本发明专利技术公开了一种低能见度下无信号控制平面交叉口的车辆预警系统及方法，包括安全车速计算模块、预警信息发布模块、车辆检测模块和能见度检测模块，其中：能见度检测模块设置于目标交叉口，检测交叉口的能见度，所述车辆检测模块根据磁场变化检测是否有车辆经过，将当前的车辆行驶速度传输给安全车速计算模块，所述安全车速计算模块根据安全车速计算公式、当前交叉口的能见度和车辆的行驶位置进行计算，判断车辆是否为安全行驶速度，并发送信号给预警信息发布模块。本发明专利技术基于能有效检测交叉口区域范围内的能见度条件，对即将通过该交叉口的车辆进行车速建议及即将发生的车辆冲突的有效预警。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
当前我国城市化进度的快速推进，同时伴随着在各区域之间的公路体系的进一步扩展，在公路建设中不可避免的出现了数量可观的无信号管理与控制的平面交叉口。而这些交叉口通常位于城乡结合部、乡镇结合部等郊区区域，该区域的车辆通常具有行驶速度快、驾驶行为野蛮等特点。而当上述交叉口所在区域出现低能见度天气状况，如大雾、大雪、暴雨、雾霾等，正在通过上述路口的车辆缺少了交叉口信号的管理，无法提前主动避免车辆碰撞，这就导致了事故的发生。现有的文献多关注到了交叉口的冲突问题以及大雾、暴雪、雾霾等低能见度情况下的车速限速问题，但并未考虑到:(1)低能见度条件下，基于潜在冲突判别的无信号控制平面交叉口的安全车速计算冋题；(2)低能见度条件下，综合考虑环境条件以及潜在冲突的无信号控制平面交叉口的安全预警问题。而本专利技术主要针对无信号控制平面交叉口处于低能见度条件时，可以依靠交叉口附近所设置的能见度检测仪判断当前能见度条件以及车辆检测器检测即将通过交叉口的车辆，并综合考虑环境条件以及潜在冲突，进行车辆安全预警与安全车速的发布。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提出了一种，本专利技术通过能见度检测模块检测当前交叉口可视条件，并通过车辆检测模块检测即将通过该路口车辆车速，传送到车速计算模块，计算即将发生交叉口冲突的车辆的安全行驶速度，并及时传输到预警信息发布与接收模块发布给驾驶人，从而达到无信号交叉口的车辆冲突处理。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:一种低能见度下无信号控制平面交叉口的车辆预警系统，包括能见度检测模块、车辆检测模块安全车速计算模块和预警信息发布模块，其中:所述能见度检测模块设置于目标交叉口，检测交叉口的能见度，所述车辆检测模块根据磁场变化检测车辆速度，将当前的车辆行驶速度传输给安全车速计算模块，所述安全车速计算模块根据安全车速计算公式、当前交叉口的能见度和车辆的行驶位置进行计算，判断车辆是否为安全行驶速度，并发送信号给预警信息发布模块。所述预警信息发布模块包括控制单元和布设于每条车行道两侧的可控闪光道钉组构成，控制单元内部储存有预警道钉频率算法，控制单元控制工作可控闪光道钉组工作，所述可控闪光道钉组包括多个并排设置的可控闪光道钉。车辆检测模块检测当前车道行驶的车辆行驶车速为安全车速时，控制单元发布正常工作指令使闪光道钉按照常数频率闪烁用于警示驾驶人道路位置；当车辆检测模块检测出不安全车速时，控制单元的预警机制被激活，按照得出的安全车速结合预警道钉频率算法得出闪光道钉的点亮顺序和单个道钉的点亮时间，从而在视觉上达到引导驾驶人主动减速的目的。所述能见度检测模块，根据已公布的水平能见度科施米德尔公式对当地实际能见度进行计算，而后进行调校并重新定义低能见度标准，完成调校之后储存当前标准。所述车辆检测模块设置于交叉口进口道上。—种基于上述系统的预警方法，包括以下步骤:(1)将能见度检测模块安装至目标交叉口，检测当前交叉口的能见度，并根据当地天气实际状况并应用水平能见度经验公式进行调校并重新定义低能见度标准；(2)车辆检测模块根据实际车辆多次通过检测器时引起的磁场变化，分析该变化信号，计算出当前车辆行驶速度，传送至安全车速计算模块；(3)当安全车速计算模块获取到当前车辆行驶速度做出预判，根据安全车速计算公式、当前能见度和车辆的行驶位置进行判断，在当前能见度条件下是否为安全行驶速度，若不是，则发生预警。所述步骤(1)中，根据交叉口使用的能见度经验公式计算得到当前能见度。所述步骤(3)中，针对同一方向道路上行驶的车辆安全车速计算，构建防追尾安全车速公式，Vn+l’ (t+1) = f ，L(V)(t)---1 时刻前后车可视距离;式中V代表能见度;an+1---第n+1辆车减速度，减速度与参数α，β有关，其中α代表路面附着系数，β代表车辆制动性能。所述步骤(3)中，针对相交冲突车流的安全车速计算，构建交叉口防碰撞安全车速公式，Vn+i” (t+l) = f ，式中vn+i”(t+1)---1+1 时刻n+1辆车防碰撞安全车速;Ln+1(i)-_-第i个冲突点距离n+1辆车的距离。所述步骤(3)中，对于交叉口的控制条件为两辆车到达交叉口的时间差大于等于最小车头时距加上前车从停车线到冲突点的行驶时间与后车从停车线到冲突点的行驶时间的差值。所述步骤(3)中，安全车速的计算方法为vn+i(t+l)=min。所述步骤(3)中，预警道钉频率算法为fn+i= Light{CompareTo,vn+i(t+l)，ΣΤ(?)}，式中C为预警模块正常工作时闪光道钉闪烁频率为常数;fn为上一轮安全车速预警频率；ΣΤ(?)为闪光道钉点亮顺序。所述步骤(3)中，关于预警频率的描述如下:当车辆当前车速大于安全车速，由预警道钉频率算法得出预警频率，并同时由与驾驶人相反方向逐个按照得出预警频率点亮并循环，形成视觉差引导驾驶人主动减速。所述道钉的闪烁颜色为蓝色，与频率共同作用才能达到预警模块的最大工作效益。本专利技术的有益效果为:(1)本专利技术将在低能见度条件下的无信号交叉口的可能发生的车辆冲突列为主要预警目标；(2)本专利技术也可将车辆未进入无控交口前的行驶车速进行车速建议，做到防患于未然的车辆预警；(3)基于有效检测交叉口区域范围内的能见度，对即将通过该交叉口的车辆进行车速建议及即将发生的车辆冲突的有效预警；(4)充分考虑到无信号交叉口的交通环境条件，低能见度条件下的驾驶人心理活动等因素造成的驾驶行为的变化，给予一定的车辆安全行驶的辅助功能。【附图说明】图1为本专利技术的交叉口预警系统布设示意图；图2为本专利技术系统逻辑图图3为本专利技术预警模块架构示意图其中:1、车辆检测模块，2、安全车速计算模块，3、能见度检测模块，4、预警信息发布与接收模块，5、蓝色可控闪光道钉，6、内置控制单元。【具体实施方式】:下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示，一种低能见度无信号平面交叉口的车辆预警方法，包括以下步骤:步骤1:将能见度检测模块安装至目标交叉口，根据当地天气实际状况并应用水平能见度经验公式--Koschmieder公式V=，其中V表示能见度，Η表示标高(km)，表示光学厚度，进行调校并重新定义低能见度标准，完成调校之后储存当前标准；步骤2:车辆检测模块根据实际车辆多次通过检测器时引起的磁场变化，分析该变化信号并结合配套软件计算出当前车辆行驶速度，传送至安全车速计算模块；步骤3:当安全车速计算模块获取到当前车辆行驶速度可以做出预判，根据安全车速计算公式，vn+i(t+l) =min，如车辆当前位置位于任意方向的进口直行车道同时仍有其它车辆位于其它任意方向的与前者存在冲突可能的左转车道，这里需要建立一个比较取小公式，车速= CompareTo(每辆车的当前车速，到达交叉口时间，到达冲突点距离)，存在任何两辆及以上车辆之间存在冲突发生的可能，则利用当前能见度条件下，车速取小之后判断是否为安全行驶速度，若不是，则通过内置的低能见度条件下的交叉口冲突计算公式得出安全行驶车速并传输给预警信息发布与接收模块发布，若为安全行驶车速则不做处理。其中直行与右转的车速与上述步骤三中所述预测方法类同不予赘述。其中步骤3所述的安全车速计算模块的构本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低能见度下无信号控制平面交叉口的车辆预警系统，其特征是：包括安全车速计算模块、预警信息发布模块、车辆检测模块和能见度检测模块，其中：所述能见度检测模块设置于目标交叉口，检测交叉口的能见度，所述车辆检测模块根据磁场变化检测是否有车辆经过，将当前的车辆行驶速度传输给安全车速计算模块，所述安全车速计算模块根据安全车速计算公式、当前交叉口的能见度和车辆的行驶位置进行计算，判断车辆是否为安全行驶速度，并发送信号给预警信息发布模块。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张萌萌，李侃，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东;37
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