高速公路雨霧天氣行車安全防撞誘導系統

彎道、長坡、隧道進出口等險危路段在霧雨雪等惡劣天氣情況下極易發生嚴重交通事故。研究表明，無論什么氣候與路段條件，核心的事故原因在于駕駛人員不能提前了解路段信息，意識疏忽，駕駛行為不當（如行駛速度過快）。以往危險路段的交通事故防范主要依靠反光型路標、誘導標志和警示牌等靜態設施，效果有限。

針對霧、雨、雪等低能見度天氣對車輛通行造成的影響，本公司提出了“預防為主、防護結合、主動引導、被動防護"的安全理念，并研發出“霧區智能誘導防撞系統"，彌補了傳統安全引導系統的不足，能夠滿足大霧等惡劣天氣條件下對車輛行駛速度限制和安全間距限制兩方面的需求，降低霧天等低能見度天氣對車輛通行的影響，提高道路行車安全。

1.2 霧區安全行車風險

1.2.1 霧區內容易造成車輛追尾

   霧區中能見度低，駕駛員看不清前方和周圍的情況，對車輛間距的判斷和控制都不容易掌握，而且許多駕駛員已經養成在高速公路上超速行駛的習慣，僅僅依靠駕駛員的視覺和直覺，無法較好保證行車安全。如果能夠對路面車輛狀況進行自動檢測，使得前方車距過近時能夠及時警告后車，督促司機減速，盡可能避免車輛追尾事件。

1.2.2 霧區內容車輛不容易辨認道路輪廓

從道路角度分析，大霧天氣能見度低，車道線模糊，駕駛人員無法看清前方道路輪廓，標線以及各種交通標志標識，容易駛出道路邊界，特別是在彎路分道口路段。

1.2.3 霧區內容易發生連續追尾的二次事故

    霧區中一旦發生交通事故，停駛在道路中間的出事車輛本身有成為危險的障礙物，如果不能及時預警后車車輛，極易造成二車追尾事故，所以經常會遇到霧區連續追尾事件。

      高速公路霧區智能誘導防撞系統是一種智能型全天候無人值守系統，該系統整合了氣象監測、智能燈標、聲光報警、交通信息顯示屏等設備，常應用于險危路段（特別是霧區），能有效地解決險危道路交通安全問題。

圖2.1 系統拓撲圖

     該系統具有太陽能和電網電纜兩種供電方式，滿足節能需求；無線傳輸免布線，方便安裝調試；系統擴展性好，通用協議接口方便與其他系統兼容聯動。

二、高速公路雨霧天氣行車安全防撞誘導系統 簡介

智能燈標系統

       根據《中華人民共和國交通運輸行業標準》頒布《霧天公路行車安全誘導裝置》相關規定和內容，通過安裝在道路兩側的智能燈標，利用燈標發出的紅、黃光語信號幫助駕駛人員判斷前方道路狀況（路寬、線性、邊界位置等）和前方車輛狀況（車速、車距、數量等），警示誘導車輛安全行駛，從而有效避免危險路段車輛追尾事故、二次事故、特別是霧區的連環撞車等惡性事故的發生。

根據《中華人民共和國道路交通安全法實施條例》及相關標準內容，霧區智能誘導系統主要功能有道路輪廓強化、行車主動誘導、防追尾警示，系統根據現場的能見度情況，根據預先設置的閾值，自動切換工作模式，以便在不同能見度天氣下引導車輛安全行駛。

智能燈標行車誘導系統響應分為4級。

圖3.1 誘導系統分級策略

      級：待機狀態。在能見度大于500m時，關閉誘導燈，設備處于低功耗模式。

       第二級：道路輪廓強化模式功能。在能見度大于400小于500米時，系統進入道路輪廓強化模式。

      第三級：行車主動誘導模式功能。在能見度大于300米小于400米時，系統進入行車主動誘導模式。

第四級：防止追尾警示模式功能。在能見度小于200米時，系統進入防止追尾警示模式，通過使用不同顏色的燈光警示后車前方有車輛行駛，從而保持車距，小心駕駛。

道路輪廓強化模式

當能見度較低（達到設計的閾值）或者亮度較低（夜間）時，位于道路兩側的燈光引導系統處于工作狀態，點亮黃色引導燈，關閉紅色引導燈，從而在低能見度區朦朧的環境里以高反差的方式實現道路線形引導。該引導系統無論白天還是夜晚均可提供長距離、高精度、高清晰的線形引導，從而保證車輛在霧天擁有一個比較安全的運行環境。

圖3.2 引導功能示意圖

行車主動誘導模式

當能見度情況進一步惡化（達到設計的閾值）時，黃色誘導燈能夠按照預先設定的特定頻率進行同步閃爍，紅色警示燈一直處于關閉狀態，從而利用閃爍的動態燈光提醒駕駛員注意路況信息，小心駕駛。

當能見度情況很差（達到設計的閾值）時，啟動防追尾警示模式。有車輛通過誘導裝置時，可觸發上游一定組的誘導裝置紅色警示燈點亮，形成紅色尾跡提示后車前方有車輛行駛并保持安全車距，此時其他誘導裝置的黃色誘導燈可以同步閃爍，當車輛向前行駛經過下一組誘導裝置時，紅色尾跡會與車輛動態同步前移。

工況1 ：單車輛通行

只有一輛車輛通行，引導燈顯示警示燈標示汽車尾跡（警示燈范圍為非安全距離，警示燈范圍外黃色燈光區域為安全距離），如圖3.3所示。

圖3.3 車距控制示意圖1

工況2：多車輛通行

當道路有多車輛通行時，車輛可根據前方引導燈情況判斷前方是否有車輛通行，后車只需要保持行駛在安全區域（黃色引導燈區域內），避免駛入警示燈區域即可保證與前車距離，從而降低追尾的風險。如圖3.4所示。

圖3.4 車距控制示意圖2

智能燈標系統具有自適應組網功能，外場設備無需連線即可自動實現組網；智能燈標系統可通過能見度監測系統實現自動控制，也可通過鏈路與上位控制系統組網實現遠程控制。

可根據環境及使用要求，預先調節誘導燈發光亮度，調節范圍是500cd/㎡~7000cd/㎡。

黃色誘導燈的閃射頻率可在30次/分鐘、60次/分鐘、120次/分鐘進行調整。

2.2 車輛檢測系統

   通過安裝于道路兩側智能霧燈車輛檢測器，對是否有車輛通過進行檢測，按照設計間距每隔一定間距布置一個點，間距可以根據現場實際工程情況調整；可通過主動紅外入侵探測器進行探測，對經過車輛進行檢測，觸發，適用于霧霾、霧區、夜間、雨天、雪天等能見度低的環境下車輛探測，同事也選用微波雷達檢測。

3.1.1 智能誘導單元

l 車輛通過檢測模塊：紅外檢測

l 紅外檢測光束有效距離：40米

l 紅外檢測光束發射方法：調制發射。

l 紅外檢測光束冗余：雙冗余

l 紅外檢測光束波段：近紅外

3.1.2 無線通信模塊

l 無線數據鏈單節點覆蓋半徑：100米

l 無線通訊載頻頻率：433Hz

l 組態冗余：誘導區域內抗損毀配置

l 有無線接續方式：

A、與系統外設備：GPRS通訊

B、與系統內接續：網式+鏈式

l 閾值控制：基于能見度的參數化策略控制（≥500米；＜500米；＜400米＞200米；＜200米）；

l 遠程控制：基于上位機的控制指令；

l 優先順序：遠程控制/能見度儀可選；

3.1.6.3 引導燈光系統

l 警示模塊亮度（紅色）：≥300CD～7000CD

l 提示模塊亮度（黃色）：≥200CD～6500CD

l 警示發光體面積： 308毫米×180毫米；≥0.05㎡

l 提示發光體面積：308毫米×180毫米；≥0.05㎡

l 產品功耗：＜5W

l 閃爍策略：紅色3種（常亮、每秒閃爍一次、每秒閃爍兩次、每兩秒閃爍一次，默認常亮）、黃色3種（常亮、每秒閃爍一次、每秒閃爍兩次、每兩秒閃爍一次，默認每秒閃爍一次）

l 智能霧區引導系統同步：采用區域內組網的廣播+點對點方式。

l 尾跡顯示距離：默認3組，可選2～6組；

l 尾跡顯示策略：固定尾跡距離（默認）；固定尾跡時間（參數化）。

l 產品安裝方式：可以按照編號安裝，同時可以通過調整產品撥碼開關來調整產品系統內部默認編號

能見度監測系統主要由能見度儀、信息采集處理器組成，利用大氣對可見光的消光原理實現對道路能見度環境實時監控，并根據能見度高低進行分級，依據不同的能見度等級，決定低能見度環境下的誘導燈工作模式，從而保障不同能見度情況下的車輛通行安全。

圖3.5 能見度監測系統 

光學指標：

l 散射角覆蓋：39^o—51 ^o 前散射

l 峰值波長： 870nm

l 帶寬：100nm

l 光譜響應度： 大響應在870nm，0.65 A/W

測量指標：

l 測量范圍： 5m—5km

l 測量精度：±2%

l 儀器性：≤±4%

l 更新間隔： 30秒

l 線性動態量程： 3000：1

系統對現場氣象環境進行采集，實時監控，當數據超出閾值時，前端聲光報警器觸發高音警報和語音提醒，同時可變交通限速信息屏自動切換標識和警示信息。通過聲光信息結合的行駛提醒駕駛人員合理控制車速，保持前后車距，從而有效降低事故的發生率。

圖3.6 聲光警示系統

主要技術參數如下：

1）高音號角：

特性靈敏度：≥100

頻率范圍：500-6000

失真：≤20

阻抗：16Ω  ±15%

工作電壓：AC 176~264v  48~52HZ

功率：150w

2）功放

額定電壓：AC 176~264v  48~52HZ

額定功率：300W

5路分區,每分區可以獨立調節音量大小

2路話筒輸入、2路線路輸入

定壓70-110V和定阻8歐姆輸出

3）限速屛

額定電壓：AC 176~264V  48~52HZ

功率：600W

PH10雙色顯示，像素點間距：10000點,可顯示紅黃綠三色

顯示面積為960mm960mm），含電源、壓鑄箱體1000mm1000mm。

防水等級：IP65