一种面向使用手机行人的交通安全预警系统和方法与流程

本发明涉及智能交通、车联网和交通安全领域，具体涉及一种面向使用手机行人的交通安全预警系统和方法。

背景技术：

在无信号控制交叉口或路段人行横道，驾驶员和行人经常因为误解双方意图、错误估计双方速度和距离而发生交通事故，更为严重的是，在无信号控制交叉口何路段人行横道上，使用手机的行人越来越多，而相关研究表明，行人在过马路时使用手机会分散行人注意力，忽视道路和车辆情况，有突发意外时，往往会错过最佳反应时间，这使得因为使用手机而发生的行人交通事故占行人事故总数的比例逐年增加。道路交通相关法规严禁驾驶员开车使用手机，但并未对行人使用手机有明确要求，上述情况给无信号控制交叉口和路段人行横道的行人安全带来了极大的挑战。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种面向使用手机行人的交通安全预警系统和方法，从而提高使用手机行人的过街安全。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种面向使用手机行人的交通安全预警系统，其特征在于：它包括：

设置在行人手机中的移动终端，用于检测行人手机是否处于使用状态，并向所处辐射区域内的路侧单元报告行人动态信息，接收路侧单元发送的预警指令，并发出提示信号；

设置在车辆中的车载单元，用于记录车辆动态信息，并实时传输给所处辐射区域内的路侧单元，接收路侧单元发送的预警指令，并发出提示信号；

设置在人行横道上的人行横道警示灯，用于在接收到路侧单元发送的预警指令时，发出警示光；

设置在交叉口和路段人行横道路边的路侧单元，用于根据所处辐射区域内所有移动终端发送的行人动态信息、以及所有车载单元发送的车辆动态信息，分析车辆与行人是否会发生冲突，并向有可能发生冲突的行人的移动终端和车辆的车载单元、以及人行横道警示灯发送预警指令。

按上述方案，所述的路侧单元包括：

传感监控模块，用于检测使用手机的行人和车辆是否进入所处辐射区域；

信息采集及处理模块，用于根据所处辐射区域内所有行人动态信息和车辆动态信息，分析车辆与行人是否会发生冲突，当会发生冲突时产生预警指令；

无线传输模块，用于与所处辐射区域内的移动终端、车载单元和人行横道警示灯进行信息收发。

按上述方案，所述的车载单元包括：

信息采集模块，用于获得车辆实时动态信息，包括车辆时速、车辆所在行驶方向、车辆所在车道位置和与人行横道的距离；

信息处理模块，用于收集车辆实时动态信息并发出，接收并执行预警指令；

无线传输模块，用于与路侧单元进行信息收发。

按上述方案，所述的移动终端包括：

信息获取模块，用于与手机自带的定位模块建立联系，判断行人是否使用手机，获得使用手机的行人的实时动态信息，包括步行速度、行人运动方向和行人所在车道位置；

信息处理执行模块，用于收集使用手机的行人的实时动态信息并发出，接收并执行预警指令；

无线传输模块，用于与路侧单元进行信息收发。

按上述方案，所述的人行横道警示灯包括：

储能式发光模块，用于在收到预警指令后发出警示光；

无线传输模块，用于与路侧单元进行信息收发。

按上述方案，所述的路侧单元具体通过以下方式分析车辆与行人是否会发生冲突：

以行人为原点，行人行进方向为x轴、与x轴垂直的方向为y轴建立坐标系，根据行人动态信息和车辆动态信息，计算行人与车辆的碰撞预计时间l为车辆和行人的直线距离，vc为车辆移动速度，vr为行人移动速度，α为车辆与行人连接线与x轴的夹角，β为车辆与行人行进方向的夹角；

根据车辆实时动态信息，计算车辆所需避碰反应时间t1为驾驶员反应时间，t2为驾驶员踩刹车至刹车开始作用的时间，t3为刹车作用力增长到最大所需时间，v0为车辆初速度，amax为车辆最大减速度；

设安全程度se＝tc/tb，若se>1.5，则行人与车辆没用冲突，处于安全状态；若1<se<1.5，则行人与车辆存在冲突。

按上述方案，所述的人行横道警示灯安装于车辆驶来方向距离人行横道边缘线0.5米处，且为分段式布置，每条车道布置一段，每一段人行横道警示灯分别由路侧单元单独控制。

利用所述的面向使用手机行人的交通安全预警系统实现的预警方法，其特征在于：它包括以下步骤：

s1、设置在行人手机中的移动终端检测行人手机是否处于使用状态，并向所处辐射区域内的路侧单元报告行人动态信息；

设置在车辆中的车载单元记录车辆动态信息，并实时传输给所处辐射区域内的路侧单元；

s2、设置在交叉口和路段人行横道路边的路侧单元根据所处辐射区域内所有移动终端发送的行人动态信息、以及所有车载单元发送的车辆动态信息，分析车辆与行人是否会发生冲突；

s3、当有可能发生冲突时，路侧单元向行人的移动终端和车辆的车载单元、以及人行横道警示灯发送预警指令；

s4、移动终端接收预警指令后提示行人；车载单元接收预警指令后提示驾驶员；设置在人行横道上的人行横道警示灯接收预警指令后发出警示光。

按上述方法，所述的s2路侧单元具体通过以下方式分析车辆与行人是否会发生冲突：

以行人为原点，行人行进方向为x轴、与x轴垂直的方向为y轴建立坐标系，根据行人动态信息和车辆动态信息，计算行人与车辆的碰撞预计时间l为车辆和行人的直线距离，vc为车辆移动速度，vr为行人移动速度，α为车辆与行人连接线与x轴的夹角，β为车辆与行人行进方向的夹角；

根据车辆实时动态信息，计算车辆所需避碰反应时间t1为驾驶员反应时间，t2为驾驶员踩刹车至刹车开始作用的时间，t3为刹车作用力增长到最大所需时间，v0为车辆初速度，amax为车辆最大减速度；

设安全程度se＝tc/tb，若se>1.5，则行人与车辆没用冲突，处于安全状态；若1<se<1.5，则行人与车辆存在冲突。

本发明的有益效果为：在无信号控制交叉口和路段人行横道安装本发明系统，可以安全高效的实现驾驶员与过街行人的信息共享，建立统一的安全预警评判标准，可以弥补驾驶员和行人感官差异可能带来的危险，从而提高使用手机行人的过街安全；信息经过处理后可以快速发送给驾驶员以及行人，便于其在接收到预警信息后有更充足的时间采取相应的安全措施。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构框图。

图2为本发明一实施例应用的道路实景示意图。

图3为本发明一实施例的方法流程图。

图中：1-路侧单元，2-车载单元，3-移动终端，4-人行横道警示灯。

具体实施方式

下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。

智能交通的快速发展，为解决交通问题提供了技术手段，其中的车路协同技术已经成为目前国际智能交通领域的热门技术和研究焦点，欧美国家也取得了阶段性的研究成果。车路协同是采用先进的无线通信和新一代互联网等技术，全方位实施车车、车路动态实时信息交互，并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理，充分实现人车路的有效协同，从而形成安全、高效和环保的道路交通系统。车路协同的多方实时动态信息交互的特点为解决手机低头族过街安全问题奠定了基础。

本发明提供一种面向使用手机行人的交通安全预警系统，如图1和图2所示，它包括：设置在行人手机中的移动终端3，用于检测行人手机是否处于使用状态，并向所处辐射区域内的路侧单元1报告行人动态信息，接收路侧单元1发送的预警指令，并发出提示信号；设置在车辆中的车载单元2，用于记录车辆动态信息，并实时传输给所处辐射区域内的路侧单元1，接收路侧单元1发送的预警指令，并发出提示信号；设置在人行横道上的人行横道警示灯4，用于在接收到路侧单元1发送的预警指令时，发出警示光；设置在交叉口和路段人行横道路边的路侧单元，用于根据所处辐射区域内所有移动终端发送的行人动态信息、以及所有车载单元2发送的车辆动态信息，分析车辆与行人是否会发生冲突，并向有可能发生冲突的行人的移动终端3和车辆的车载单元2、以及人行横道警示灯4发送预警指令。

所述的路侧单元包括：传感监控模块，用于检测使用手机的行人和车辆是否进入所处辐射区域；信息采集及处理模块，用于根据所处辐射区域内所有行人动态信息和车辆动态信息，分析车辆与行人是否会发生冲突，当会发生冲突时产生预警指令；无线传输模块，用于与所处辐射区域内的移动终端、车载单元和人行横道警示灯进行信息收发。

所述的车载单元包括：信息采集模块，用于获得车辆实时动态信息，包括车辆时速、车辆所在行驶方向、车辆所在车道位置和与人行横道的距离；信息处理模块，用于收集车辆实时动态信息并发出，接收并执行预警指令；无线传输模块，用于与路侧单元进行信息收发。

所述的移动终端包括：信息获取模块，用于与手机自带的定位模块建立联系，判断行人是否使用手机，获得使用手机的行人的实时动态信息，包括步行速度、行人运动方向和行人所在车道位置；信息处理执行模块，用于收集使用手机的行人的实时动态信息并发出，接收并执行预警指令；无线传输模块，用于与路侧单元进行信息收发。

所述的人行横道警示灯包括：储能式发光模块，用于在收到预警指令后发出警示光；无线传输模块，用于与路侧单元进行信息收发。所述的人行横道警示灯安装于车辆驶来方向距离人行横道边缘线0.5米处，且为分段式布置，每条车道布置一段，每一段人行横道警示灯分别由路侧单元单独控制。

所述的路侧单元具体通过以下方式分析车辆与行人是否会发生冲突：

以行人为原点，行人行进方向为x轴、与x轴垂直的方向为y轴建立坐标系，根据行人动态信息和车辆动态信息，计算行人与车辆的碰撞预计时间l为车辆和行人的直线距离，vc为车辆移动速度，vr为行人移动速度，α为车辆与行人连接线与x轴的夹角，β为车辆与行人行进方向的夹角；

根据车辆实时动态信息，计算车辆所需避碰反应时间t1为驾驶员反应时间，t2为驾驶员踩刹车至刹车开始作用的时间，t3为刹车作用力增长到最大所需时间，v0为车辆初速度，amax为车辆最大减速度；

设安全程度se＝tc/tb，若se>1.5，则行人与车辆没用冲突，处于安全状态；若1<se<1.5，则行人与车辆存在冲突。

利用所述的面向使用手机行人的交通安全预警系统实现的预警方法，如图3所示，它包括以下步骤：

s1、设置在行人手机中的移动终端检测行人手机是否处于使用状态，并向所处辐射区域内的路侧单元报告行人动态信息；设置在车辆中的车载单元记录车辆动态信息，并实时传输给所处辐射区域内的路侧单元。

s2、设置在交叉口和路段人行横道路边的路侧单元根据所处辐射区域内所有移动终端发送的行人动态信息、以及所有车载单元发送的车辆动态信息，分析车辆与行人是否会发生冲突。具体通过以下方式分析车辆与行人是否会发生冲突：

以行人为原点，行人行进方向为x轴、与x轴垂直的方向为y轴建立坐标系，根据行人动态信息和车辆动态信息，计算行人与车辆的碰撞预计时间l为车辆和行人的直线距离，vc为车辆移动速度，vr为行人移动速度，α为车辆与行人连接线与x轴的夹角，β为车辆与行人行进方向的夹角；

根据车辆实时动态信息，计算车辆所需避碰反应时间t1为驾驶员反应时间，t2为驾驶员踩刹车至刹车开始作用的时间，t3为刹车作用力增长到最大所需时间，v0为车辆初速度，amax为车辆最大减速度；

设安全程度se＝tc/tb，若se>1.5，则行人与车辆没用冲突，处于安全状态；若1<se<1.5，则行人与车辆存在冲突。

s3、当有可能发生冲突时，路侧单元向行人的移动终端和车辆的车载单元、以及人行横道警示灯发送预警指令。

s4、移动终端接收预警指令后提示行人，可以通过语音和振动的方式提醒行人采取安全措施、避免冲突；车载单元接收预警指令后提示驾驶员，可以通过语音及画面信息提示驾驶员采取安全措施、避免冲突，例如提示“前方行人过街，减速慢行”；设置在人行横道上的人行横道警示灯接收预警指令后发出警示光，通过发光方式提醒驾驶员该车道有行人过街。

进一步地，所述的路侧单元、车载单元、手机终端和人行横道警示灯之间的通信采用4g、5g移动通信或dsrc专用短程通信方式。

以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。