本发明属于交通安全
技术领域：
，具体涉及一种全范围实时监测的高速公路团雾预警及诱导系统。
背景技术：
近年来，很多由团雾而引发的高速公路交通事故已经充分说明团雾对高速公路交通安全的危害力之大。团雾所引发的高速公路事故往往十分严重，对广大百姓的生命财产安全带来了极大的威胁。因此，建立高速公路的团雾预警及诱导系统，降低因为团雾天气对高速公路交通安全的影响，引导车辆在团雾区域安全行驶，从而减少和有效预防高速公路交通事故的发生，保障广大人民群众的生命财产安全具有十分重要的意义。目前，我国的高速公路团雾预警系统主要包括基于透射式能见度仪的防雾预警系统和散射式能见度仪预警系统。但都存在着不足。首先，我国的气象监测设备大多数是从国外进口，设备相对来说比较昂贵，维护保养起来也很困难；其次，外场设备设计布置也不够合理，各省、市在建设高速公路时由于对地理现状、天气气候等方面的因素缺乏周密而细致的考察、研究、讨论，导致诸如:可变信息标志、能见度仪等外场设备的布设位置、布设密度均达不到实际应用中的效果，所以采集到的数据便有失可用性和真实性。再加上由于气象监测等相关设备的使用和维护不当，导致许多气象监测设备并没真正发挥其应有的作用。因此，我国的高速公路在对大雾天气管理中基本上还是采用传统的人工检测、人工对交通进行疏通等全人工或半人工的技术措施和手段。因此，建立安全有效的高速公路团雾预警及诱导系统，通过合理选择团雾预警及诱导系统的布设位置，结合高速公路沿线的气候气象特点，科学地规划布设密度，以期望达到实时而又准确的信息反馈高速公路全天候气象的变化，及时将实时而又准确的信息告知高速公路使用者，视线信息诱导下的安全行驶，以减少或避免高速公路交通事故的发生。整套系统具有实时、高效、警示效果等明显的特点，若投入高速公路上使用，能够有效的解决高速公路团雾预警及诱导问题，具有极大的社会效益和经济效益。技术实现要素：为解决上述问题，本发明一种全范围实时监测的高速公路团雾预警及诱导系统，有效减少和有效预防应团雾导致的高速公路交通事故的发生。为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种全范围实时监测的高速公路团雾预警及诱导系统，其特征在于所述系统包括：能见度采集模块，所述能见度采集模块包括设置于高速公路沿线的若干团雾信息采集单元，图像处理模块对团雾信息采集单元获得的图像进行分析，获取能见度数值，并将能见度值通过无线通信方式传输给信息发布模块以及路侧诱导单元；信息发布模块，所述信息发布模块包括与团雾信息采集单元配合设置的可变限速标志，根据团雾信息采集单元获得的图像所对应的能见度数值，可变限速标志显示与该能见度数值相对应的限速；路侧诱导单元，所述路侧诱导单元包括诱导灯和车辆探测装置，所述诱导灯设置在高速公路两侧，所述能见度值设置两档设定值，第一设定值的能见度高于第二设定值，当能见度值高于第一设定值时，双侧诱导灯处于熄灭状态，当能见度介于第一设定值和第二设定值时，双侧诱导灯点亮黄色，实现线形诱导，显示道路边界；当能见度低于第二设定值时，当某个路侧诱导单元的车辆探测装置探测到该断面有车辆行驶时，其前后一定范围内的诱导灯点亮为红色，告知后车前方范围内有车辆行驶，并形成一个安全行驶的闭塞空间，保障车辆行驶安全距离。进一步地，能见度采集模块包括图像采集模块、图像处理模块以及通信模块，团雾信息采集单元采用以icx205al为核心的高速面阵型ccd摄像机、图像处理模块采用tms320c6713dsp为核心的嵌入式数字图像处理芯片，通信模块的处理器采用stc89c52单片机。进一步地，信息发布模块包括与能见度采集模块配合设置的可变限速标志，根据接收到的能见度值，可变限速标志显示与该能见度数值相对应的限速。进一步地，高速公路沿线，每一公里设置一套能见度采集模块和对应的可变限速标志，在道路两侧每隔10m布置一个路侧诱导单元。进一步地，能见度采集模块安装在高速公路中央分隔带。进一步地，可变限速标志采用led可变限速标志。进一步地，路侧诱导灯为led灯、车辆探测模块采用毫米波雷达、主控芯片采用stm32f10x系列芯片作为控制芯片。本发明的有益效果体现在：本发明所述的高速公路团雾预警级诱导系统，能够实时、高速、高效的根据团雾的发生及发展情况，通过led电子显示屏向高速公路交通使用者发布该团雾区的车辆行驶限速值，及时提醒过往驾驶员减速慢行，车速控制在限速值以下，通过路侧诱导系统，显示道路边界，建立雾区路段车辆行驶的闭塞区间，保障车辆行驶安全距离，可以有效地减少和预防高速公路由于突发团雾造成的交通事故，从而提高了高速公路的安全服务水平及运行效率。附图说明图1为预警及诱导系统工作流程图。图2为团雾预警系统布设示意图。图3为团雾诱导系统布设示意图。具体实施方式下面结合附图和实例对本发明作详细说明。本发明包括能见度采集模块、信息发布模块以及路侧诱导单元。为实现对团雾多发路段的全范围实时监测，根据团雾发生范围的特点，决定对能见度采集模块布设密度是每一公里设置一套，并在相应位置配备可变信息标志以及路侧诱导单元。图像采集设备安装在高速公路中央分隔带，图像处理模块采用tms320c6713dsp为核心的嵌入式数字图像处理芯片。图像处理模块分别与sdram存储器、无线通信模块以及电源连接。ccd摄像机将拍摄到的图像存储在sdram存储器内，图像处理模块从sdram存储器内读取图像，并进行分析，得到该图像对应的能见度数值，并将该能见度数值通过无线通信模块传送给信息发布模块以及路侧诱导单元。电源采用tsp70348单电源芯片，无线通信模块采用cc2430芯片，无线通信模块还包括2.4ghzdsss射频收发器核心和一颗工业级小巧高效的8051控制器，以及flash存储器。信息发布模块由信息发布模块的接收端、处理器和可变信息标志、可变限速标志组成。该信息发布模块的接收端为无线通信模块，信息发布模块的处理器采用stc89c52单片机，从接收端接收能见度数值，处理器根据该能见度数值得到与该能见度数值相对应的限速，并控制可变信息标志或可变限速标志进行显示。可变信息标志采用门架式可变信息标志。可变信息标志可显示限速值，也可显示对应的警示信息，提醒过往驾驶员减速慢行，车速控制在限速值以下。可变限速标志采用led可变限速标志。路侧诱导单元由接收端、路侧诱导灯、车辆探测模块以及主控芯片组成。该接收端为无线通信模块，主控芯片采用stm32f10x系列芯片作为控制芯片，从接收端接受能见度数值，控制芯片根据该能见度数值，结合车辆检测状态，控制路侧诱导单元的状态。路侧诱导灯采用led灯，车辆探测模块采用毫米波雷达。在道路两侧每隔10m布置一个路侧诱导单元箱。（1）团雾预警及诱导系统工作原理在团雾多发路段的全范围实时监测，根据团雾的特性，能见度采集模块的布设密度是每一公里设置一套，并在相应位置配备可变信息标志牌以及相应的路侧诱导单元，其中，图像采集设备安装在高速公路中央分隔带。图像采集模块通过cdd摄像机通过采集距拍摄点一定距离的目标物或目标灯的图像，再通过数字图像采集卡输入到计算机中。通过tms320c6713dsp为核心的嵌入式数字图像处理芯片，对获得的图像进行系统分析，自动获取能见度数值lj。根据图像获取能见度数值的方法为现有技术，不是本发明的创新点，因此在此不再赘述。团雾信息经无线通信发射端传送至安装在信息发布模块的接收端，接收端将信号首先送给stc89c52单片机，在单片机中根据团雾浓度的不同等级，选择相应的限速标准控制led显示屏的显示限速值。团雾信息经无线通信发射端传送至安装在路侧诱导单元的接收端，接收端将信号首先送给stm32f10x控制芯片，根据能见度的不同等级，结合车辆检测情况，选择相应状态。通过阅读大量文献，基于停车视距模型，计算出雾天低能见度下的限速值，为便于信息发布，给出推荐限速值，如下表所示。低能见度下限速推荐值等级定义能见度lj（m）推荐值（km/h）1无雾＞1000—2薄雾500~10001003轻雾200~500804中雾100~200605大雾50~100406浓雾＜5020注:能见度小于_50m时，公安机关依照规定可采取局部或全路段封闭高速公路的交通管制措施。实施高速公路交通管制后，除执行任务的警车和高速公路救援专用车辆外，其他机动车禁止驶入高速公路。路侧诱导单元的控制状态为：当能见度值大于500m时，路侧诱导单元待机休眠，路侧诱导灯处于熄灭状态。当能见度值在200~500m时，双侧诱导灯点亮黄色，实现线形诱导，显示道路边界。当能见度值小于200m时，探测识别车辆，当某个路侧诱导单元的毫米波雷达探测到该断面有车辆行驶时，其前后各50m范围内的诱导灯点亮为红色，告知后车前方范围内有车辆行驶，形成一个安全行驶的闭塞空间，保障车辆行驶安全距离。（2）团雾预警及诱导系统布设示意图本系统为实现对团雾多发路段的全范围实时监测，根据团雾发生范围的特点，决定对能见度采集模块的布设密度是每一公里设置一套，并在相应位置配备可变信息标志牌以及路侧诱导单元，其中，图像采集设备安装在高速公路中央分隔带。如图2所示。下面假设一个场景，在这段高速公路上产生了局部团雾:当c处团雾监测装置，监测到能见度为300米团雾，根据团雾能见度大小，向双向车道上游可变信息标志牌发送限速80的限速信息，即b1处、d2处可变信息标志牌显示限速80；与c处相邻的团雾监测装置b，d监测团雾信息，当b处也检测到团雾时，向al，c2发送限速信息；当d处也检测到团雾时，向c1，e2发送限速信息。与以上同理e，f处也进行团雾监测，当f处没有检测到团雾时，即对其一侧的道路(团雾路段的下游)fl处的可变信息牌发送解除限速信息。同理，当a处没有检测到团雾时，其路侧可变标志牌a2显示解除限速信息。当前第1页12