一种高速公路车辆群运行险态警示系统及方法与流程

本发明涉及高速公路车辆运行安全，具体涉及一种高速公路车辆群运行险态警示系统及方法，能够对处于危险运行状态的车辆群进行科学合理的提前警示从而预防车辆追尾和连环撞车事故发生。

背景技术：

高速公路以其同向性、全封闭性、快捷性、舒适性以及燃油经济性等明显优势，成为我国综合交通运输系统至关重要组成部分。但是，高速公路在为人们出行带来快捷舒适的同时，也存在由于车辆高速运行、疲劳驾驶、复杂路况、混合交通流、恶劣天气等众多因素导致交通事故频发的问题，其中车辆追尾事故尤甚。车辆追尾事故（两车追尾、连环追尾、二次事故等）究其原因在于连续车流中部分车辆的紧密跟驰特性以及车辆对其前方交通信息获取的及时性和准确性之间的矛盾引起的车辆操作的滞后响应造成的。本发明将高速公路连续流中由于紧密跟驰而对随机干扰因素具有明显群体响应现象的一组车辆定义为车辆群。而高速公路车辆追尾以及连环撞车事故可以表述为高速公路车辆群由于内外在随机干扰因素造成的稳定紧密跟驰运行状态被打破的过程。随着车联网技术以及信息采集、信息处理技术的不断发展，获取车辆运行过程中的各种参数以及驾驶员的生理、心理参数变得更加容易。因此，本发明在获取车辆各种参数的基础上，对高速公路车流进行车辆群划分，根据车辆驾驶行为参数和驾驶员生理、心理参数，结合险态判别算法对车辆运行状态进行判别，将车辆行驶情况以及运行险态及时在车辆群中进行传送和警示，从而完成高速公路车辆群运行险态警示，保障行车安全。

技术实现要素：

为了解决高速公路车辆运行安全中存在的问题，本发明提出一种高速公路车辆群运行险态预警系统及方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种高速公路车辆群运行险态预警系统，包括中央处理器、无线通信设备、扬声器、智能手表、显示器；

所述无线通信设备、扬声器、显示器均通过电缆和中央处理器相连，所述中央处理器用于根据收集的车辆信息和驾驶员信息得到车辆是否处于运行险态的处理信息；

所述无线通信设备包括信息接收终端和信息发射终端，用于接收车辆中央处理器的处理信息以及其它车辆无线通信设备发送的信息、以及将中央处理器的处理信息发送到其它车辆的无线通信设备；

所述智能手表包括信息处理器和无线信号发射器，用于将采集的驾驶员信息通过无线信息号发射器传送给中央处理器；

所述的扬声器、显示器用于对中央处理器的处理信息通过音频播报及视频显示。

进一步地，所述的中央处理器包括信息收集模块、信息处理模块和信息发射模块，所述信息收集模块用于收集车辆信息和驾驶员信息；所述信息处理模块用于得到车辆是否处于运行险态的处理信息；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、扬声器及显示器。

进一步地，所述的车辆信息包括车辆行驶速度、车辆坐标、车辆行驶方向、距离前后、左右车辆的距离、超车信息、换道信息、车辆加减速信息、车辆故障信息；所述的驾驶员信息包括心率信息、是否处于疲劳信息。

进一步地，所述中央处理器采用tms320c6748处理器。

进一步地，所述无线通信设备采用zigbee无线通信技术。

进一步地，所述显示器采用液晶显示屏。

进一步地，所述中央处理器、无线通信设备、扬声器、显示器均安装在汽车车头，智能手表戴在驾驶员手腕。

一种基于所述预警系统的高速公路车辆群运行险态预警方法，包括如下步骤：

s1、中央处理器根据收集到的车辆的行驶速度、车辆坐标、车辆方向信息计算出车辆之间的车头间距，将车头间距在指定阈值范围内的车辆归属为一个车辆群；

s2、当前车辆群内车辆的中央处理器的信息处理模块根据车辆的车头间距、驾驶员心率、是否处于疲劳信息判断车辆是否处于运行险态；

s3、如果车辆处于运行处于险态，则无线通信设备会通过信息发射终端将险态信息发送给当前车辆群中的其它车辆；

s4、如果车辆出现加减速、超车、换道行为、则信息发射终端将这些信息发送到当前车辆群中的其它车辆；

s5、当前车辆群中的其它车辆通过无线通信设备的信息接收终端接收到车辆的险态信息，通过扬声器发出警告信息，并且在显示器上面显示处于运行险态的车辆；

s6、当前车辆群中的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。

进一步地，步骤s2中，所述判断车辆是否处于运行险态的步骤具体为：根据驾驶员心率变异性判断驾驶员是否处于疲劳状态，如果驾驶员处于疲劳状态且车头间距小于安全距离，则车辆运行处于险态。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

（1）本发明提出了高速公路车辆群险态警示方法，通过对处于危险运行状态的车辆群进行科学合理的提前警示，可为预防车辆追尾和连环撞车事故的发生提供技术支持，对减少高速公路安全事故、提高高速公路安全水平具有重要的现实意义。

（2）以往的发明多数是对单个车辆的微观交通流或者区域连续车流的宏观交通流进行车辆运行险态预警，本发明提出了车辆群运行险态预警，能够有效弥补目前安全预警的缺陷。

（3）本发明将驾驶员的生理、心理参数纳入车辆运行险态判别系统，能够更及时、更高效地对车辆群运行险态进行预警。

（4）该系统结构简单，所用设施比较少，能够较大程度节约建设成本，且可操作性和实用性强，能够较快普及到高速公路当中。

附图说明

图1是本发明实施例的高速公路车辆群运行险态警示系统结构示意图。

图2是本发明实施例的高速公路车辆群运行险态警示系统的数据流程图。

图3是本发明实施例的车辆群划分示意图。

图4是本发明实施例的高速公路车辆群运行险态警示方法流程图。

图中：1-中央处理器；2-无线通信设备；3-扬声器；4-能手表；5-显示器。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1、图2所示，一种高速公路车辆群运行险态预警系统，包括中央处理器1、无线通信设备2、扬声器3、智能手表4、显示器5；

所述无线通信设备2、扬声器3、显示器5均通过电缆和中央处理器1相连，

所述中央处理器1所述中央处理器采用tms320c6748处理器，用于根据收集的车辆信息和驾驶员信息得到车辆是否处于运行险态的处理信息；

所述无线通信设备2采用zigbee无线通信技术，包括信息接收终端和信息发射终端，用于接收车辆中央处理器的处理信息以及其它车辆无线通信设备发送的信息、以及将中央处理器的处理信息发送到其它车辆的无线通信设备；

所述智能手表4包括信息处理器和无线信号发射器，用于将采集的驾驶员信息通过无线信息号发射器传送给中央处理器1；

所述的扬声器3、显示器5用于对中央处理器1的处理信息通过音频播报及视频显示，具体如：扬声器3用于播报车辆自身以及其它车辆运行是否处于险态的警告信息，以及其它车辆的加减速信息、超车信息、换道信息等；显示器5所述显示器5采用液晶显示屏，用于显示车辆群中车辆的位置信息以及运行处于险态的车辆。

具体而言，所述的中央处理器1包括信息收集模块、信息处理模块和信息发射模块，所述信息收集模块用于收集车辆信息和驾驶员信息；所述信息处理模块用于得到车辆是否处于运行险态的处理信息；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2、扬声器3及显示器5。

具体而言，所述的车辆信息包括车辆行驶速度、车辆坐标、车辆行驶方向、距离前后、左右车辆的距离、超车信息、换道信息、车辆加减速信息、车辆故障信息等；所述的驾驶员信息包括心率信息、是否处于疲劳信息等。

具体而言，所述中央处理器1、无线通信设备2、扬声器3、显示器5均安装在汽车车头，智能手表4戴在驾驶员手腕。

如图4所示，一种基于所述预警系统的高速公路车辆群运行险态预警方法，包括如下步骤：

s1、中央处理器1根据收集到的车辆的行驶速度、车辆坐标、车辆方向信息计算出车辆之间的车头间距，将车头间距在指定阈值范围内的车辆归属为一个车辆群(见图3)，例如，根据我国高速公路相关行车要求，可以将车头间距的指定阈值范围规定为12-15米；

s2、当前车辆群内车辆的中央处理器1的信息处理模块对收集到的车辆的行驶速度、车辆坐标、车辆行驶方向、距离前后、左右车辆的距离、超车信息、换道信息、车辆故障信息、驾驶员心率、是否处于疲劳信息判断车辆是否处于运行险态；

s3、如果车辆处于运行处于险态，则无线通信设备2会通过信息发射终端将险态信息发送给当前车辆群中的其它车辆；

s4、如果车辆出现加减速、超车、换道行为、则信息发射终端将这些信息发送到当前车辆群中的其它车辆；

s5、当前车辆群中的其它车辆通过无线通信设备2的信息接收终端接收到车辆的险态信息，通过扬声器3发出警告信息，并且在显示器5上面显示处于运行险态的车辆，从而完成车辆运行险态警示；

s6、当前车辆群中的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。

具体而言，步骤s2中，所述判断车辆是否处于运行险态的步骤具体为：根据驾驶员心率变异性判断驾驶员是否处于疲劳状态，如果驾驶员处于疲劳状态且车头间距小于安全距离，则车辆运行处于险态。。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明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发明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，都包含在本发明的保护范围之内。