車聯網環境下交通事件警示與發布裝置設計與實現

無錫技師學院 孫丹穎

隨著物聯網(IOT)技術的發展,V2X車路協同平臺快速運用于智能交通管控與路況服務。而現有交通事件采集、發布方式存在不及時、不精確的問題,且無法解決二次事故、緩解交通擁堵。針對上述問題,本文設計一款車聯網環境下交通事件警示與發布裝置,作為LTE-V2X車路協同平臺路側智慧設備,實現交通事件實時快速的采集與上報,并通過V2X車聯網服務平臺實時下發,幫助駕乘人員調整行車線路、規避堵點,幫助交通管理部門快速定位事件并進行有效處置,以期最短時間內消除事件給交通運行帶來的負面影響,進一步提高道路運行的安全暢通指數和運行效率。

0 引言

隨著物聯網技術的發展,任何時間、任何地點,人、機、物的互聯互通成為可能。同樣,在道路交通領域,隨著LTE-V2X車路協同平臺的建立,越來越多的路側設備與行駛車輛互聯互通,破解了原有的車路數據交互的壁壘。其中,作為一款路側智慧設備,交通事件警示與發布裝置在LTE-V2X車聯網服務應用平臺中得以應用而備受關注。

1 交通事件警示與發布需求

在道路交通運行中,道路施工現場、交通事故現場、車輛故障現場的警示裝置設置和警示信息發布關系到道路交通行車安全問題,每年因上述交通事件造成的大量二次事故與交通擁堵,對人民群眾安全、順暢出行造成了極大影響[1]。

目前,交通事件信息的上報主要通過人工電話實現。人工電話上報信息需要進行規范錄入,而上報人往往無法精準描述事件類型與發生地點,這樣就曾加了信息上報的時間周期。在交通事件發生之后,用戶會將便攜式交通安全設施(如交通錐、警示三角架等)放置于警示位置,以起到警示作用[2]。但是,這種方式需要依靠人眼來發現便攜式交通安全設施,警示距離容易受到視距限制,處于遠方的車輛駕駛人無法在看到便攜式交通安全設施之前采取減速、避行、繞行等措施,造成警示效用有限,交通安全隱患大,道路通行率低的問題。而現有的交通現場警示裝置與交通現場警示信息發布系統通常服務于市政與交警,再通過廣播、手機App等通知駕乘人員。這種方式無法打破信息傳遞的壁壘,無法將有效交通事件信息實時快速的發布,無法及時幫助駕駛人員快速發現并規避事故擁堵點[3]。

在這樣的背景下,將交通事件信息及時上報交通管理部門,并推送給路面附近行駛車輛,可以發揮出極大的社會效益。因此,本文設計研發一款車聯網環境下交通事件警示與發布裝置,實時快速地實現交通運行狀況與交通事件信息采集與上報。裝置與路側RSU、車載OBU組成路側智能網聯系統,通過邊緣數據交互方式,通知駕乘人員調整行車線路、規避堵點、減少行程時間,通過V2X車聯網服務平臺向車載終端下發道路交通事件信息,幫助交通、市政管理部門快速定位事件并進行有效處置,以期最短時間內消除事件給交通運行帶來的負面影響,進而提高道路運行的安全暢通指數和運行效率[4]。

2 交通事件警示與發布裝置設計

為解決上述存在問題,搭建交通事件警示與發布裝置架構,如圖1所示。

圖1 交通事件警示與發布裝置架構Fig.1 Traffic incident warning and release device architecture

交通事件警示與發布裝置由通信模塊、電源模塊、定位模塊以及控制模塊四部分組成,具體工作原理如下:

警示與發布裝置向車聯網云平臺(IOV Cloud)發送交通事件的位置定位信息和警示信息。具體來說,該定位信息包括道路位置定位信息和車道方向位置信息,可根據定位模塊中搭載的高精度GPS模塊或北斗定位模塊來實現。警示信息包括施工、急救、事故等交通事件信息,積水、積冰等道路狀態信息以及車道、方向等事件位置信息。

車聯網云平臺將現場警示裝置發送的交通事件信息標注在道路區域電子地圖上,并通過路側RSU向行駛在這一區域的車輛智能車載終端或智能手機發送交通事件的定位信息和警示信息。

裝置滿足IP66的防塵防水等級,具備在雨雪、大霧、雷電等惡劣氣象條件下平穩安全運行的能力。

3 交通事件警示與發布裝置應用研究

交通事件警示與發布裝置可實現如下場景應用:

3.1 交警單兵作戰裝備

交通事件警示與發布裝置可作為一種用于發布道路事故信息、狀態信息、管制信息的交警單兵作戰裝備。當遇到交通事故、交通管制或積水、積冰等道路異常狀態時,交警可啟用裝置并布置于事件位置,裝置會自動上傳事件信息以及包含車道、方向等參數的位置信息。事件信息接收與分發中心系統通過LTE-V2X車聯網服務應用平臺向距離事故現場5公里的智能網聯汽車推送事件信息,如圖2所示,提示通行車輛主動降速通過事故路段,主動繞行通過管制路段、積水、積冰路段。

圖2 交通事件發布示例圖Fig.2 Example diagram of traffic incident release

3.2 道路施工區域警示設備

交通事件警示與發布裝置可作為一種發布施工占道、封閉道路等事件的施工區域警示設備。由于道路施工涉及的點多面廣,占道、臨時封閉道路等措施常見。市政道路養護部門將裝置應用于施工作業路段,在占道、臨時封閉道路時立即開啟,實時向距離施工路段5公里的智能網聯汽車推送提示信息,如圖2所示,提示通行車輛主動降速或繞行通過施工路段,較好地預防了因施工引發的道路交通事故。通過在施工起點、終點放置采集與上報裝置,可以直觀的掌握施工區域長度,掌握施工單位何時作業、何時收工,實現了對施工現場的遠程監管[5]。

4 結語

交通事件警示與發布裝置作為LTE-V2X車聯網服務應用平臺路側智慧設備,設備使用維護簡易,可采用太陽能、點煙器、充電寶等多種充電方式,具備無外接電源條件下長期續航,在雨雪、大霧、雷電等惡劣氣象條件下平穩安全運行的能力;裝置在箱體上暴露預定義的撥碼,通過簡單開關操作就能快速的表達出豐富的事件信息并立即上報[6]。其結構緊湊高效,安裝使用靈活便捷,部署維護方便,應用場景廣泛,能滿足包括車輛駕乘人員、交通管理者、車生活服務者等在內的各類交通參與主體對事件迅速感知與及時處理的需求。同時,交通事件警示與發布裝置的投入運用為智能網聯汽車提供了規范的道路交通事件數據服務,為V2X車路協同技術全面推廣創造了有利條件。

引用

[1] 楊世偉,龔鵬飛.臨時交通控制設施探析:基于美國《統一交通控制設施手冊》的相關規定及啟示[J].中外公路,2019,39(4):282-286.

[2] 康成龍,艾瑤.公路交通事件檢測研究綜述[J].交通工程,2019,19(2):21-26.

[3] 陳漩,蔡子華.面向下一代車聯網的V2X關鍵技術研究[J].廣東通信技術,2018,38(4):22-25.

[4] GA/T 900-2010城市道路施工作業交通組織規范[S].2020.

[5] GA/T 1044.1-2012道路交通事故現場安全防護規范[S].2012.

[6] 交通運輸部辦公廳發布《道路運輸突發事件應急預案》[J].中國應急管理,2018(4):29-33.