[发明专利]一种公路超声波车辆定位及风险预警系统及方法

说明书

公路超声波车辆定位及风险预警系统，包括超声波定位预警一体机和边缘基站；所述超声波定位预警一体机间隔部署安装在公路路侧护栏或立柱上，所述边缘基站部署安装在公路路侧抱杆机箱或机柜中，边缘基站连接多个超声波定位预警一体机。公路超声波车辆定位及风险预警方法，根据车辆信息和交通状态信息，自动生成相应的风险预警方案并发布声光预警信息引导驾驶员安全驾驶。本发明部署安装简单，施工成本低，并且有利于改善道路交通安全和通行效率；与其他交通状态监测设备比，检测精度高，检测范围广，可以获取车辆微观行驶轨迹和数据，事件识别和风险预测准确性高；与其他预警发布设备比，自动控制、动态发布声光信号，警示效果强，信息连续性好。

技术领域

本发明涉及公路交通安全设施技术领域，具体涉及一种公路超声波车辆定位及风险预警系统及方法。

背景技术

提升交通安全和通行效率是公路运营服务追求的两大永恒主题。事故发生率高、极易出现拥堵的公路，往往存在行车秩序差、全面感知能力不足、事件发现和处置滞后等问题。大部分事故可以通过事前预警和行车诱导而避免，据研究，通过交通安全预测预警和主动防控，可以有效降低80％的交通事故发生几率。因此，需要重点研究公路交通状态监测和风险预警技术。其中，公路交通状态监测包括交通事件、交通拥堵、路面异常、危险驾驶行为等，可以通过车辆精准定位和行驶轨迹分析得到。

常见的公路交通状态监测设备包括视频相机、毫米波雷达、激光雷达、雷视一体机、地磁道钉、环形线圈等，受设备工作原理影响，各有其优势和局限性。其中，视频、毫米波雷达、激光雷达、雷视一体机等设备，感知范围有限，距离越远感知精度越低；需要部署安装在道路立杆上，施工难度大，施工成本高；除毫米波雷达外，均会受到天气和光照条件影响，在雨雪雾天气和夜间的感知效果差。地磁道钉和环形线圈，检测精度较低；同时，需要破除路面安装设备，极易对路面造成损坏，增加路面维护成本。因此，非常有必要研究一种能够高精度检测车辆定位的、覆盖范围较大的、易于部署安装的公路交通状态监测设备。

常见的公路风险预警途径包括标识标牌、可变情报板、广播、电台、导航软件、官方公众号和网站等。其中，标识标牌传递的内容一般为固定的信息，例如前方为事故高发路段、小心落石等，容易被驾驶员忽略，提醒效果较差。可变情报板和广播的覆盖范围和连续性有限，更新频率高且内容详细则可能会分散驾驶员注意力，更新频率低且内容粗略则缺乏实效性，影响驾驶员判断。电台和导航软件的受众群体有限，无法为所有的驾驶员提供预警和引导信息。官方公众号和网站只适用于驾驶员出行前接受信息，且用户覆盖率较低。

因此，非常有必要研究一种动态连续的、警示和诱导作用强的、所有驾驶员可见的公路风险预警设备。现有技术下已有一些专利进行了探讨：

专利：一种急弯路段安全警示系统(专利申请号：202020616905.2)。提出一种设置于急弯路段两侧的超声波感应装置和灯光警示装置。当检测到车辆驶入急弯路段时，控制灯光警示装置亮起，提高驾驶员的警惕性；当检测到车辆驶出急弯路段时，控制灯光警示装置熄灭。其主要缺点在于没有明确说明超声波传感器感应装置如何安装和部署。其次，灯光警示装置部署在道路两侧的路面上，存在影响行车安全和被车辆碾压的风险。

专利：交通事故检测方法和装置、电子设备和存储介质(专利申请号：202211160293.0)。提出一种基于道路图像的交通事故检测方法和装置、电子设备和存储介质。获取和分析道路图像，计算车辆的行驶速度，根据预设的交通事故检测条件判断是否发生交通事故，并发送至交通事故确认系统。其缺点在于图像感知技术受天气和光照等因素影响，在雨雪雾等恶劣天气和夜间无法有效识别。其次，视频摄像头需在立杆上6～8m高度安装，施工复杂且造价昂贵。此外，单个视频识别的范围有限(一般不超过150m)，无法实现长路段连续监测。