雾区行车安全智能引导系统以及引导方法
【专利摘要】本发明涉及一种雾区安全行车智能引导系统以及引导方法，该系统包括至少一个能见度检测仪、多个主动发光诱导设施以及控制器，主动发光诱导设施以一定的间隔沿道路设置，在控制器控制下以不同模式发光，能见度检测仪将检测到的能见度信息发送给控制器，控制器基于能见度信息控制主动发光诱导设施以特定模式工作。该方法包括：检测道路区域的能见度；在能见度小于第一阈值但大于第二阈值时，启动第一模式使主动发光诱导设施以第一频率闪烁，在能见度小于第二阈值但大于第三阈值时，启动第二模式使主动发光诱导设施以第二频率闪烁。本发明能够在低能见度条件下可靠地引导车辆安全行驶，实时地提供安全车距的警示，有效防止连环追尾事故的发生。
【专利说明】雾区行车安全智能引导系统以及引导方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及交通引导系统以及引导方法，特别涉及雾区行车安全智能引导系统以及引导方法。
【背景技术】
[0002]当车辆在道路上行驶时，恶劣的天气条件，比如雾、霾、雨、雪、沙尘等，会影响大气的能见度，使驾驶员的视野变得模糊，严重时会引起交通事故，影响行车安全。据统计，因浓雾等恶裂天气影响造成的交通事故约占总数的1/4多，给国家和人民生命财产造成了重大的损失。然而，目前道路管理部门通常通过人为封道、禁止通行或者限制通行等方式来尽可能地减小事故发生的可能性，但是由于恶劣气象的发生地点具有不确定性，往往无法及时、准确地对所有需要的道路采取措施，同时，由于封路禁行，不仅会导致运输线路中断，给人们出行带来不便，还会导致道路营运损失。
[0003]此外，通过交通广播或其它的信息提示方式向驾驶员提供天气或道路信息，虽然具有一定的警示作用，但是这种方式显然无法基于实时的天气和路况信息对行进中的具体车辆的进行直接的引导。
[0004]因此，实有必要设计一种行之有效的对车辆进行安全引导的系统和方法，用以克服不良的能见度条件对道路交通的影响，解决恶劣天气条件下道路行车的安全保障问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，提供一种雾区安全行车智能引导系统以及引导方法，能够在各种影响能见度的恶劣气象条件下可靠地引导车辆安全行驶，并能够根据能见度的变化适应性地调整引导系统的控制策略，根据道路上车辆行驶的情况实时地提供安全车距的警示，从而实现对在雾区中行驶车辆的实时安全引导。
[0006]为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种雾区安全行车智能引导系统，包括至少一个能见度检测仪、主动发光诱导设施以及控制器，所述主动发光诱导设施以一定的间隔沿道路设置，能够在所述控制器的控制下以不同的模式发光，所述能见度检测仪用于检测道路区域的能见度，并将检测到的能见度信息发送给所述控制器，所述控制器基于接收到的能见度信息控制所述主动发光诱导设施以特定的模式工作。
[0007]优选地，所述主动发光诱导设施发光的不同模式包括:颜色不同、亮度不同、闪烁频率不同和/或占空比不同。
[0008]优选地，所述雾区安全行车智能引导系统进一步包括至少一个交通流检测器，在道路上的车辆经过与所述交通流检测器对应的交通检测断面时，所述交通流检测器将车辆的经过信息发送给所述控制器，所述控制器使所述交通检测断面后方特定数量的主动发光诱导设施在一定时间长度内改变发光颜色而形成警示区。
[0009]优选地，所述雾区安全行车智能引导系统包括多个主动发光诱导设施和多个交通流检测器，所述主动发光诱导设施与所述交通流检测器一一对应，并且同址设置。[0010]优选地，所述主动发光诱导设施的间隔为20米。
[0011]优选地，所述雾区安全行车智能引导系统进一步包括可变情报板，所述可变情报板能够根据所述控制器提供的信息显示交通提示信息。
[0012]优选地，所述交通提示信息包括天气信息、路况信息和/或限速信息。
[0013]另一方面，本发明提供了一种利用上述雾区安全行车智能引导系统进行的雾区安全行车智能引导方法，包括如下步骤:
[0014]检测道路区域的能见度；
[0015]在能见度的检测值小于第一阈值但大于第二阈值时，将所述主动发光诱导设施开启为第一模式，所述第二阈值小于所述第一阈值，在所述第一模式中，所述主动发光诱导设施以第一频率闪烁，
[0016]在能见度的检测值小于第二阈值但大于第三阈值时，将所述主动发光诱导设施开启为第二模式，所述第三阈值小于所述第二阈值，在所述第二模式中，所述主动发光诱导设施以第二频率闪烁，其中所述第二频率高于所述第一频率。
[0017]优选地，所述第一阈值为500米，所述第二阈值为300米，所述第三阈值为100米。
[0018]优选地，所述第一频率为30/min,所述第二频率为60/min。
[0019]优选地，所述方法还包括:在道路上的车辆经过与所述交通流检测器对应的交通检测断面时，使所述交通检测断面后方特定数量的主动发光诱导设施在一定时间长度内改变发光颜色而形成警示区，并在所述时间长度之后恢复为先前的发光模式。
[0020]优选地，当能见度的检测值小于第四阈值时，在使所述特定数量的主动发光诱导设施改变发光颜色的同时也提高所述特定数量的主动发光诱导设施的闪烁频率。
[0021]优选地，所述第四阈值等于所述第三阈值。
[0022]优选地，形成警示区的所述特定数量的主动发光诱导设施保持改变后的发光颜色的时间至少为I秒。
[0023]优选地，所述方法还包括以下步骤:
[0024]检测道路区域的环境照度；
[0025]当能见度的检测值大于第一阈值但环境照度的检测值小于照度阈值时，将所述雾区安全行车智能引导系统的主动发光诱导设施开启为全亮。
[0026]通过本发明的雾区安全行车智能引导系统以及引导方法，基于对道路区域能见度的检测，使主动发光诱导设施适应性地以不同的模式发光，能够有效地强化道路轮廓，同时，在能见度较低时，通过提高主动发光诱导设施的闪烁频率，能够为驾驶员提供更加充分的警示，而且，通过改变主动发光诱导设施的颜色而形成警示区，使得驾驶员能够准确地判断与前方车辆的距离是否已经低于安全行车距离，及时地调整行车速度，从而有效避免不良能见度下恶性连环相撞事故的发生，有力地保障了行车安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为根据本发明优选实施例的雾区行车安全智能引导系统10的结构示意图；
[0028]图2示出了图1的雾区行车安全智能引导系统10的主要设施构成及布设示意图；
[0029]图3示出了根据本发明优选实施例的雾区行车安全智能引导系统10的控制流程图；[0030]图4示出了根据本发明优选实施例的雾区行车安全智能引导系统10单独实现道路轮廓强化功能的示意图；
[0031]图5示出了根据本发明优选实施例的雾区行车安全智能引导系统10实现道路轮廓强化功能以及行车主动诱导功能的示意图；
[0032]图6示出了根据本发明优选实施例的雾区行车安全智能引导系统10实现同时实现道路轮廓强化功能、行车主动诱导功能以及防止追尾警示功能的示意图；
[0033]图7为根据本发明优选实施例的雾区行车安全智能引导系统10中交通检测断面间隔与防追尾警示带关系的示意图；
[0034]图8-12示意性地示出了根据本发明优选实施例的雾区行车安全智能引导系统10的控制策略I ;
[0035]图13-17示意性地示出了根据本发明优选实施例的雾区行车安全智能引导系统10的控制策略II ；
[0036]图18-22示意性地示出了根据本发明优选实施例的雾区行车安全智能引导系统10的控制策略III。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图进一步说明本发明的雾区安全行车智能引导系统以及引导方法的优选实施例。本领域技术人员应该认识到，本发明并不局限于这里所描述的特定实施例，而是可以根据本发明的构思进行修改和变化。
[0038]在本申请中，“雾区”一词应该做宽泛的理解，S卩，应该认为其指代任何受到恶劣气象条件(例如，雾、霾、雨、雪、沙尘等)的影响而导致能见度较差，因此很可能存在交通安全隐患的道路区域。
[0039]图1示出了根据本发明优选实施例的雾区行车安全智能引导系统10的结构示意图。雾区行车安全智能引导系统10由能见度检测仪11、主动发光诱导设施12、交通流检测器13、可变情报板14、控制器15以及照度计16构成。
[0040]图2示出了图1的雾区行车安全智能引导系统10的主要设施构成及布设示意图。
[0041]主动发光诱导设施12为以一定的间隔沿道路设置的灯，优选采用小功率LED灯组阵列，其发光效率高、耗电量低，颜色分为红、黄两色，其中黄色LED灯用于道路轮廓强化、行车主动诱导功能，红色用于防追尾警示的功能。主动发光诱导设施优选设置在道路的两侦牝由此能够更加有利地强化道路轮廓、警示追尾风险。主动发光诱导设施12通常由市电供电，当然也可以采用当前以及未来可用的其它方式供电，并且可以在控制器15的控制下以不同的模式发光。例如，控制器15可以直接作用于外场主动发光诱导设施的网关设备，网关设备须事先指定内网的IP地址。由网关设备解析控制器15下达的指令，通过无线网桥同时向各个诱导灯发送命令，分别实现对高速公路左/右线路的所有诱导灯的全线控制。
[0042]能见度检测仪11与控制器15通信连接，用于对道路沿线能见度状况进行实时监测。能见度检测仪11应设置于实际道路附近，以便尽可能准确地检测道路上的能见度情况。优选地，系统中设置多个能见度检测仪11，分别设置于道路的不同区段，以更加全面、准确地检测道路能见度情况。在多个能见度监测仪的情况下，在每个区段中检测到的能见度被相应地用来控制该区段中的主动发光诱导设施。具体的，能见度检测仪11将检测到的道路能见度信息发送给控制器15，控制器15将道路能见度信息与预先设定的阈值进行比较，当检测到的道路能见度信息低于预先设定的阈值时，启动相应的控制策略，并将根据控制策略产生的控制信息发送主动发光引导设施，控制其按照控制策略发光。
[0043]交通流检测器13与控制器15通信连接，用于检测车辆通过以及车速情况。在本发明的优选实施例中，交通流检测器13与主动发光诱导设施12同址设置。由于需要大密度布设检测器，因此可以采用低成本的仅具有车辆通过检测功能的红外对射型检测器。
[0044]能见度检测仪11和交通流检测器13将分别检测到的能见度信息以及车辆信号发送给控制器15，控制器15根据特定算法规则控制主动发光诱导设施12以不同的模式显示，为过往车辆指示道路轮廓并提供防止追尾的警示。
[0045]可变情报板14 一般设置在大雾频发路段的上游适当位置处，用于向驾驶员发布雾情、交通状况、以及安全驾驶等提示信息。可变情报板14可以直接与控制器15通信，由控制器15基于交通流检测器13、能见度检测仪11和/或其它检测器或传感器采集到的信息自动控制，显示相应的内容；或者，可变情报板14也可以由交通管理部门的中央控制系统控制，由控制器15通过适当的通信方式将控制信息传递给中央控制系统，由中央控制系统决定是否利用这样的信息自动地进行控制，或者人为地进行控制。
[0046]照度计16用来检测照度，并将相关的测量结果传送给控制器15，由控制器15判断环境亮度是否已经低于设定的值，有可能影响驾驶员对道路轮廓的判断，进而确定是否需要开启主动发光诱导设施12来强化道路轮廓。
[0047]针对现有技术中缺乏主动对雾区行车进行引导的情况，本发明的优选实施例通过对雾区道路能见度进行监测，根据不同的能见度，相应地控制设置在道路两侧的主动发光引导设施以不同方式变化，即，在不同的控制策略下，主动发光引导设施通过其颜色状态的不同变化，引导在雾区中行驶的车辆控制车速以保持安全的行车距离，从而有效避免恶劣气象条件下恶性连环相撞事故的发生。
[0048]下面参照图3-7，具体说明本发明优选实施例的工作原理以及所实现的功能。
[0049]本发明的雾区行车安全智能引导系统以观测到的能见度值作为系统工作的触发条件。基于能见度值确定系统启动的功能模式、主动发光诱导设施的显示状态、可变情报板的发布内容等。通过对主动发光诱导设施工作状态进行控制和转换来实现系统的道路轮廓强化、行车主动诱导、防止追尾警示等功能，而主动发光诱导设施工作状态的不同主要反映在灯的颜色、点亮时间、闪烁频率、占空比等方面。
[0050]图3示出了本发明优选实施例的雾区行车安全智能引导系统10的控制流程图。
[0051](I)在能见度大于500m (即Vi>500)但环境照度低于5001ux (即Lux〈500)时
[0052]系统启动道路轮廓强化功能，主动发光诱导设施12为黄色常亮显示，如图4所示，由此提示道路的线形和轮廓，防止车辆驶出路外事故的发生。
[0053](2)当能见度低于500m但大于300m时
[0054]系统启动行车主动诱导模式，主动发光诱导设施12为黄色同步闪烁(频率30/min,占空比1:1)，如图5所示。同步闪烁的黄灯在给驾驶员提示道路线形和轮廓的同时，也警示驾驶员注意能见度低和交通环境复杂等状况，同时，可以配合使可变情报板发布“前方能见度低于500m，请谨慎驾驶”等信息。
[0055](3)当能见度低于300m但大于IOOm时[0056]系统启动防止追尾警示模式，此时，系统仍具有行车主动诱导功能，即，主动发光诱导设施12采取黄色同步闪烁(频率30/min，占空比1:1)。可变情报板14可以发布“前方大雾，请跟随黄色诱导灯行驶”、“前方大雾，限速80，注意保持车距”等警示信息。
[0057]与此同时，当有车辆通过交通流检测器13 (车辆通过检测断面)时，车辆后方特定数量的主动发光诱导设施122采取红色同步闪烁(频率60/min，占空比1:1)，进而形成红色警示带，如图6所示。正常情况下，后面跟随车辆应在路侧黄色同步闪烁设施的引导下行驶，而不应进入红色警示带，以防前后车辆跟驰距离太近，在小于安全行驶车距时，可能引发追尾事故。通过设置红色警示带，能够控制前后车辆的跟驰距离。警示带的长度(即车辆通过检测断面时所触发的后方发光设施的数量)与能见度和安全行驶车距有关。红色同步闪烁结束后，主动发光诱导设施122恢复至黄色同步闪烁状态，保持行车主动诱导功能。
[0058]应该看到，由于红色警示带仅存在交通检测断面后方一定范围内，并不是所有后续跟随车辆都能看见前方车辆通过交通检测断面时所形成的红色警示带，而且，当车辆200在两个交通检测断面之间行驶时，并不会在其后方引起红色警示带，因此无法对跟随车辆进行防追尾警示，参见图7。可见，交通检测断面的间距决定了系统防止追尾警示功能的“分辨率”，交通检测断面间距越小，分辨率越高，也就越能够使跟驰距离较近的车辆或是车队中的多数车辆获得追尾风险警示。因此，最为理想的情况是在每个主动发光诱导设施处，同址设置交通检测断面。出于成本因素，可以采用仅具有车辆通过检测功能的交通流传感器，而并不需要必须具备采集车型、车速等信息的功能。
[0059](4)当能见度低于IOOm时
[0060]系统工作模式与(3)中所描述的情形类似，系统仍然同时具有行车主动诱导和防止追尾警示功能。区别在于:在防止追尾警示功能被触发的情况下，主动发光诱导设施122红色同步闪烁的频率增加至60/min，占空比为1:1，在防止追尾警示功能未触发情况下，主动发光诱导设施12黄色同步闪烁的频率也增加至频率60/min，占空比1:1，以进一步提高对驾驶员的感官刺激，给驾驶员充分的警示。
[0061]与支配合，可变情报板14可以发布“前方浓雾，请跟随黄色诱导灯行驶”、“前方浓雾，限速60，谨防追尾”、“前方浓雾，限速40，谨防追尾”等警示信息。
[0062]上述各种系统功能下主动发光诱导设施的工作状态如表1所示:
[0063]
【权利要求】
1.一种雾区安全行车智能引导系统，包括至少一个能见度检测仪、多个主动发光诱导设施以及控制器，所述主动发光诱导设施以一定的间隔沿道路设置，能够在所述控制器的控制下以不同的模式发光，所述能见度检测仪用于检测道路区域的能见度，并将检测到的能见度信息发送给所述控制器，所述控制器基于接收到的能见度信息控制所述主动发光诱导设施以特定的模式工作。
2.根据权利要求1所述雾区安全行车智能引导系统，其特征在于，所述主动发光诱导设施发光的不同模式包括:颜色不同、亮度不同、闪烁频率不同和/或占空比不同。
3.根据权利要求1或2所述雾区安全行车智能引导系统，其特征在于，所述雾区安全行车智能引导系统进一步包括至少一个交通流检测器，在道路上的车辆经过与所述交通流检测器对应的交通检测断面时，所述交通流检测器将车辆的经过信息发送给所述控制器，所述控制器使所述交通检测断面后方特定数量的主动发光诱导设施在一定时间长度内改变发光颜色而形成警示区。
4.根据权利要求3所述雾区安全行车智能引导系统，其特征在于，所述雾区安全行车智能引导系统包括多个交通流检测器，所述主动发光诱导设施与所述交通流检测器一一对应，并且同址设置。
5.一种利用根据上述权利要求中任意一项所述的雾区安全行车智能引导系统进行的雾区安全行车智能引导方法，包括如下步骤: 检测道路区域的能见度； 在能见度的检测值小于第一阈值但大于第二阈值时，将所述主动发光诱导设施开启为第一模式，所述第二阈值小于所述第一阈值，在所述第一模式中，所述主动发光诱导设施以第一频率闪烁， 在能见度的检测值小于第二阈值但大于第三阈值时，将所述主动发光诱导设施开启为第二模式，所述第三阈值小于所述第二阈值，在所述第二模式中，所述主动发光诱导设施以第二频率闪烁，其中所述第二频率高于所述第一频率。
6.根据权利要求5所述的雾区安全行车智能引导方法，其特征在于，所述方法还包括:在车辆经过与所述交通流检测器对应的交通检测断面时，使所述交通检测断面后方特定数量的主动发光诱导设施在一定时间长度内改变发光颜色而形成警示区，并在所述时间长度之后恢复为之前的发光模式。
7.根据权利要求6所述的雾区安全行车智能引导方法，其特征在于，当能见度的检测值小于第四阈值时，在使所述特定数量的主动发光诱导设施改变发光颜色的同时也提高所述特定数量的主动发光诱导设施的闪烁频率。
8.根据权利要求7所述的雾区安全行车智能引导方法，其特征在于，所述第四阈值等于所述第三阈值。
9.根据权利要求5或6所述的雾区安全行车智能引导方法，其特征在于，形成警示区的所述特定数量的主动发光诱导设施保持改变后的发光颜色的时间至少为1秒。
10.根据权利要求5所述的雾区安全行车智能引导方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤: 检测道路区域的环境照度； 当能见度的检测值大于所述第一阈值但环境照度的检测值小于照度阈值时，将所述雾区安全行车智能引导系统的主动发光诱导设施开启为全亮。
【文档编号】G08G1/16GK103500519SQ201310474405
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2013年10月12日
【发明者】李长城, 陈伟, 辛欣, 汤筠筠, 韩晖, 文涛 申请人:北京中交华安科技有限公司, 交通运输部公路科学研究所