一种高速公路弯道侧翻侧滑预警系统的制作方法

本实用新型涉及交通领域，具体涉及一种高速公路弯道侧翻侧滑预警系统。

背景技术：

高速公路作为我国综合交通运输系统至关重要组成部分，总里程已位居全世界第二位，具有同向性、全封闭性、快捷性、舒适性以及燃油经济性等优势。它的快速发展带动了区域经济联动发展，提高了人们的生活水平，推动了社会的发展。但是高速公路在给人们带来方便快捷的同时，也存在部分高速公路由于地形复杂、急弯陡坡较多、气候恶劣、道路线形多变等因素使得交通安全问题极为突出。每年我国死于侧翻事故的人数逐年增长，据统计我国的侧翻侧滑致死率是欧美发达国家的5倍左右，可见车辆的在弯道发生的侧翻已经成为影响交通安全的重要问题。而且国内外研究表明，有1/3的交通事故是由车速原因引起的，在所有致因中车速排在第二位，所以进行弯道预警很有必要。

目前比较常见的弯道预警装置有如路侧设置护栏、反光导向标、急弯警告标志、凸面反光镜，路面铺装防滑材料和减速震动标线等，这些设施安装起来比较复杂，有可能会破坏路面，维护也比较困难并且预警效果不是很理想。针对不同类型车辆也有开发相应的弯道预警控制系统、检测道路信息的设备或导航系统等设施，但是一方面车辆造价提升，驾驶者难以接受，另一方面是有的车辆上面没有安装该类系统或该系统出现故障，使得该类方式费用高、效率低，不能有效的避免事故。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种高速公路弯道侧翻侧滑预警系统。

本实用新型的技术内容：

一种高速公路弯道侧翻侧滑预警系统，包括：

用于实时获取高速公路图像的图像获取模块；

用于接受高速公路图像，并确认该路段是否为弯道的图像识别模块；

用于采集驾驶员的生理心理信息的智能监控模块；

还包括与图像识别模块、图像获取模块及智能监控模块连接，并根据获得信息构建弯道车辆速度预测模型，得到车辆是否侧翻侧滑信息的中央处理器。

本实用新型还包括显示器和报警器，所述中央处理器分别与显示器和报警器连接。

所述智能监控模块为智能手环,设置在驾驶员身上。

所述中央处理器包括信息录入模块、信息收集模块、信息存储模块、信息处理模块和信息发射模块。

所述显示器采用触摸显示屏。

所述中央处理器采用型号TMS320C6748。

所述图像获取模块为摄像头。

本实用新型的工作过程：

图像获取模块获取高速公路的图像，并将采集的图像传输到图像识别模块；

图像识别模块通过将图像信息转变为数字信号，通过特征识别，判断驾驶员前方路段是否为弯道，若为弯道则输入中央处理器，将图像和GPS数据进行精准匹配，判断车辆所在弯道位置得到弯道半径、纵断面坡度、弯道长度及限速信息；

中央处理器得到实时的车辆信息、车辆行驶信息、驾驶员个人信息、驾驶员生理心理信息、GPS数据、弯道信息和天气信息，并将其输入到训练好的高速公路弯道车辆速度预测模型，预测得到车辆在弯道的速度Vw；

根据天气信息和弯道信息得到当前弯道路段的摩擦系数，并输入弯道车辆动力学模型，并计算出弯道路段的临界车速，包括侧翻临界车速V侧翻和侧滑临界车速V侧滑；

如果弯道车辆速度Vw大于侧翻临界车速或者侧滑临界车速，则此时车辆有弯道侧翻侧滑危险，则显示器显示车辆实时车速、侧翻临界车速V侧翻和侧滑临界车速V侧滑并显示危险文字警示，报警器则发出语音警报提示司机减速慢行防止侧滑侧翻。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型提出了高速公路弯道侧翻侧滑预警系统，通过对高速公路弯道处于侧翻侧滑危险运行状态的车辆进行科学合理的提前警示从而为预防车辆侧翻侧滑以及追尾和连环撞车事故提供方法支持，对提高高速公路弯道处安全水平具有重大意义。

(2)将车辆每次过弯道的实际速度都传输到中央处理器的存储模块，对高速公路弯道车辆速度预测模型进行重新训练校准得到新的预测模型用于下次预测，使得预测更加精准

(3)该系统结构相对简单，所用装置较少，能够较大程度节约安装成本，且可操作性和实用性强，能够较快普及到高速公路弯道预警中。

附图说明

图1是本实用新型的结构连接图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，一种高速公路弯道侧翻侧滑预警系统，包括：图像获取模块、图像识别模块、智能手环、无线通讯设备、中央处理器、显示器及报警器；

所述图像获取模块与图像识别模块连接，所述图像识别模块、图像获取模块、智能手环与中央处理器连接，中央处理器通过无线通讯设备与显示器及报警器连接。

所述图像获取模块采取CCD摄像头传感器，用于获取高速公路的图像，并将采集的图像传输到图像识别模块；

图像识别模块在接收图像后，将图像转换为数字信号，识别图像中路段是否为弯道，如果是弯道则输入中央处理器。

所述智能手环包括信息采集器和无线信号发射器，用于采集驾驶员的生理心理信息，并通过无线信号发生器传给中央处理器。

所述的驾驶员生理心理信息包括心率、心率变异性、血压以及疲劳程度信息。

所述的中央处理器包括信息录入模块、信息收集模块、信息存储模块、信息处理模块和信息发射模块。所述信息录入模块用于录入车辆信息以及驾驶员个人信息；所述信息收集模块用于收集由智能手环传输的驾驶员生理心理信息、天气信息、车辆行驶信息以及弯道信息。所述存储信息模块用于储存各路段弯道信息以及不同路面类型不同天气环境下的摩擦系数；所述的信息处理模块通过构建的高速公路弯道车辆速度预测模型预测得到车辆在弯道车辆速度，并以此判断是否有侧翻侧滑的危险的处理信息；所述信息发射模块用于将所述处理信息发送至无线通信设备、显示器及报警器。

所述的车辆信息包括车辆的长、宽、高、净重量、满载重量、车轮信息、发动机性能信息以及车辆在不同荷载情况下的重量及高度等信息；所述的驾驶员个人信息包括性别、年龄、驾龄、各路段熟悉程度以及年行驶里程等信息；所述的驾驶员生理心理信息包括心率、心率变异性、血压以及疲劳程度信息；所述天气信息包括温度、湿度、降雨量以及风度等信息；所述车辆行驶信息包括速度、加速度绝对值和路段速度差绝对值信息；所述的弯道信息包括弯道半径、纵断面坡度、弯道长度以及限速信息。所述的高速公路弯道车辆速度预测模型通过驾驶员在正式使用预警系统前先在高速公路弯道处进行试验，获取足够的实验数据，并根据试验段事先收集的驾驶员个人信息、车辆信息、驾驶员生理心理信息、车辆行驶信息、天气信息以及弯道信息构建基于RBF神经网络的高速公路弯道车辆速度预测模型。

所述中央处理器采用型号TMS320C6748，显示器采用触摸显示屏，所述图像获取模块，图像识别模块，显示器、报警器及中央处理器均安装在车头。

本实用新型的工作过程如下：

图像获取模块获取高速公路弯道处的图像，并将采集到的图像传输到图像识别模块；

图像识别模块通过将图像信息转变为数字信号，通过特征识别，判断驾驶员前方路段是否为弯道；

若驾驶员前方路段是为弯道，则中央处理器将图像和收集的GPS数据进行精准匹配，判断车辆所在弯道位置；

中央处理器通过信息存储模块得到所在弯道的弯道半径、纵断面坡度、弯道长度以及限速信息；

中央处理器通过信息录入模块、信息收集模块和信息存储模块得到实时的车辆信息、车辆行驶信息、驾驶员个人信息、驾驶员生理心理信息、GPS数据、弯道信息和天气信息，并将其输入到高速公路弯道车辆速度预测模型预测得到车辆在弯道车辆速度Vw；

中央处理器根据天气信息和弯道信息得到当前弯道路段的摩擦系数，并输入到弯道车辆动力学模型，并计算出此时弯道路段的临界车速，包括侧翻临界车速V侧翻和侧滑临界车速V侧滑；

如果弯道车辆速度Vw大于侧翻临界车速V侧翻或者侧滑临界车速V侧滑，则此时车辆有在弯道侧翻侧滑危险，此时显示器会显示车辆实时车速、侧翻临界车速V侧翻和侧滑临界车速V侧滑并显示危险文字警示，报警器则发出语音警报提示司机减速慢行防止侧滑侧翻；

中央处理器将预警信息发送给无线通信设备，通过信息发射终端将预警信息发送到当前弯道路段的其他车辆，当前其它车辆根据接收到的信息采取相应的措施，避免车辆行驶出现危险。

将车辆过弯道的实际速度传输到中央处理器的存储模块，对高速公路弯道车辆速度预测模型进行重新训练校准得到新的预测模型用于下次预测。

本实用新型在获取驾驶员个人信息、驾驶员生理心理信息、车辆信息、车辆行驶信息、GPS数据、弯道信息和天气信息的基础上，结合机器学习算法，构建基于RBF神经网络的高速公路弯道车辆速度预测模型，对车辆在弯道车辆速度Vw进行预测。并与经过弯道车辆动力学模型计算得到的侧翻临界车速V侧翻和侧滑临界车速V侧滑比较，进行车辆侧翻侧滑危险判别，将车辆侧翻侧滑危险进行传送和警示，从而完成高速公路弯道侧翻侧滑预警，保障车辆行车安全。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。