高速公路霧區安全行車智能誘導系統的研究應用

張虎

摘? 要：高速公路在遇到大霧尤其是團霧等惡劣天氣時，路況能見度低，導致車輛行駛安全會受到一定影響。為了有效應對不良氣候條件下的行車安全問題，應對高速公路大霧情況嚴重的路面進行車流量和通行情況的監控，同時做好霧區道路狀況的信息發布工作，對進入霧區行駛的車輛通過智能電子系統進行誘導。

關鍵詞：高速公路;安全行車;智能誘導系統

中圖分類號：U491? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

在高速公路大霧嚴重的路段，為了進一步保障行車安全，就要結合路段的天氣情況和道路的通行情況，通過高速公路監控指揮系統利用可變交通標志牌，隨時對霧區路段的行車限速值進行有效調整，并且在霧區行車路段加強超速檢測系統的應用，加強違停抓拍管理，確保能夠將高速公路危險路段的行車車速控制在合理范圍內，有效防止霧區行車出現車輛追尾和惡性連環撞車事故。

1 霧區安全行車智能誘導系統設計發展

高速公路上產生大霧尤其是團霧時會嚴重危害道路交通安全，因此各國道路交通安全管理保證機構對于高速公路危害性天氣情況做了許多研究。從全球范圍內的研究成果來看，在霧區智能誘導系統發展中，主要分為車載型和道路固定設置電子誘導系統2個類別的安全警示設備。車載型設備主要是通過在霧區行駛車輛上安裝基于車聯網的預警接收設備，采用高速公路局域性防止二次事故技術以及車聯網事故防范預警技術，確保高速公路霧天行車安全。在霧區行車智能誘導系統設備的應用上，隨著地區發展的差異和地區道路狀況特點，智能誘導系統的設置也存在較大差異?；诘缆坊A通信設施設置的霧區行車智能誘導系統，在歐洲地區的高速公路霧區行車智能警示中較為常見。

2 高速公路霧區安全行車智能誘導系統應用

2.1 霧區車輛安全行駛智能誘導系統構成

高速公路霧區智能誘導系統在實際應用中主要有道路車輛可變限速和警示2個功能。實行可變限速對于提高高速公路霧區行車安全有很大作用，對加強高速公路行車安全管理的意義重大。在高速公路霧區較為嚴重的路段實現可變限速的系統化自動調節，根據道路實際通行情況設置動態限速值，同時在霧區行車安全管理方面采用智能預警誘導系統加強車輛的行車安全保障。安全行車智能誘導系統主要由智能邊緣標，預處理數據設備、道路能見度探測器以及違法抓拍取證和上位控制等5個重要部分組成。

2.2 霧區可變限速超速取證技術應用

在高速公路大霧嚴重路段，為了保證車輛行駛安全會設置可變限速超速的取證設備，該設備通過穿霧能力較強的攝像頭將對可變限速路段行車車輛的速度進行檢測。能對在霧區行駛的超速車輛和違法行駛逆行車輛進行抓拍和取證，對霧區出現的違法變道等在大霧環境下較難檢測出的違章違法行為都能夠進行非現場的執法取證。在高速公路霧區安全行車智能誘導系統中，超速抓拍單元內部有一套智能分析算法，通過該算法對高速公路安全行駛速度進行測算，可將高速公路霧區車輛的行駛速度較好地控制在科學合理的范圍內，并且在霧區行車安全檢測中應該結合動態算法的應用，將超速的監控和違法取證數值進行動態化的調整。實際檢測中，攝像取證設備結合能見度檢測設備算出的數據，對車輛行駛速度進行科學準確地判斷，同時依據《中華人民共和國道路交通安全法》《中華人民共和國道路交通安全法實施條例》等相關法律法規，對超速的行為作出判斷，并根據違法的嚴重程度進行相應的處罰。

2.3 光能供電技術的應用

高速公路智能誘導系統光能供電技術是一種將太陽能供電技術進行升級的供電技術，在高速公路機電項目中已取得了實際應用。光能供電技術能夠較好地支持預警用電設備的負載，并且設備安裝操作也比較方便，只需要將光能供電設備安裝在露天環境中就能有效實現預警系統和設備的正常供電。安裝時只要保證安裝位置沒有任何的遮擋就能實現光能供電設備的正常運轉。采用光能供電技術為高速公路霧區智能預警系統進行供電，在設備運轉穩定性方面有很好的表現，可靠性試驗中采用光能供電設備能夠連續正常運行5年而不出現任何的故障問題。在高速霧區預警設備供電方面，光能供電技術是一項先進實用型的創新，能很好地解決高速公路外場設備的供電難題。

2.4 高速公路霧區預警尾跡生成技術的應用（圖1）

在高速公路霧區行車發生交通事故的主要原因就是在車輛行駛過程中，后方行駛車輛看不清前方路況和車輛，導致交通事故的發生，在高速公路霧區預警系統中采用尾跡生成技術便能夠很好地解決這一問題。尾跡生成技術是指在高速公路霧區車輛行駛經過尾跡設備之后，電子設備及信號追蹤技術將行駛中車輛的后部路面位置的預警指示燈點亮，并且在信號跟蹤技術的配合下，行駛中車輛尾部路面附近的預警燈也會隨著車輛的移動進行警示位置的變動，實現在高速霧區行車中動態化的尾跡示警作用。在實際應用中，設置在路邊的智能邊緣標可以發揮道路示廓和尾跡預警2個功能。駕駛員可以通過路兩側智能邊緣標的不同顏色燈光閃爍來判斷與前車的車距及車輛的多少。當兩車前后距離過近時，尾跡預警功能會自動觸發智能邊緣標警示顏色的閃爍，當沿路警示顏色閃爍情況較多時，也說明該路段車輛較多。

2.5 無線組態離散控制技術在長距離能見度低的路面霧區預警中的應用

由于高速公路具有較長的延展性，在高速公路霧區路況中，面臨的往往是長距離能見度差的行車環境。在長距離的霧區安全行車管理中，如果采用傳統霧區預警控制的模式會存在控制成本高的問題，傳統控制方式的安全預警可靠性和突發情況應變性也會較差，因此在應用中應該引進無線組態離散控制技術。在霧區預警離散控制技術中，智能邊緣標相互之間及與上位控制之間不形成物理連接，而是通過采用無線組態離散控制技術實現高效鏈接。無線組態離散控制技術能根據霧區能見度的實際情況，調整預警中的控制策略，針對霧區天氣狀況進行實時調整。并且在調整過程中，無線組態離散控制技術能夠將路況能見度檢測設備采集的能見度數據，通過無線傳輸技術為霧區行車安全限速系統提供參考依據。在無線組態離散控制技術應用中，主要針對高速公路霧區狀況嚴重尤其是團霧區進行集中控制設置，能夠有效預防在高速行車中遇到團狀霧能見度低時的車輛行車安全問題。在道路中出現團狀霧時該系統可以自動對能見度情況進行判斷，同時對霧區的行車進行有效地行車誘導，確保行駛的車輛在能見度低的狀況下不會發生追尾事故。

3 結語

高速霧區行車智能預警系統是高速公路安全運行重要的保障系統，同時也是高速公路通行監控系統中的一項重要補充。在高速公路霧天較為嚴重的路段采用智能誘導系統，能夠為交通監管部門提供技術支持和幫助，對于霧區高速行車安全能夠起到很好的保障作用，有效降低霧天高速公路行車事故的發生率，確保高速行車中人員的生命財產安全，對于提高高速公路整體運營安全起到了積極的促進作用。有助于高速公路安全管理全面實現現代化和智能化，加強高速公路行車安全管理水平，提高高速公路運營產生的社會效益和經濟效益。

參考文獻

[1]劉爽陽，蔡艷峰.高速公路智能霧區預警誘導系統設計[J].中國交通信息化，2014（3）：82-86.

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