面向高速公路施工作業(yè)區(qū)的人機交互式車速控制預警系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于道路交通信號控制領域，涉及一種人機交互式車速控制預警系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 隨著我國汽車保有量以及高速公路里程的不斷提高，高速公路養(yǎng)護維修和改擴建 工程也在不斷進行，高速公路作業(yè)區(qū)數(shù)量增多，分布也更加廣泛，我國高速公路作業(yè)區(qū)安全 問題日益明顯，其中一個典型就是限速。由于施工作業(yè)區(qū)限速而產生的問題也日益突出。
[0003] -方面不適當?shù)念A警系統(tǒng)容易導致重大事故的發(fā)生，造成巨大的損失;另一方面， 不適當?shù)念A警系統(tǒng)導致施工作業(yè)區(qū)通行效率大大降低，造成不必要的浪費。對車輛進行適 當?shù)南匏偈潜Ｕ细咚俟纷鳂I(yè)區(qū)安全的主要方法之一，對保障作業(yè)區(qū)交通安全和提高作業(yè) 區(qū)交通運行效率有重要意義。
[0004] 目前國內大都通過在距離作業(yè)區(qū)一段距離放置臨時限速牌進行限速提示，但這種 方式限速標識是不變的，在通行條件良好的情況下影響了通行效率。而且這種方式限速效 果受到駕駛員觀察能力的影響，許多事故就是由于駕駛員沒能及時觀察到限速標識造成 的，尤其是在夜間行車時，限速牌就更加難于被駕駛員所辨識。
[0005] 專利文獻CN1224208A公開了一種高速公路行車指揮燈，其有針對性的提示運行中 的汽車相應路段的車速限定，但其不能根據車流情況自適應調整限速值，只是將人為設定 的限速值分路段提示給車輛駕駛員。
[0006] 專利文獻CN2901465Y公開了一種交通智能顯示裝置，其用以根據季節(jié)、天氣等因 素自動調整限速標識。但它們都不能根據實際路況自適應于高速公路作業(yè)區(qū)。
【發(fā)明內容】
[0007] 本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有高速公路作業(yè)區(qū)交通設施不能夠根據實際路況自適應調 整標識的問題，現(xiàn)提供面向高速公路施工作業(yè)區(qū)的人機交互式車速控制預警系統(tǒng)。
[0008] 面向高速公路施工作業(yè)區(qū)的人機交互式車速控制預警系統(tǒng)，它包括:多個智能桶 1、桶管理器2、現(xiàn)場主管理器3和信息發(fā)布裝置4;
[0009] 多個智能桶1均勻分布在高速公路施工作業(yè)區(qū)內，并保證至少一個智能桶1位于高 速公路施工作業(yè)區(qū)入口處，智能桶1用于實時采集當前車輛信息，并將當前車輛信息反饋至 桶管理器2中，將智能桶1位置信息發(fā)送至現(xiàn)場主管理器3中，當前車輛信息為：當前高速公 路施工作業(yè)區(qū)內車輛的車速信號；
[0010] 桶管理器2用于實時采集智能桶1反饋的車輛信息，并將所采集到的車輛信息進行 匯總，獲得高速公路施工作業(yè)區(qū)內的車流速度信息然后將車流速度信息實時發(fā)送至現(xiàn)場主 管理器3中；
[0011]現(xiàn)場主管理器3實時采集桶管理器2獲得的車流速度信息和所有智能桶1的位置信 息，并根據采集到的車流速度信息獲得高速公路施工作業(yè)區(qū)內的車流減速度，然后將車流 減速度與給定車流量閾值進行比較，根據比較結果獲得限速值，并將該限速值和車流速度 信息發(fā)送給信息發(fā)布裝置4,給定車流量閾值為預先設定在現(xiàn)場主管理器3內的車流量標準 值；
[0012] 信息發(fā)布裝置4位于高速公路施工作業(yè)區(qū)上游，信息發(fā)布裝置4用于將現(xiàn)場主管理 器3獲得的限速值和車流速度信息進行實時發(fā)布；
[0013] 利用下式獲得高速公路施工作業(yè)區(qū)內的車流減速度：
[0014]
[0015]其中，deClj為車流減速度，Sl為第i個智能桶的測得的車速值，s偽第j個智能桶的 測得的車速值，屯為第i個智能桶與第j個智能桶之間的距離，t為車輛從第i個智能桶到第j 個智能桶所花費的時間，ei第i個智能桶的高度，ei第i個智能桶的高度，ej為第j個智能桶的 高度。
[0016] 智能交通被認為是交通運輸工程發(fā)展的未來，通過各種智能化設備的鋪設，使得 交通的安全性、快捷性、舒適性等得到巨大的提升。面向施工作業(yè)區(qū)的人機交互式車速分級 預警系統(tǒng)，是將交通領域相關理論與技術結合的成果，具有較高的實際意義，可以普遍適用 于高速公路各種類型的道路施工作業(yè)區(qū)，提高高速公路施工作業(yè)區(qū)的通行安全和效率。本 發(fā)明所述的面向高速公路施工作業(yè)區(qū)的人機交互式車速控制預警系統(tǒng)，能自動檢測和顯示 高速公路施工作業(yè)區(qū)入口處的車輛速度，為駕駛員提供作業(yè)區(qū)入口位置的車流速度信息， 從而提前進行速度控制，能減少高速公路交通事故，提高高速公路作業(yè)區(qū)行車安全和行車 效率。
[0017] 通過對面向施工作業(yè)區(qū)的人機交互式車速分級預警系統(tǒng)的運用，駕駛員可以被及 時給予高速公路施工作業(yè)區(qū)入口處的車輛速度，并提前進行相應的操作。從而提前進行速 度控制，能減少高速公路交通事故，提高高速公路作業(yè)區(qū)行車安全和行車效率。
【附圖說明】
[0018] 圖1為【具體實施方式】一所述的面向高速公路施工作業(yè)區(qū)的人機交互式車速控制預 警系統(tǒng)的結構框圖；
[0019] 圖2為【具體實施方式】一所述的面向高速公路施工作業(yè)區(qū)的人機交互式車速控制預 警系統(tǒng)工作現(xiàn)場的示意圖，圖中1為智能桶，2為桶管理器，3為現(xiàn)場主管理器，4為信息發(fā)布 裝置；
[0020]圖3為智能桶的結構不意圖；
[0021]圖4為桶管理器的結構示意圖；
[0022]圖5為現(xiàn)場主管理器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]【具體實施方式】一：參照圖1和圖2具體說明本實施方式，本實施方式所述的面向高 速公路施工作業(yè)區(qū)的人機交互式車速控制預警系統(tǒng)，它包括:多個智能桶1、桶管理器2、現(xiàn) 場主管理器3和信息發(fā)布裝置4;
[0024]多個智能桶1均勻分布在高速公路施工作業(yè)區(qū)內，并保證至少一個智能桶1位于高 速公路施工作業(yè)區(qū)入口處，智能桶1用于實時采集當前車輛信息，并將當前車輛信息反饋至 桶管理器2中，將智能桶1位置信息發(fā)送至現(xiàn)場主管理器3中，當前車輛信息為：當前高速公 路施工作業(yè)區(qū)內車輛的車速信號；
[0025]桶管理器2用于實時采集智能桶1反饋的車輛信息，并將所采集到的車輛信息進行 匯總，獲得高速公路施工作業(yè)區(qū)內的車流速度信息然后將車流速度信息實時發(fā)送至現(xiàn)場主 管理器3中；
[0026]現(xiàn)場主管理器3實時采集桶管理器2獲得的車流速度信息和所有智能桶1的位置信 息，并根據采集到的車流速度信息獲得高速公路施工作業(yè)區(qū)內的車流減速度，然后將車流 減速度與給定車流量閾值進行比較，根據比較結果獲得限速值，并將該限速值和車流速度 信息發(fā)送給信息發(fā)布裝置4,給定車流量閾值為預先設定在現(xiàn)場主管理器3內的車流量標準 值；
[0027]信息發(fā)布裝置4位于高速公路施工作業(yè)區(qū)上游，信息發(fā)布裝置4用于將現(xiàn)場主管理 器3獲得的限速值和車流速度信息進行實時發(fā)布；
[0028]利用下式獲得高速公路施工作業(yè)區(qū)內的車流減速度：
[0029]
[0030]其中，deCij為車流減速度，Si為第i個智能桶的測得的車速值，Sj為第j個智能桶的 測得的車速值，屯為第i個智能桶與第j個智能桶之間的距離，t為車輛從第i個智能桶到第j 個智能桶所花費的時間，ei第i個智能桶的高度，ei第i個智能桶的高度，ej為第j個智能桶的 高度。
[0031]本實施方式中根據比較結果獲得限速值的具體方法為:根據比較結果能夠獲得當 前高速公路施工作業(yè)區(qū)內的車流量是否超出給定車流量閾值，若超出，則可以利用超出的 范圍與限速表格進行對比，從而獲得限速值，限速表格為根據實際經驗獲得的車流量超出 值與限速值的映射關系表。例如當車流量過大，車流速度慢時，將當前車流速度與給定車流 量閾值相減就能夠獲得車流速度差值，該差值放入限速表格中，則對應出后續(xù)車輛的限速 值，限速值的最高車速為高速公路相應路段的法定限速值。
[0032]本實施方式所述的面向高速公路施工作業(yè)區(qū)的人機交互式車速控制預警系統(tǒng)，用 于自動檢測高速公路施工作業(yè)區(qū)入口處的車輛速度，使駕駛員可以在施工作業(yè)區(qū)的上游通 過信息發(fā)布裝置4 了解到施工作業(yè)區(qū)內及入口處的車流速度，進而提前進行車速控制，達到 輔助施工作業(yè)區(qū)上游的駕駛員控制車輛速度的目的，保證了通行效率，提高了通行安全。
[0033]【具體實施方式】二：參照圖3至圖5具體說明本實施方式，本實施方式是對具體實施 方式一所述的面向高速公路施工作業(yè)區(qū)的人機交互式車速控制預警系統(tǒng)作進一步說明，本 實施方式中，智能桶1包括:發(fā)射天線1-1、無線發(fā)射模塊1-2、檢測器1-3、智能桶管理器1-4、 桶電源1-5和GPS發(fā)射器1-6;
[0034]檢測器1-3的車速信號輸出端連接智能桶管理器1-4的車速信號輸入端，桶電源1-5用于給智能桶管理器1-4供電，智能桶管理器1-4的車速信號輸出端連接無線發(fā)射模塊1-2 的車速信號輸入端，發(fā)射天線1-1與無線發(fā)射模塊1-2電氣連接，將無線發(fā)射模塊1-2獲得的 信號進行無線發(fā)射，GPS發(fā)射器1-6的時間信號輸入端連接智能桶管理器1-4的時間信號輸 出端，GPS發(fā)射器1-6還用于對智能桶1的位置進行定位；
[0035]桶管理器2包括:接收天線2-1、無線接收模塊2-2、桶管理控制器2-3和桶管理器電 源2-4;
[0036]接收天線2-1與無線接收模塊2-2電氣連接，無線接收模塊2-2的無線信號輸出端 連接桶管理控制器2-3的車速信號輸入端，桶管理器電源2-4用于為桶管理控制器2-3供電； [0037]現(xiàn)場主管理器3包括:GPS接收器3-1、現(xiàn)場主管理器控制器3-2和主管理器電源3-3；
[0038]GPS接收器3-1的定位信號輸出端連接現(xiàn)場主管理器控制器3-2的定位信號輸入 端，主管理器電源3-3用于為現(xiàn)場主管理器控制器3-2供電，
[0039]智能桶1與桶管理器2通過發(fā)射天線1-1和接收天線2-1進行數(shù)據交互，現(xiàn)場主管理 器3利用GPS發(fā)射器1-6和GPS接收器3-1對多