雾天公路行车智能诱导系统

iGSF (Intelligent Guidance System In Fog )

一、概述

1.1 应用背景

团雾是高速公路的最大杀手,因团雾造成的交通事故时有发生。百纳友为公司为此研发出雾区防撞神器—智能雾区防撞诱导系统,专门应对雨、雪、雾、夜间等低能见度环境,以红黄交替同步发光方式,为驾乘人员提供诱导路线,可有效预防交通事故的发生。黄灯闪烁,前方百米无车;红灯闪烁,前方百米内有车。本产品经过不断改进升级,可以满足用户定制的安装条件。

智能雾区诱导系统是专门针对大雾、暴雨等能见度低的恶劣天气,确保车辆行驶安全,保持有效车距,预防交通事故。系统可实时监测公路能见度变化,根据能见度等级,及时启动智能雾灯、高音号角、警灯,根据能见度等级修改LED显示屏上的限速值以及超速抓拍限速值。

同时,针对大雾、暴雨等能见度低的恶劣天气,为确保车辆及时降速,保持有效车距,预防交通事故。系统可实时监测公路能见度变化,根据能见度等级,及时启动智能雾灯、高音号角(可选功能)、警灯(可选功能),根据能见度等级修改LED限速牌速度值和超速抓拍限速值(可选功能),并通过全频段广播通知司机降速(可选功能),实现一检测、两同步、两修改、一广播的联动功能,故称之为“1221雾区防撞联动系统”。本系统已取得国家发明专利和实用新型专利,并通过公安部权威检测。

1.2 编制依据

《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-92

《中华人民共和国道路交通安全法》GB2004.5.1

《公路交通安全设施设计技术规范》(JTJ 074-2003

《安防视频监控系统技术要求》GA/T 367-2001

《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94

《建筑物防雷设计规范》GB50074-94

《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》(GB/T 28181

《公路网图像信息管理系统平台互联技术规范》 (GB/T 28059.3)

《机动车号牌图像自动识别技术规范》(GA/T833-2009

《机动车区间测速技术规范》(GA/T959-2011

《道路交通违法管理信息代码》(GA408

《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》(GA/T832-2014

《道路通行状态信息发布规范》(GA/T 994-2012

《关于进一步做好预防团雾天气高速公路多车相撞交通事故工作的意见》(公交管(2013399号)

《关于加强雨雪冰冻恶劣天气交通应急管理工作的通知》(公交管(2013400号)

二、系统架构

三、系统功能

3.1 路侧轮廓增强

当出现大雾和暴雨等能见度较低的恶劣天气时,雾区智能终端根据预先设置的指令,自动启动进入雾天警示工作状态,安装在高速公路两侧的雾灯同步闪烁黄色警示灯,根据不同的能见度等级,采用不同的闪烁频率和灯光亮度值。

   在道路轮廓强化模式下,系统诱导装置通过路侧黄灯光闪烁提醒,告知驾驶员路缘位置,预防车辆偏离路面行驶。


3.2 车辆尾迹

当有车辆经过时,诱导装置内置雷达会检测到有车辆驶过,与行驶车辆相近的一对雾灯会由黄灯闪烁自动转为红灯闪烁,并保持一定的时间延迟,再由红灯转为黄灯闪烁,在行驶车辆的尾部形成近百米的红色尾迹。提醒后面司机保持有效车距,保证行车安全。

3.3 智能行车环境检测(扩展功能)

   根据诱导装置安装位置,结合先进的前端视频算法,系统可以扩展智能行车环境检测,对重点车辆、交通拥堵、占用应急车道、大货车不按车道行驶等行为进行检测。确保辖区路段交通安全秩序,利用诱导装置+视频实现事件抓拍分析。



3.4 远程设备维护管理

区域控制器是雾区诱导装置的核心控制设备。通过自组网对前端雾灯进行集中统一控制,是连接中心管理系统与雾灯的桥梁和纽带。系统可以通过区域控制器,获取前端设备的运行状态:气象数据、电源电压情况、设备在线情况、历史运维数据日志等信息。监测设备工作状态,当设备发生故障时以弹出界面、声音、闪烁等形式发出报警,并通过开/关、重启等操作做必要的应急处理。

3.5 远程操控

监测雾区能见度变化,基于GIS实时显示雾区能见度数据、天气数据以及地面遥感数据。同时紧急状态下在中心可以手动干预雾灯显示状态以及联动设备(限速屏、报警灯、语音号角等)工作状态。

3.6 现场操控

   现场控制可以通过遥控器及手机客户端。雾区诱导装置的手持控制设备与区域控制器配合,能够及时灵活的对本区域内的雾灯进行控制。具有通信距离远,功耗低,使用灵活、方便等特点。

手机客户端可以通过运营商网络连接到中心平台服务器,进行设备控制操作。

3.7 多设备联动

针对大雾、暴雨等能见度低的恶劣天气,为确保车辆及时降速,保持有效车距,预防交通事故。系统可实时监测公路能见度变化,根据能见度等级,及时启动智能雾灯、高音号角(可选功能)、警灯(可选功能),根据能见度等级修改LED限速牌速度值和超速抓拍限速值(可选功能),并通过全频段广播通知司机降速(可选功能),实现一检测、两同步、两修改、一广播的联动功能。

3.8 智能分析

  系统可以根据雾区发生的历史数据、设备运行数据进行二次分析,结合平级视频、警综、路政等平台数据,为高速公路行车环境进行预警及大数据分析提供研判依据。


四、设备组成

4.1 设备结构

雾区防撞诱导系统主要由雾灯、前端控制分机、后置控制主机、控制软件平台等组成。

W型雾灯W型外壳、太阳能板、LED红黄二极管、红外模块、锂电池、无线模块、主控板等组成。


 

 

棱型雾灯由六棱型外壳、太阳能板、LED红黄二极管、红外模块、锂电池、无线模块、主控板等组成。

4.2 工作原理

    当出现大雾和暴雨等能见度较低的恶劣天气时,雾区智能终端根据预先设置的指令,自动启动进入雾天警示工作状态,安装在高速公路两侧的雾灯同步闪烁黄色警示灯,根据不同的能见度等级,采用不同的闪烁频率和灯光亮度值。当有车辆经过时,内置雷达会检测到有车辆驶过,与行驶车辆相近的一对雾灯会由黄灯闪烁自动转为红灯闪烁,并保持一定的时间延迟,再由红灯转为黄灯闪烁,在行驶车辆的尾部形成近百米的红色尾迹。提醒后面司机保持有效车距,保证行车安全。


4.3 系统特点

1.       采用全无线设计方案,方便施工安装和系统维护;

2.       采用太阳能电池供电,节能环保;

3.       采用双无线通信方式,系统容量大,组网灵活方便;

4.       自动控制:配合能见度测试仪和雾区智能控制终端可实时根据雾区的能见度,自动启动或关闭雾灯,无需人工干预;

5.       智能车辆诱导:微波雷达智能监测通行,有车辆通过,雾灯自动由黄灯闪烁变为红灯闪烁。

6.       同步闪烁:道路两侧雾灯开启后,可以同步闪烁,进行黄闪或红闪;

7.       主动诱导:雾灯同步闪烁后,由两条光线形成一条道路,可避免碰撞护栏;

8.       防撞警示:前方百米无车时黄闪;前方百米内有车时红闪,司机主动降速避免发生事故;

9.       动态尾迹:车辆经过后,在车后形成以近百米的一道尾迹,以提醒后方车辆;

10.     远程控制:通过中心平台软件,远程对雾灯开关设置等;

11.     亮度自动调节:根据能见度的等级,可自动调整雾灯亮度,提高透雾能力;

12.     闪烁频率可调:根据能见度的等级,可自动调整同步闪烁频率,以给驾驶员有效反馈;

13.     尾迹长度可调:通过中心软件可对车辆尾迹长度进行设置,以达到安全预警距离;

14.     故障自检:中心软件可对前端雾灯手动或自动开启,是否在线实时显示;

15.     防盗报警:具有自动巡检功能,若出现偷盗等丢失情况,可自动报警提醒;

16.     防盗安装:采用防盗螺丝加固,以防偷盗。

4.4 技术参数

车辆通过检测模块:

检测光束有效距离:≥25米、检测光束发射方法:调制发射 、检测光束冗余:双冗余 、检测光束波段:近红外、检测响应时间:≤40ms 、抗干扰能力:防杂散光干扰;

通信模块:

无线数据链单节点覆盖半径:≥80 米,节点损毁自适应组网、无线通讯载频频率:433MHz/2.4Ghz、网络动态模式:网状网+链式网、组态冗余:覆盖区抗损毁配置 , 数据链路双通道设计、有无线接续方式(A、与系统外设备:网关;B、与系统内接续:网桥;)、有线通讯接口:USB、时间控制:

控制方式:

时间控制、星历控制(正常能见度环境下),阈值控制:基于能见度的参数化策略控制(分段策略≥500米;500米~300米;≤300米)、上位控制:基于上位机的控制指令、优先顺序:上位机、能见度仪本地控制、星历控制; 

提示、警示模块:

立柱式边缘标黄色诱导灯与红色警示灯采用上、下位分体独立布置方式,护栏波形板安装于护栏波形板外侧(近高速公路主线一侧);

警示模块亮度控制等级8档;

闪烁策略:红色3种(常亮、30次慢闪、60次快闪)、黄色3种(常亮、30次慢闪、60次快闪),默认60次、默认常亮闪烁等策略,支持不少于以上6种闪烁策略;

智能雾区引导系统同步:采用授时同步技术、同步误差小于25毫秒、尾迹显示距离:默认 3 组( 72 米),可选 2组;

尾迹显示策略:固定尾迹距离(默认);固定尾迹时间(参数化 随车辆速度自动变化,车速越快尾迹越长)。 

供电模块:

诱导装置采用光伏供电;

蓄电池容量≥110Wh,可定制

蓄电池指标:连续雾霾阴雨天持续工作时间≥240小时(保持恶劣天气长期稳定运行);

蓄电池寿命要求: -20℃~40℃环境下免维护,连续工作2年后蓄电池容量衰减不超过30%, 5年免费维修更换;

安装要求:

安装位置:安装在护栏立柱上或护栏波形板外侧;

安装间隔:立柱式24米、波形板20;(底座托板要用防盗螺丝与立柱内横丝相连接或进行焊接等方式加固);

安装高度:参照国家标准护栏建设高度(立柱式1.2-1.5m)、(波形板0.8-1.5m);

安装角度:防炫目安装,对准来车方向80~150米处聚光、焦点距离内(以单个诱导单元为参照标准)可视亮度逐级递减;

环境条件:

温度:A级、-10℃~+60℃;(普通环境)B级、-40℃~70℃;(低温环境)、空气:须避免腐蚀性气体环境下应用、大气压力:84000106000pa


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