[发明专利]一种基于车路协同的路段交通安全实时预警系统

权利要求书

1.一种基于车路协同的路段交通安全实时预警系统，其特征在于：包括路侧系统、车载系统、数据中心、决策系统及显示系统，其预警驾驶员及道路管理者的实施步骤如下：

S1：通过路侧系统采集路段交通环境信息并辅助路段内车辆对自身及其他交通参与者进行高精度定位，通过车载系统采集车辆运行数据、准确定位车辆并识别周边环境，通过数据中心存储并融合由路侧及车载系统反馈的数据并识别数据风险；

S2：决策系统从数据中心读取决策所需数据，先评估路段单车事故风险水平，再评估路段多车事故风险水平，将两者叠加构成路段事故风险水平；

其中，单车事故风险水平的评估方案为：假定某车辆的车载系统反馈回的路段摩擦系数为μ、车辆横向加速度为a1，则可计算出该路段车辆侧滑失控的临界横向加速度a＝μ×g，其中g为当地重力加速度；故t时刻该车返回路段单车事故风险b1

式中t为时间，单位为分钟；b_max通过如下规则确定：如果a1≤0.9a，b_max＝0；如果0.9aa1≤a，b_max＝1；如果a1a，b_max＝3；t₀为监测到a10.9a的初始时刻；将路段内所有单车反馈的b1相加，构成该路段实时的单车事故风险水平；

多车事故风险水平的评估方案为：多车事故风险水平由追尾事故风险水平与车辆交叉冲突风险水平组成；对于路段内某车辆，自身速度v1、同车道内行驶的前车速度v2，车路间摩擦系数μ，两车间距离L，则其返回t时刻路段追尾事故风险b2

式中t为时间，单位为分钟，t₁为监测到临界条件v1-v2L/t_step的时刻，其中t_step为时间步长，取1s，将所有车辆反馈回的b2相加构成该路段追尾事故风险水平；对于路段内某车辆，当监测到[t-5秒,t]时间段内排除同车道内车辆后该车与其他交通参与者的轨迹有交点时，返回t时刻该路段的交叉冲突风险b3

式中t为时间，单位为分钟，t₂为监测到有交点的时刻；当其他交通参与者为车辆时bc＝n、而当其他交通参与者为人或两轮车时，bc＝2×n，其中n为交点个数；将所有车辆反馈回的b3相加构成该路段车辆交叉冲突风险水平；将所有b2、b3相加则构成该路段的多车事故风险水平；

S3：将步骤S2中所得路段事故风险水平通过显示系统告知驾驶员及道路管理者。

2.根据权利要求1所述的一种基于车路协同的路段交通安全实时预警系统，其特征在于：路侧系统的核心功能是提供路段交通环境信息并辅助路段内车辆对自身及其他交通参与者进行高精度定位，包括信息采集模块、通信模块及路段三维高精度地图模块；信息采集模块负责采集路段交通环境信息；通信模块负责与车载系统及数据中心的信息传递；路段三维高精度地图模块用于融合信息采集模块与通信模块中的信息而准确定位路段内所有交通参与者实时位置；交通环境信息包括天气、道路及交通流。

3.根据权利要求1所述的一种基于车路协同的路段交通安全实时预警系统，其特征在于：车载系统的核心功能是采集车辆运行数据、准确定位车辆并识别周边环境，包括车辆自身信息采集模块、周边环境信息采集模块、通信模块及数据分析模块；自身信息采集模块负责采集车辆运行时的信息；周边环境信息采集模块用于采集其他交通参与者信息；通信模块负责不同车辆车载系统、车载系统与路侧系统及车载系统与数据中心之间的信息传递；数据分析模块通过融合自身及周边环境信息采集模块及通信模块中反馈的数据而准确定位车辆自身位置并识别周围环境。

4.根据权利要求1所述的一种基于车路协同的路段交通安全实时预警系统，其特征在于：数据中心的核心功能是存储并融合由路侧及车载系统反馈的数据并识别数据风险，包括区域三维高精度地图模块、备份模块、数据融合模块及通信模块；通信模块负责与路侧系统、车载系统及决策系统之间的信息传递；备份模块用于备份数据；数据融合模块用于融合由路侧及车载系统反馈的数据并识别数据风险；区域三维高精度地图模块用于存储区域道路的三维高精度地图及路侧系统各类设备的位置信息并记录路侧系统、车载系统传递过来的经过数据融合模块进行融合后的实时信息。