信连接，进行路侧预警装置之间的信息共享、信息查询和信息提取;通过通信单元中的 GPRS通信模块实现与高速公路管控中心建立双向通信连接，进行路侧预警装置检测交通流 信息、道路环境信息、高速公路运行状态信息、高速公路区段可变限速信息以及设备运行日 志等信息的上传，同时，也接收高速公路管控中心监测的路侧预警装置所在高速公路区段 的道路环境数据、可变限速信息、查询信息等。以路侧预警装置通信单元同时嵌有WIFI通信 模块和GPRS通信模块为例，具体工作步骤如下：
[0043] Stepl:当路侧预警装置中的检测单元没有嵌入温度、湿度、能见度等道路环境传 感器时，通信单元中的GPRS通信模块以一定的时间间隔向高速公路管控中心请求路侧预警 装置所在区域的温度、湿度、能见度等道路环境数据以及高速公路路段车辆可变限速数据， 并通过主控单元的母板总线传送给主控单元的PLC控制器。
[0044] Step2:当路侧预警装置中的检测单元嵌有温度、湿度、能见度等道路环境传感器 时，通信单元通过主控单元的母板总线获取检测单元采集的温度、湿度、能见度等道路环境 数据；
[0045] Step3:当通信单元获取到温度、湿度、能见度等道路环境数据时，路侧预警装置中 通信单元通过WIFI通信模块与相邻的路侧预警装置建立通信连接，将温度、湿度、能见度等 道路环境数据以及高速公路路段车辆可变限速数据传送到各个相邻的路侧预警装置，通知 各路侧预警装置更新当前天气条件下的C air、路面附着系数、车辆限速值等。
[0046] Step4:路侧预警装置通信单元中的WIFI通信模块以一定的时间间隔提取相邻路 侧预警装置存储单元中高速公路运行车辆速度检测数据、交通流运行参数数据、车辆运行 安全状态数据以及高速公路道路运行状态监测数据等，由通信单元中的GPRS通信模块上传 给高速公路管控中心。
[0047] 3)主控单元
[0048]主控单元通过母板总线与路侧预警装置的各功能单元进行信息交互，根据母板总 线获取到的车辆运行状态数据、道路环境数据等，PLC控制器对高速公路车辆的运行状态、 交通流运行参数、道路的运行状态等进行评估、统计、分析和监测，并对超速车辆、潜在追尾 车辆发送不同等级的预警信息。具体工作步骤如下：
[0049] Stepl:当主控单元接收到检测单元发送过来的车辆信息时，PLC控制器开始分析 车辆是否超速、车辆行驶车道、车辆长度、车辆运动趋势等。
[0050] Stepl. 1:PLC控制器根据检测单元光束1和光束2测量角度下计算得到的路侧预警 装置与检测车辆的距离U、L2,分析车辆的行驶位置。如果路侧预警装置安装在车辆前进方 向的左侧，则：
[0051 ] (1)当
，则检测车辆行驶在 左侧第1车道上；
[0052] (2)当 H + Witme 幺 L! · ?：〇5(φ + θ) < Η + 2 □ Wt"n:e 且 ? + W_e 幺.L2 c〇sf>) < Η + 2 - Wtene,. 则检测车辆行驶在左侧第2车道上；
[0053] ( 3 )以此类推，、丨1 H + (n - 1) W;· S 丨」丄 cos(<p + 0) < Η + η W;iine 且 Η + (η -1) Wicme S L厂cos〇) < Η + n、Wtaiie，则检测车辆行驶在左侦U第η车道上；
[0054] (4)当1^ cos(f) + 0) 2 Η + η 辦议邮且L2 cos(?〇 之 Η + η ，则检测车辆行 驶在应急车道上。
[0055] 如果路侧预警装置安装在车辆前进方向的右侧，则：
[0056] (1)当1^ cos·#'- 0) < H FI.L·厂cos(>) < H，.则检测车辆行驶在应急车道上；
[0057] (2)当H S L! . ?；?5(φ - 0) < H + liH S L2 . cos〇p) < H + W加e，则检测车 辆行驶在右侧第1车道上；
[0058] (3)当H + Wi 靡.彡 V 哪(沪-0) <..H. + .2_ Wtoie且 H.+.Wlcme 玄 L2. 'COS#.) < Η + 2: Wtew.e'，. 则检测车辆行驶在右侧第2车道上：
[0059] ( 4 )以此类推，当
且 Η + (η - 1) · S L2 c〇s'〇) < Η + η 则检测车辆行驶在右侧第n车道上。
[0060] 其中:Η为半导体激光模块激光发射点与邻近的高速公路行车道的垂直距离;Wlane 为高速公路车道宽度;η为高速公路行车道数；为光束2与高速公路垂直线的夹角。
[0061] Stepl. 2:如果检测车辆行驶在应急车道上，则PLC控制器向预警单元发送车辆占 用应急车道预警信息。
[0062] Stepl. 3 :PLC控制器根据检测车辆进入光束1和离开光束1的时间差Mi，估算车 辆的长度：
[0063] Len = V * (T3-Tl)
[0064] 〇time = T3-Ti
[0065] 其中：L?为检测车辆的长度;Otime为检测车辆占用时间。
[0066] PLC控制器根据检测车辆的长度1^"与车辆分类标准进行对比，确定车辆的类型 Vtype 〇
[0067] Stepl. 4: PLC控制器根据检测车辆的速度V和车辆类型Vtype，与当前高速公路区段 的车辆限速速度进行比较，确定车辆是否超速，如果车辆超速，则PLC控制器向预警单元发 送车辆超速预警信息。
[0068] Stepl.5:PLC控制器根据检测单元光束1和光束2测量角度下计算得到的路侧预警 装置与检测车辆的距离U、L2,分析车辆的运行趋势。如果路侧预警装置安装在车辆前进方 向的左侧，则：
[0069] (1)当!^，cos(<p + 6): > .L2 .co.s(?p)且q -cos(^ + Θ) - L2 ...c.os(^) 2 5?'ηφ， 则检测车辆准备向左侧换道;如果检测车辆处于左侧第1车道上，则PLC控制器向预警单元 发送车辆即将碰撞护栏预警信息；
[0070] (2)当 I」！ . ?:〇5(φ + Θ) <: L2 ros((p)且L2 (：〇5(φ) - Lt . c:〇S，(<5〇 + 0).乏 ien: 则检测车辆准备向右侧换道;如果检测车辆处于左侧第η车道上，则PLC控制器向预警单元 发送占用应急车道预警信息;如果检测车辆处于应急车道上，则PLC控制器向预警单元发送 车辆即将碰撞护栏预警信息。
[0071 ]如果路侧预警装置安装在车辆前进方向的右侧，则：
[0072] (1) L! . cos{>/) - 0) < L2 cos((/〇 且 L2 cos(炉）k 0) t L.祖 则 检测车辆准备向右侧换道;如果检测车辆处于右侧第1车道上，则PLC控制器向预警单元发 送占用应急车道预警信息;如果检测车辆处于应急车道上，则PLC控制器向预警单元发送即 将碰撞护栏预警信息；
[0073] (2) Q cos.〇p - Θ) > k cos(p)且 . (：'〇5(φ - Θ) - L2 (：〇5(φ) 2 Lerl s/ηφ，贝 1J 检测车辆准备向左侧换道;如果检测车辆处于右侧第η车道上，则PLC控制器向预警单元发 送即将碰撞护栏预警信息。
[0074] 其中：Φ为车辆换道临界转角。
[0075] Stepl.6:PLC控制器通过母板总线将检测车辆的速度、位置、长度、车型、占用时 间、运动趋势等信息传送到存储单元。
[0076] Step2:PLC控制器根据检测车辆的速度、位置、运动趋势等信息，分析车辆与前车 之间是否存在追尾安全隐患。
[0077] Step2.1:PLC控制器从存储单元中获取当前检测车辆目的车道上上一辆车通过路 侧预警装置的速度Vlast和时间T last，估计当前检测车辆与前车的距离：
[0078] VHdis = Vlast * (TlasfTl)
[0079] VHtime = Tlast-Tl
[0080] 其中:VHdis为高速公路车辆的车头间距;高速公路车辆的车头时距。
[00811 Step2.2 :PLC控制器估计当前检测车辆是否存在追尾危险：
[0082] (1)当
，则当前检测车辆存在追尾危险，PLC控制器向 预警单元发送追尾危险预警信息；
[0083] (2)如果V>Viast:当
μ，则当前检测车辆存 在追尾危险，PLC控制器向预警单元发送追尾危险预警信息；当
且μ< 则当前检测车辆存在潜在追尾危险，PLC控制器向预警单元发送潜在追 尾危险预警信