一种地下道路合流路段引导控制系统及控制方法与流程

1.本发明涉及智能交通技术领域，特别是涉及一种地下道路合流路 段引导控制系统及其控制方法。


背景技术：

2.地下道路工程由于用地节约的优势，逐渐被各大城市采用，随着 城市地下道路逐渐成网，势必会形成大量地下分合流路段。同地上分 合流路段一样，地下分合流路段作为地下路网的关键节点，会影响整 体路网的运行效率。与地上合流路段相比，地下道路合流路段由于隧 道遮挡等因素，主线上驾驶人无法准确获取匝道合流信息，进而诱发 碰撞追尾等事故，严重影响了交通流的正常运行。但若对驾驶人采取 相应的引导措施，将会减少此类事件的发生；
3.但是在现有设施中对于地下道路合流路段的引导设施相对较少， 不能及时有效对主线车辆进行引导控制，进而会造成事故的发生，影 响路段整体的通行效率。因此地下道路合流路段急需一种新的解决措 施，能够对主线车辆进行引导控制，进而减少事故的发生，保障路段 整体的通行效率，为此我们提出一种地下道路合流路段引导控制系统 及其控制方法。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种地下道路合流路段引 导控制系统及控制方法，本发明通过地下道路合流路段前主线最内侧 的相邻两车平均车速和相邻两车的车头时距来确认当前车辆的控制 等级，之后根据得到的控制等级来采取不同的控制引导方法，进而提 示主线驾驶人采取合理的驾驶行为，综合考虑驾驶人对地下道路合流 路段的认知信息不够完善，提出一种地下道路合流路段引导控制系统 及其控制方法，对驾驶人的驾驶行为进行引导控制，提高驾驶人的驾 驶意识并降低其行驶速度，进而保障道路的安全有效运行。
5.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术措施：
6.一种地下道路合流路段引导控制系统，所述地下道路合流路段引 导控制系统包括:
7.车辆检测模块，所述车辆检测模块电性连接有控制模块，且所述 控制模块电性连接有可变标识板；
8.引导模块，所述引导模块与所述控制模块连接，所述引导模块通 过无限通讯模块与云平台和服务器连接；
9.指令下派模块，所述指令下派模块与所述服务器连接，所述服务 器将引导指令发送至车辆终端；
10.预警模块，所述预警模块与所述服务器连接，所述预警模块与所 述车辆终端连接，所述车辆终端设置与语音播报模块；
11.信息记录模块，所述信息记录模块用于对事件信息进行实时记 录；
12.以及gps定位模块，所述gps定位模块设置在所述车辆终端内， 所述gps定位模块与所述服务器连接。
13.优选的，所述服务器连接有紧急情况处理模块，所述紧急情况处 理模块连接有110拨号模块和120拨号模块。
14.优选的，所述信息记录模块连接有数据存储模块，所述数据存储 模块连接有数据加密模块，所述数据加密模块连接有解密模块。
15.优选的，所述车辆检测模块包括包括数据通信单元、滤波单元、 电源模块、传感器单元和故障检测电路。
16.一种地下道路合流路段引导的控制方法，其步骤是：
17.s1：计算车辆检测模块、控制模块的布设安全间隔l，计算可变 标识板的布设安全间隔l1，车辆检测模块检测当前车辆的车头时距、 平均车速并进行等级划分得到时距等级信息、车速等级信息并传输给 控制模块；
18.s2：控制模块根据所获取的时距等级信息、车速等级信息进行计 算并得到控制等级，并根据控制等级来采取相应的引导控制措施；当 控制等级为二级时，可变标识板不进行工作；当控制等级为一级时， 可变标识板开启工作。
19.优选的，所述s1中计算安全间隔l为：
[0020][0021]
l1＝l-l0
[0022]
其中，l为车辆检测模块、控制模块的布设安全间隔，l1为可变 标识板的布设安全间隔，l0为可变标识板前置距离，s为两车不相撞 的安全距离，v为地下道路的最高限制车速，t为驾驶员反应时间。
[0023]
优选的，所述s1中车辆检测模块检测的车头时距等级信息为： 若车头时距＜x1时，车头时距等级信息为一级；若车头时距≥x1时， 车头时距等级信息为二级。
[0024]
优选的，所述s1中车辆检测模块检测的车速等级信息为：若前 后两车平均车速＜z1时，车速等级信息为一级；若前后两车平均车 速≥z1时，车速等级信息为二级。
[0025]
优选的，所述s1中控制模块所得到的车头时距等级信息为x， 所述s1中控制模块所得到的车速等级信息为y，且所述s2中的控制 模块根据所获取的时距等级信息、车速等级信息进行计算并得到控制 等级，具体如下所示
[0026]
k＝a*x+b*y
[0027]
其中：k代表控制等级；
[0028]
a、b代表各因素的权重系数；
[0029]
x代表车头时距等级信息水平；
[0030]
y代表车速等级信息；
[0031]
当分级指数5≥k时，控制等级为一级；
[0032]
当分级指数k＜5时，控制等级为二级。
[0033]
上述的模块中，关键模块为控制模块。控制模块在该系统中主要 的作用是根据检测模块获取的时距、车速等信息进行计算得到相应的 控制等级，根据控制等级来采取对应的引导控制措施。
[0034]
该系统中，先由车辆检测模块检测当前运行车辆的车头时距、平 均车速并将得到的时距等级信息、车速等级信息并传输给控制模块； 控制模块通过得到的信息计算控制等级，并将该控制等级信息传递给 可变标识板；可变标识板依据控制等级来采取相应的引导控制措施。 由于信息在该系统中以车辆检测模块——控制模块——可变标识板 的流程传递，因此考虑将三个模块以“车辆检测模块电性连接有控制 模块，所述控制模块电性连接有可变标识板”的形式连接。
[0035]
与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：
[0036]
本发明通过地下道路合流路段前主线最内侧的相邻两车平均车 速和相邻两车的车头时距来确认当前车辆的控制等级，之后根据得到 的控制等级来采取不同的控制引导方法，进而提示主线驾驶人采取合 理的驾驶行为，综合考虑驾驶人对地下道路合流路段的认知信息不够 完善，提出一种地下道路合流路段引导控制系统及其控制方法，对驾 驶人的驾驶行为进行引导控制，提高驾驶人的驾驶意识并降低其行驶 速度，进而保障道路的安全有效运行。
[0037]
本发明相比于现有的保障地下道路交通安全的措施，以驾驶人在 地下道路合流路段的信息认知为切入点，通过采集地下道路合流路段 前的车辆信息并进行控制等级划分，根据不同的控制等级采取不同的 控制引导方法，从而丰富驾驶人在地下道路行驶时的信息认知，引导 控制驾驶行为，保障地下道路的交通安全。
附图说明
[0038]
图1为一种地下道路合流路段引导控制系统及控制方法结构示 意图。
具体实施方式
[0039]
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于 明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例 仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例， 本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例， 都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明， 均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明， 均可从商业途径得到。
[0040]
实施例1:
[0041]
如图1所示，一种地下道路合流路段引导控制系统及其控制方 法，包括地下道路合流路段引导控制系统包括：车辆检测模块，车辆 检测模块电性连接有控制模块，且控制模块电性连接有可变标识板；
[0042]
所述车辆检测模块采用线圈检测器，线圈检测器的技术参数如 下：
[0043]
工作电源：ac220v、ac110v、ac/dc24v、ac/dc12v可选择，2.5w 功率
[0044]
频率范围：20khz—170khz
[0045]
灵敏度：三级可调
[0046]
反应时间：100毫秒
[0047]
环境补偿：自动飘移补偿
[0048]
线圈电感：80～300uh(包含连接线)，最大50～500uh(包含连 接线)
[0049]
连线长度：最长5米，每米至少绞合20次，总电阻小于10欧 姆。
[0050]
储存温度：-40&ordm；c到+85&ordm；c
[0051]
工作温度：-20&ordm；c到+65&ordm；c
[0052]
相对湿度：最大95％
[0053]
外形尺寸：85
×
74
×
36mm
[0054]
所述可变标识板采用led可标识板，技术参数如下：
[0055]
1、外形尺寸：钣金材质：400*400mm、600*600mm pc塑料：φ 200mm、φ300mm、φ400mm
[0056]
2、工作电压：220vac
±
15％，50hz
±
2hz
[0057]
3、亮度：红灯≥6000mcd绿灯≥10000mcd
[0058]
4、波长：红色：630
±
5绿色：505
±5[0059]
5、led平均寿命：≥10万小时
[0060]
6、mtbf：20000小时
[0061]
7、可视距离≥800米
[0062]
8、工作温度范围：﹣30℃—﹢60℃
[0063]
所述的控制模块采用simatic s7-200 smart，其技术参数如下：
[0064]
1、cpu cr40，紧凑型cpu，ac/dc/继电器
[0065]
2、机载i/o：24个24v dc数字输入，16个2a继电器数字输出
[0066]
3、电源：交流47-63hz时，85-264v ac
[0067]
4、程序存储器/数据存储器：20kb
[0068]
工作原理：车辆检测模块与控制模块通过有线方式连接；控制模 块与可变标识板通过有线方式连接，在地下道路合流路段最内侧车道 前方以安全间隔l布设车辆检测模块、可变标识板、控制模块，车辆 检测模块用于采集相邻两车的车头时距以及车辆的实时车速，若相邻 两车的车头时距大于时间阈值且平均车速低于车速阈值，则可变标识 板不工作，否则依据其不同状态采取对应控制措施。
[0069]
一种地下道路合流路段引导的控制方法，其步骤是：
[0070]
步骤s1：计算车辆检测模块、控制模块的布设安全间隔l，计算 可变标识板的布设安全间隔l1，车辆检测模块检测当前车辆的车头 时距、平均车速并进行等级划分得到时距等级信息、车速等级信息并 传输给控制模块；
[0071]
步骤s2：控制模块根据所获取的时距等级信息、车速等级信息 进行计算并得到控制等级，并根据控制等级来采取相应的引导控制措 施；当控制等级为二级时，可变标识板不进行工作；当控制等级为一 级时，可变标识板开启工作。
[0072]
步骤s1中计算安全间隔l为：
[0073][0074]
l1＝l-l0
[0075]
其中，l为车辆检测模块、控制模块的布设安全间隔，l1为可变 标识板的布设安全间隔，l0为可变标识板前置距离，s为两车不相撞 的安全距离，v为地下道路的最高限制车速，t为驾驶员反应时间；
[0076]
通过查阅文献和开展实地调查，取为40m，l0取为20m，限制车 速v取60km/h，t取1.2秒，经计算得l＝60m，l1＝40m。
[0077]
步骤s1中车辆检测模块检测的车头时距等级信息为：
[0078]
若车头时距＜x1时，车头时距等级信息为一级，x1＝3s；
[0079]
若车头时距≥x1时，车头时距等级信息为二级，x1＝3s。
[0080]
步骤s1中车辆检测模块检测的车速等级信息为：
[0081]
若前后两车平均车速＜z1时，车速等级信息为一级，z1＝50km/h；
[0082]
若前后两车平均车速≥z1时，车速等级信息为二级，z1＝50km/h。
[0083]
步骤s1中控制模块所得到的车头时距等级信息为x，步骤s1中 控制模块所得到的车速等级信息为y，且步骤s2中的控制模块根据 所获取的时距等级信息、车速等级信息进行计算并得到控制等级，具 体如下所示
[0084]
k＝a*x+b*y
[0085]
其中：k代表控制等级；
[0086]
a、b代表各因素的权重系数；
[0087]
x代表车头时距等级信息水平；
[0088]
y代表车速等级信息；
[0089][0090]
当分级指数5≥k时，控制等级为一级；
[0091]
当分级指数k＜5时，控制等级为二级；
[0092]
步骤s2中当控制等级为一级时，可变标识板显示控制信息，当 车辆危险等级为二级时，不进行工作。
[0093]
本发明实施方式中以武汉长江公铁隧道为例，结合图1对本发明 进行说明。
[0094]
一种地下道路合流路段引导控制系统，所述地下道路合流路段引 导控制系统包括:
[0095]
车辆检测模块，所述车辆检测模块电性连接有控制模块，且所述 控制模块电性连接有可变标识板；
[0096]
引导模块，所述引导模块与所述控制模块连接，所述引导模块通 过无限通讯模块与云平台和服务器连接；
[0097]
指令下派模块，所述指令下派模块与所述服务器连接，所述服务 器将引导指令发送至车辆终端；
[0098]
预警模块，所述预警模块与所述服务器连接，所述预警模块与所 述车辆终端连接，所述车辆终端设置与语音播报模块；
[0099]
信息记录模块，所述信息记录模块用于对事件信息进行实时记 录；
[0100]
以及gps定位模块，所述gps定位模块设置在所述车辆终端内， 所述gps定位模块与所述服务器连接。
[0101]
其中，所述服务器连接有紧急情况处理模块，所述紧急情况处理 模块连接有110拨号模块和120拨号模块。
[0102]
其中，所述信息记录模块连接有数据存储模块，所述数据存储模 块连接有数据加密模块，所述数据加密模块连接有解密模块。
[0103]
其中，所述车辆检测模块包括包括数据通信单元、滤波单元、电 源模块、传感器单元和故障检测电路。
[0104]
本发明通过地下道路合流路段前主线最内侧的相邻两车平均车 速和相邻两车的车头时距来确认当前车辆的控制等级，之后根据得到 的控制等级来采取不同的控制引导方法，进而提示主线驾驶人采取合 理的驾驶行为，综合考虑驾驶人对地下道路合流路段的认知信息不够 完善，提出一种地下道路合流路段引导控制系统及其控制方法，对驾 驶人的驾驶行为进行引导控制，提高驾驶人的驾驶意识并降低其行驶 速度，进而保障道路的安全有效运行。
[0105]
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并 不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱 离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。