在进入施工作业区内能有效的控制车速，所以对车辆驾驶员的的 信息发布有LED板和车载语音提示器部分，信号发布规则如表2 :
[0043] 表2信号发布规则表
[0044]
[0045] 表示：前方限速为t，请减速行驶；
[0046] 高速公路施工人员的信号发布规则：
[0047] 出于安全考虑，为了保障工作区施工人员的人身安全，有必要设置针对高速公路 施工人员的信号发布规则。由于驾驶员在读取到预警信号后会采取相应的驾驶操作，距离 工作区越远，降到限速值的可能性越大，所以对施工人员信号发布装置只有语音提示系统， 且只对预警等级1和2做出信息发布。信号发布规则如下表3 :
[0048] 表3施工人员信号发布规则表
[0049]
[0050] 高速公路施工作业区车速控制分级预警系统，用于动态采集即将进入施工作业区 的车辆速度，超过阈值车速的会给予警示，使驾驶员可以在施工作业区通过信息发布模块 了解预警等级，进而提前进行车速控制，保证了通行效率，提高了通行安全；施工人员可以 通过信息发布模块了解预警等级，从而保障自身安全。
[0051] 实施例：
[0052] 以绥满公路哈尔滨至阿城亚沟段为例，该高速公路全长33. 15公里，双向四车道， 施工区属于半幅封闭施工作业区。
[0053] 施工道路信息采集为：
[0054] 对施工现场进行数据的调查与分析，得到其交通组成、各个区域的地点车速，见表 4和表5 :
[0055] 表4施工作业区交通组成
[0056]
[0057] 表5各个区地点车速
[0058]
[0059] 由上表可知，车速受车型影响较大，正常行驶时，小型车速度较快。进入警告区后， 小型车降速幅度较大。一旦进入工作区后，所有大、中、小车三者行驶速度近似相等。
[0060] :分级预警设定：
[0061] 又得知现场交通流参数，大型车比例X取15%，小型车平均车长h。取4. 5m，大型 车平均车长1%取10. 0m，平均静止距离h。取1. 5m，计算得平均车头间距h3为6. 84m，求得 交通阻塞密度Kj为130vel/km。再求得最大限速值为35km/h。限速值按照20km/h的变化 量递增。预警度结果见表6。
[0062] 表6预警等级表
[0063]
[0064] 分级信号发布：
[0065] 车辆驾驶人员的信号发布规则：
[0066] 信号发布规则如表7，
[0067] 表7驾驶员信号发布规则表
[0068]
[0069] 一一"前方限速为35km/h请减速行驶"
[0070] 高速公路施工人员的信号发布规则：
[0071] 出于安全考虑，为了保障工作区施工人员的人身安全，针对施工人员信号发布规 则如下表8 :
[0072] 表8施工人员信号发布规则表
[0073]
[0074] 在距警告区前方一定距离时，第一个车速采集系统检测到最大车速为110km/h，车 速信息传到预警信号输出系统，信号发布装置的LED色块为绿色，驾驶员接到车载语音提 示"前方限速35km/h，请减速行驶";对施工人员无语音提示。
[0075] 进入警告区后，由于采取了减速措施，第二个车速采集系统检测到最大车速为 85km/h，预警信号输出系统判断预警等级为1级，信号发布装置的LED色块为红色、闪烁，驾 驶员接到语音提示"前方限速35km/h，请减速行驶";施工人员接到语音提示"撤离"。
[0076] 进入上游过渡区后，由于采取了减速措施，第三个车速采集系统检测到最大车速 为65km/h，预警信号输出系统判断预警等级为2级，信号发布装置的LED色块为橙色、闪烁， 驾驶员接到语音提示"前方限速35km/h，请减速行驶";施工人员接到语音提示"注意"。
[0077] 进入缓冲区后，由于采取了减速措施，第四个车速采集系统检测到最大车速为 40km/h，预警信号输出系统判断预警等级为3级，信号发布装置的LED色块为黄色、闪烁，驾 驶员接到语音提示"前方限速35km/h，请减速行驶";对施工人员无语音提示。
【主权项】
1. 高速公路施工作业区车速控制分级预警系统，其特征在于，包括车速采集模块、预警 信号输出模块和信息发布模块； 分别在距警告区设定距离处、警告区、上游过渡区和缓冲区设置车速采集模块，车速 采集模块用于采集当前车辆信息，并将采集的当前车辆的速度信息反馈至预警信号输出模 块，当前车辆信息表示当前高速公路施工作业区内车辆的速度信号； 预警信号输出模块接收车速采集模块发出的车辆速度信息，通过比较，获得最大车辆 速度，然后将最大车辆速度与设定的预警度相比较，获得预警等级信息，然后将预警等级信 息实时发送至信息发布模块； 信息发布模块设置在缓冲区，用于将预警信号输出模块获得的预警等级信息进行实时 发布。2. 根据权利要求1所述高速公路施工作业区车速控制分级预警系统，其特征在于，预 警等级信息分为Ξ个等级，根据最大限速值Vi，按照20km/h的变化量递增进行分级，Ξ个等 级分别为：车速大于Vi+40,预警等级为1级；车速在Vi+40和Vi+20之间，预警等级为2级； 车速在Vi+20和Vi之间，预警等级为3级；当车速小于V1时，车辆为正常行驶。3. 根据权利要求2所述高速公路施工作业区车速控制分级预警系统，其特征在于，获 得最大限速值Vi的具体过程为： 高速公路施工作业区内的交通阻塞密度Kj:其中：x表示大型车的比例，h。表示单车道车辆间的平均间隔，单位为m，h。表示小型车 平均车辆长度，单位为m，hw表示大型车平均车辆长度，单位为m; 然后获得最大限速值Vi:其中：Vf表示自由流速度，取120km/h，kj表示交通阻塞密度，单位为vel/km，km表示临 界密度，取45pcu/km/h。4. 根据权利要求1所述高速公路施工作业区车速控制分级预警系统，其特征在于，车 速采集模块包括车辆检测模块（1-1)、无线发射模块（1-2)、微处理器模块（1-3)、电源模块 (l-4)、RS-485 接口（1-5)和发射天线（1-6); 车辆检测模块（1-1)的车速信号输出端连接微处理器模块（1-3)的车速信号输入端， 无线发射模块（1-2)的车速信号输入端通过RS-485接口（1-5)连接微处理器模块（1-3) 的车速信号输出端，发射天线（1-6)与无线发射模块（1-2)电气连接，将无线发射模块 (1-2)获得的信号进行无线发射，电源模块（1-4)用于给车辆检测模块（1-1)、无线发射模 块（1-2)和微处理器模块（1-3)供电。5. 根据权利要求4所述高速公路施工作业区车速控制分级预警系统，其特征在于，预 警信号输出模块包括第二微处理器模块（2-1)、无线接收模块（2-2)、报警模块（2-3)、第二 电源模块（2-4)、第二RS-485接口（2-5)和接收天线（2-6); 接收天线（2-6)与无线接收模块（2-2)电气连接，无线接收模块（2-2)的车速信号输 出端通过第二RS-485接口（2-5)连接第二微处理器模块（2-1)的车速信号输入端，第二微 处理器模块（2-1)的车速信号输出端连接报警模块（2-3)的车速信号输入端，第二电源模 块（2-4)用于给第二微处理器模块（2-1)、无线接收模块（2-2)、报警模块（2-3)供电； 车速采集模块与预警信号输出模块通过发射天线（1-6)和接收天线（2-6)进行数据交 互。
【专利摘要】高速公路施工作业区车速控制分级预警系统，属于道路交通信号控制领域，涉及一种车速控制分级预警系统，为解决现有高速公路作业区交通设施不能够根据实际路况自适应调整标识的问题。分别在距警告区设定距离处、警告区、上游过渡区和缓冲区设置车速采集模块，用于采集当前车辆信息，并将采集速度信息反馈至预警信号输出模块；预警信号输出模块接收车速采集模块发出的车辆速度信息，通过比较，获得最大车辆速度，然后将最大车辆速度与设定的预警度相比较，获得预警等级信息，然后将预警等级信息实时发送至信息发布模块；信息发布模块设置在缓冲区，用于将预警信号输出模块获得的预警等级信息进行实时发布。本发明用于道路交通信号控制。
【IPC分类】G08G1/0967
【公开号】CN105405309
【申请号】CN201511023705
【发明人】马艳丽, 史惠敏, 蒋源, 于欢
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月30日