[发明专利]一种高速公路预警系统

摘要

一种高速公路预警系统，包括监测模块、数据传输模块、安全速度评估模块、交通安全评估模块和LED显示模块；所述监测模块用于实时监测高速公路的环境信息和车辆行驶信息，所述数据传输模块用于将所述环境信息和车辆行驶信息发送到安全速度评估模块和交通安全评估模块，所述安全速度评估模块用于根据所述环境信息进行车辆安全行驶速度的计算，并将计算所得的安全行驶速度通过数据传输模块传输给LED显示模块进行显示，所述交通安全评估模块用于根据所述车辆行驶信息进行交通流量变化的安全评估，当评估结果超出安全阈值时即进行报警。本发明的有益效果为：通过各个模块的构建连接，实现高速公路的全自动化监测，便于人员及早发现问题并做出事故响应。

主权项

1.一种高速公路预警系统，其特征是，包括监测模块、数据传输模块、安全速度评估模块、交通安全评估模块和LED显示模块；所述监测模块用于实时监测高速公路的环境信息和车辆行驶信息，所述数据传输模块用于将所述环境信息和车辆行驶信息发送到安全速度评估模块和交通安全评估模块，所述安全速度评估模块用于根据所述环境信息进行车辆安全行驶速度的计算，并将计算所得的安全行驶速度通过数据传输模块传输给LED显示模块进行显示，所述交通安全评估模块用于根据所述车辆行驶信息进行交通流量变化的安全评估，当评估结果超出安全阈值时即进行报警，所述安全速度评估模块根据监测得到的高速公路路面能见度数据和车辆和高速公路路面摩擦系数计算车辆的安全行驶速度，并且在车辆行驶速度超过安全行驶速度时进行预警，具体包括：(1)根据监测所得的高速公路路面能见度数据计算车辆行驶的第一安全行驶速度V1，具体为：a.通过测量空气中离散光粒子来确定高速公路能见度系数D，计算公式为：其中，α为消光系数，β为当前监测点的人眼视觉的对比阈值，取气象观测阀值β＝0.02；b.利用双端透射式能见度仪确定消光系数α，具体为：定义一束光强为i的平行光束，光的发射端和接收端的距离为L，光到达接收端的光强衰减为i0，则消光系数α为：式中，α为消光系数，i0为到达接收端的光强，i为原始光强，L为光的发射端到接收端的距离；c.通过拟合得到高速公路能见度系数D和第一安全行驶速度V1之间的非线性关系，计算公示如下：其中，V1为第一安全行驶速度，D为高速公路能见度系数；(2)通过路面湿滑状况计算高速公路车辆行驶的第二安全行驶速度V2,具体包括：a.通过测量车辆与路面的摩擦系数计算路面湿滑状况E，计算公式为：其中，μ为实时测量到的车辆轮胎与路面摩擦系数，μ0为轮胎与干燥路面平均摩擦系数，μ1为轮胎与雨水路面平均摩擦系数，μ2为轮胎与冰雪路面平均摩擦系数，μ0、μ1、μ2为常数；b.通过拟合方程得出第二安全行驶速度V2和路面湿滑状况E之间的非线性关系，V2可以由以下方程求得：(3)根据上述计算所得的高速公路第一安全行驶速度和第二安全行驶速度计算安全行驶速度Vp，具体为：Vp＝min{V1,V2}式中，V1为高速公路第一安全行驶速度，V2为高速公路第二安全行驶速度；(4)当V0大于安全行驶速度Vp时，即判断当前的车辆属于危险状态，进行预警。