效；它使得低能见度条件下车辆能够获得更有效的安全预示距离。

抗损毁通讯技术：高速公路环境下交通事故无法避免，采用有线供电或者通讯则会产生很多意外的问题，例如：有线通讯线路故障或中断时系统就瘫痪了。本技术采用无线组态方式，外场通讯采用抗损毁无线通讯技术，该技术是以一种“链”状组态的，每一节链路覆盖区内具有不低于N个双向冗余节点，只有在这个节点群同时损毁的情况下该链点才会中断。但断点的上游及下游通讯仍然能正常运行，具有绕行通讯能力，即使部分通讯中断的情况下仍可基于迂回路由实现有效通讯。

专业能见度检测技术：自动实现雾区主动诱导及防撞预警的关键是能够有效检测到当前的能见度数值。目前普遍应用的能见度观测仪主要有透射式和散射式两种.透射仪因需要基线,占地范围大,不太适用于雾区诱导系统。我们一般选用散射式能见度检测仪，该设备具有其体积小和价格低廉的特点。散射式能见度观测仪有发射器和接收器，发射器发出红外光辐射，对临近的大气样本进行照射，大气中的悬浮颗粒物等对光线进行散射。接收器接受经过散射的红外光，并根据具体角度上的散射信号与总散射量的关系确定总散射系数，按公式计算大气能见度。

3 总结

本文提出的雾区诱导系统可在现有路面设施的基础上，根据各条高速路段实际情况，在道路雾区多发区域安装雾区诱导设备、能见度检测设备及其他应急设备，实现道路雾区的主动诱导，提示车辆安全距离，保证出行安全。本系统主要依托现有道路设施的基础（道路基础设施、能见度、信息屏、高音号角灯），实施与推广比较容易，且不会增加太多改造成本。非常适用于我国高速公路的“基于道路基础设施实现在恶劣天气条件下道路行车安全”。