一种城市道路交叉口倒计时作用下预警诱导系统的制作方法

本发明涉及一种由vms板和车载警报器组成的城市道路交叉口倒计时作用下预警诱导系统，涉及交通安全警示技术领域。

背景技术

城市道路平面交叉口是道路交通的咽喉，是城市交通事故的多发地，一方面，不同方向的机动车在交叉口内进行直行和转向，形成的冲突点对行车的安全影响很大，另一方面，驾驶者决策的差异性极易引发交通事故。为保证交通安全，规范交通秩序，多在交叉口处设置交通信号灯并通过灯色显示来引导交通流的通行和停止。然而绿灯倒计时信号装置的使用也带来了很多问题，尤其倒计时末期更是事故多发时刻，主要引起以下问题：1、机动车在绿灯倒计时末期加速抢灯，在红灯倒计时末期提前起步，不同方向的机动车易产生冲突；2、跟车行驶时，机动车驾驶员会采取不同的驾驶决策，如前车认为无法通过交叉口就会选择减速而后车若认为可以安全通过交叉口选择加速，极易引发追尾事故。为保证交通安全，规范交通秩序，我们需对绿灯倒计时任意时刻下不同位置的机动车进行诱导或警示，提供驾驶信息，使机动车可以安全的在停车线前停车或越过停车线并驶离交叉口。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述存在的交通安全问题，提供一种城市道路交叉口倒计时作用下预警诱导系统，通过对任意时刻下距离停车线不同位置处的机动车进行引导和警示，可以降低驾驶员选择犹豫性，减少追尾事故和交通冲突，保证驾驶安全。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种城市道路交叉口倒计时作用下预警诱导系统，其特征是，包括以下步骤：

(1)将立柱建立在与交叉口停车线齐平的右侧路边处，vms板置于立柱顶端，车载gps、车载警报器置于车辆内部，vms板中含有中央控制器、数据分析器，交叉口周边覆有gprs无线传输网络，中央控制器实时接收当前绿灯倒计时时刻t，在中央控制器中预设交叉口停车线处的坐标(xo,yo)和车辆之间的限距值；

(2)在绿灯倒计时某一时刻下，利用每辆车上安装的车载gps，来获取车辆数据，该数据包括车辆当前的位置坐标(xi,yo)、行驶速度vi、车牌号pi，数据经gprs无线网络传输至vms板的中央控制器中；

(3)中央控制器按照每辆机动车距离停车线由近及远的顺序对获得的数据分别计算出任意一辆机动车距离停车线的位移，任意两相邻机动车之间的车距，计算公式分别如下：

si(i+1)＝si+1-si

式中：i＝1、2、…、n，表示第1辆车、第2辆车、…第n辆车；

(4)数据经中央控制器处理后将每辆车的速度、距停车线的位移、车牌号、相邻两车的车距、倒计时时刻、限距值上传到vms板中的数据分析器中，以上获取的数据信息即中央控制器、数据分析器中的数据会随着时间的变化进行实时同步更替；

(5)判断头车的驾驶行为：

数据分析器中的信号识别装置按照距离停车线由近及远的顺序依次识别每一辆机动车，首先识别出头车并对头车进行判断，分析出是选择通过停车线还是在停车线前停止，假定头车的数据为s1,v1,t为当前倒计时时刻；

按以下公式，计算在当前速度、距离、时间的基础上可以通行的距离为：

s＝v1t

①若s≥s1，则表示头车在当前速度的基础上可以到达停车线；

②若s＜s1，则表示头车在当前速度的基础上不可以到达停车线，则按以下公式计算在当前距离、速度、时间下，选择加速能够到达停车线的建议速度v建：

v建＝v1+at

ⅰ.若v建≤v限，则表示以此建议速度可以到达停车线；

ⅱ.若v建＞v限，则表示机动车无法在不超过限速的基础上达到停车线，而应选择减速在停车线前停止；

(6)数据分析器根据头车的分析判断结果对后车进行分析：

①若头车无法通过，则表示在当前倒计时时刻下，头车后面距离停车线任意位置以任意速度行驶的机动车均无法通过停车线，应选择减速停车；

②若头车允许通过但尚未通过停止线时，其后第2辆车的行驶会受到前车的制约，为避免后车速度过大而与前车相碰撞，后车应选择跟驰行驶并自动调节跟车速度以保持安全车距；

(7)根据分析结果在诱导警示系统中进行诱导警示

vms板显示信息时，第一行显示当前状态下头车的驾驶信息，第二行显示当前状态下后车的行驶信息；

①当判断出头车无法通过时，vms板第一行显示：“减速停车”，第二行显示：“减速停车”；

②当判断出头车允许通过但尚未通过停止线时，vms板第一行显示：“车牌号为xxx，允许以当前速度通过”，第二行显示“跟随，保持跟车限距”，若后车跟车过程中相邻两车间距低于限距时，数据分析器的分析结果经gprs无线网络传至车载警报器，进行语音警示“注意跟车车距”，提示驾驶员注意车距自动调节车速；

(8)当头车已通过停车线时，数据分析器中的信号识别装置会再次识别出当前时刻下的头车及后车，按照上述相同的算法过程和判断分析方法对当前头车及后车进行分析，并且按照相同的方法对头车及后车进行诱导警示，按此方法，可分析判断绿灯倒计时期间的所有车辆。

本发明利用了vms板和车载警报器对倒计时任意时刻下不同位置的机动车进行引导警示，通过使用vms板和车载警报器组成的预警诱导系统对绿灯倒计时任意时刻下的机动车驾驶员提供驾驶选择信息，以保证驾驶安全。

本发明通过车载gps、gprs无线传输网络可以实时获取倒计时任意时刻下不同位置车辆的坐标、行驶速度、车牌号并上传到vms板的中央控制器中，中央控制器利用预设公式对数据计算得出不同位置车辆距离停车线的位移、相邻两机动车的车距，再将处理后的数据上传到vms板的数据分析器中，数据信息随时间、车辆运行的变化进行实时同步动态更替。数据分析器中的信号识别装置按距停车线由近及远的顺序依次识别出头车及后车，首先对头车进行分析判断，再根据头车的驾驶信息对后车的驾驶进行分析判断，最后用诱导警示系统对车辆进行诱导警示，当头车通过停车线后，再按照上述相同的算法过程和判断分析方法对当前头车及后车进行分析判断和诱导警示，直至分析判断完绿灯倒计时期间的所有车辆。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明可以保证在倒计时任意时刻下，vms板会显示相应的头车及后车的驾驶信息，并在跟驰过程中用车载警报器提醒后车注意车距，以对任意时刻下距离停车线不同位置处的机动车进行引导和警示，驾驶者按照显示的驾驶信息进行驾驶，降低其驾驶选择犹豫性，减少了交通冲突，降低了追尾事故，保证了驾驶安全性。

附图说明

图1是本发明平面图；

图2是本发明vms板显示界面图；

图3为本发明预警诱导系统在道路停车线处的位置示意图。

具体实施方式

一种城市道路交叉口倒计时作用下预警诱导系统，包括以下步骤：

(1)将空心立柱建立在与停车线齐平的右侧路边处，vms板置于立柱顶端，车载gps、车载警报器置于车辆内部，vms板中含有中央控制器、数据分析器，交叉口周边覆有gprs无线传输网络，中央控制器实时接收当前绿灯倒计时时刻t，在中央控制器中预设交叉口停车线处的坐标(xo,yo)和车辆之间的限距值。该中央控制器实际是一种数据处理集成系统，主要起实时处理数据的功能，可由数据输入单元、rtdb实时数据库处理系统(如：已有的honeywell公司的phd实时数据库系统)、数据输出单元组成，rtdb实时数据库的主要功能是根据嵌入的算法程序进行数据的实时处理计算。该数据分析器是一种基于算法程序的数据分析集成系统，主要是根据下述算法程序的结果来判断车辆是行驶还是停车。

(2)在倒计时某一时刻下，利用每辆车上安装的车载gps，来获取车辆当前的位置坐标(xi,yo)、行驶速度vi、车牌号pi等数据，数据经gprs无线网络传输至vms板的中央控制器中。

(3)中央控制器按照每辆机动车距离停车线由近及远的顺序对获得的数据分别计算出任意一辆机动车距离停车线的位移，任意两相邻机动车之间的车距(如图3所示，在靠近道路停车线进口道附近，左拐车道、直行车道、右拐车道之间采用实线隔开，中央控制器负责采集上述实线范围内每辆机动车的数据，并分别计算相应的位移、车距)，计算公式如下：

si(1+1)＝s1+1-si

注：i＝1，2，…，表示第1辆车，第2辆车，…。

(4)数据经中央控制器处理后将每辆车的速度、距停车线的位移、车牌号、相邻两车的车距、倒计时时刻、限距值上传到vms板中的数据分析器中。以上获取的数据信息即中央控制器、数据分析器中的数据会随着时间的变化进行实时同步更替。

(5)判断头车的驾驶行为：

数据分析器中的信号识别装置按照距离停车线由近及远的顺序依次识别每一辆机动车，首先识别出头车并对头车进行判断(信号识别装置是一种用于判断实时状态下车辆是否为头车的算法程序，其算法原理如下：设某辆车距停车线的距离为l，比较l与其它车辆距停车线距离值的大小关系，若l最小且l大于0，则l为头车，按此算法进行实时判断，依次分析出任意时刻状态下的头车)，分析出是选择通过停车线还是在停车线前停止，假定头车的数据为s1,v1,t为当前倒计时时刻；

按以下公式，计算在当前速度、距离、时间的基础上可以通行的距离为：

s＝v1t

①若s≥s1，则表示头车在当前速度的基础上可以到达停车线；

②若s＜s1，则表示头车在当前速度的基础上不可以到达停车线，则按以下公式计算在当前距离、速度、时间下，选择加速能够到达停车线的建议速度v建：

v建＝v1+at

ⅰ.若v建≤v限，则表示以此建议速度可以到达停车线，v限表示车辆所在道路规定的限速；

ⅱ.若v建＞v限，则表示机动车无法在不超过限速的基础上达到停车线，而应选择减速在停车线前停止；

(6)数据分析器根据头车的分析判断结果对后车进行分析：

①若头车无法通过，则表示在当前倒计时时刻下，头车后面距离停车线任意位置以任意速度行驶的机动车均无法通过停车线，应选择减速停车；

②若头车允许通过但尚未通过停止线时，其后第2辆车的行驶会受到前车的制约，未避免后车速度过大而与前车相碰撞，后车应选择跟驰行驶并自动调节跟车速度以保持安全车距；

(7)根据分析结果在诱导警示系统中进行诱导警示

vms板显示信息时，第一行显示当前状态下头车的驾驶信息，第二行显示当前状态下后车的行驶信息；

①当判断出头车无法通过时，vms板第一行显示：“减速停车”，第二行显示：“减速停车”

②当判断出头车允许通过但尚未通过停止线时，vms板第一行显示：“车牌号为xxx，允许以当前速度通过”或“车牌号为xxx，允许以当前速度通过”，第二行显示“跟随，保持跟车限距”，若后车跟车过程中相邻两车间距低于限距时，数据分析器的分析结果经gprs无线网络传至车载警报器，进行语音警示“注意跟车车距”，提示驾驶员注意车距自动调节车速；

(8)当头车已通过停车线时，数据分析器中的信号识别装置会再次识别出当前时刻下的头车及后车，按照上述相同的算法过程和判断分析方法对当前头车及后车进行分析，并且按照相同的方法对头车及后车进行诱导警示，按此方法，可分析判断绿灯倒计时期间的所有车辆。

本发明将空心立柱建立在与停车线齐平的右侧路边处，vms板置于立柱顶端，车载gps、车载警报器置于车辆内部，vms板中含有中央控制器、数据分析器，交叉口周边覆有gprs无线传输网络，中央控制器实时接收当前绿灯倒计时时刻t，在中央控制器中预设交叉口停车线处的坐标和车辆之间的限距值，通过车载gps、gprs无线传输网络、vms板的中央控制器可以实时获取并处理数据，经中央控制器将倒计时任意时刻下不同位置车辆距离停车线的位移、相邻两机动车的车距、行驶速度、车牌号上传到vms板中的数据分析器中，数据分析器、中央控制器中的数据信息随时间、车辆运行的变化进行实时动态更替。数据分析器对数据识别后对头车及后车进行分析判断，根据分析判断结果利用诱导警示系统对车辆进行诱导警示，驾驶分析信息显示在vms板上，当车距低于限距时，车载警报器发出语音警示。当头车通过停车线后，数据分析器再次识别出当前的头车及后车，并按照上述相同的分析判断方法和诱导警示方法进行诱导。本发明对于降低驾驶选择犹豫，减少交通冲突，降低追尾事故，保证驾驶安全具有重要的意义。