CN105761535A - 一种高速公路动态限速方法 - Google Patents

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水宜水
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Abstract

本发明提供一种高速公路动态限速方法，高速公路动态限速系统包含用于监控与管理的中心监控模块及沿高速公路依次设置多个路段限速子系统，路段限速子系统还包括天气状况检测模块，高速公路动态限速方法包括以下步骤：(1)天气状况检测模块检测到异常天气，执行步骤(2)，否则执行步骤(3)；(2)所述路段限速子系统显示根据路段限速子系统所处的路段的实时数据获得的限速值；(3)所述路段限速子系统显示路段限速子系统对应的路段的法定限速值。本发明提供的高速公路动态限速方法，通过高速公路动态限速系统，异常天气时根据高速公路相应路段的实时数据实现高速公路动态限速，既能够降低高速公路异常天气的事故发生率，又能够保证高速公路的通行效率。

Description

一种高速公路动态限速方法
技术领域
本发明涉及交通智能管理和控制技术领域，具体涉及一种高速公路动态限速方法。
背景技术
高速公路是国民经济和社会发展中的重要基础设施，是一个国家现代化水平的重要标志之一。同时，高速公路以其高效、舒适、快捷等优点，在我国交通运输领域发挥着举足轻重的作用。随着经济建设的开展，我国的高速公路建设取得了进一步发展，截止2011年底，我国高速公路通车总里程已突破8.5万公里。
但是，这些已建成通车的高速公路发展、建设的同时，运营却出现了较严重的交通安全问题。根据统计结果显示，在我国，发生在高速公路的事故较为严重，是一般公路的7.95倍，而死亡率则达4.20倍，受伤率是4.37倍，也造成了更高的经济损失。而在其他国家，高速公路的事故率只有一般公路的30％～51％，伤亡率也更小。
高速公路交通事故发生的原因包括人、车、路、交通环境及管理等多种因素，而因灾害天气、公路施工作业区、交通突发事件等因素引起的高速公路交通事故更是屡见不鲜。其中，雨天、雪天、雾天发生的事故约占事故总数的39％，可见在异常天气下高速公路发生的事故占有相当的比重。如何使异常天气下高速路形成变得更安全是一个很重要的问题。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种高速公路动态限速方法，通过高速公路动态限速系统，异常天气时根据高速公路相应路段的数据实现高速公路动态限速，既能够降低高速公路异常天气的事故发生率，又能够保证高速公路的通行效率。
本发明提供一种高速公路动态限速方法，高速公路动态限速系统包含用于监控与管理的中心监控模块及沿高速公路依次设置多个路段限速子系统，路段限速子系统还包括天气状况检测模块，高速公路动态限速方法包括以下步骤：
(1)天气状况检测模块检测到异常天气，执行步骤(2)，否则执行步骤(3)；
(2)所述路段限速子系统显示根据路段限速子系统所处的路段的实时数据获得的限速值；
(3)所述路段限速子系统显示路段限速子系统对应的路段的法定限速值。
进一步地，路段限速子系统包括依次连接数据采集模块、限速处理模块与显示模块，步骤(2)包括以下步骤：
(21)数据采集模块采集路段限速子系统所处高速公路的路段的实时数据；
(22)限速处理模块根据实时数据获得路段的限速值；
(23)显示模块显示限速值。
进一步地，步骤(2)中实时数据包括交通状况数据、能见度、路面摩擦系数以及风速与风向。
进一步地，交通状况数据包括车辆平均速度、单位时间通过的车辆数以及车道占有率。
进一步地，步骤(21)与步骤(22)之间还包括步骤：
(211)预处理模块对步骤(21)中采集到的实时数据进行预处理。
进一步地，预处理包括阈值检测、数据修复、逻辑检测或有效性分析中的一种或多种。
进一步地，路段限速子系统还包括风险分析模块，步骤(2)还包括以下步骤：
(24)风险分析模块根据实时数据，利用风险分析模型，获得路段限速子系统所处高速公路的路段的实时的路面风险信息；
(25)显示模块显示路面风险信息。
进一步地，所述异常天气为沙尘暴、降雨、降雪、结冰、大风或大雾中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明提供的高速公路动态限速方法，具有以下有益效果：通过高速公路动态限速系统，异常天气时根据高速公路相应路段的实时数据实现高速公路动态限速，既能够降低高速公路异常天气的事故发生率，又能够保证高速公路的通行效率。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的高速公路动态限速系统的结构示意图；
图2是图1所示的高速公路动态限速系统的路段限速子系统的结构示意图；
图3是图1所示的高速公路动态限速系统的高速公路动态限速方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一个实施例的高速公路动态限速方法的流程图，高速公路动态限速系统包含用于监控与管理的中心监控模块及沿高速公路依次设置多个路段限速子系统，本实施例中每2km设置一个路段限速子系统。
路段限速子系统还包括天气状况检测模块，高速公路动态限速方法包括以下步骤：
(1)天气状况检测模块检测到异常天气，执行步骤(2)，否则执行步骤(3)；
(2)路段限速子系统显示根据路段限速子系统所处的路段的实时数据获得的限速值；
(3)路段限速子系统显示路段限速子系统对应的路段的法定限速值。
采用这样的方案，根据高速公路相应路段的数据动态限速，既能够降低高速公路异常天气的事故发生率，又能够保证高速公路的通行效率。
本实施例中，天气状况检测模块每五分钟检测一次。
路段限速子系统包括依次连接数据采集模块、限速处理模块与显示模块，步骤(2)包括以下步骤：
(21)数据采集模块采集路段限速子系统所处高速公路的路段的实时数据；
(22)限速处理模块根据实时数据获得路段的限速值；
(23)显示模块显示限速值。
具体地，高速公路的一个路段的法定限速值为120km/h，如果计算出的限速值大于法定值，则显示法定限速值120km/h，如果小于120km/h，则以10km/h为一个梯度，采用四舍五入法获取限速值，通过显示模块显示，显示模块本实施例中采用LED。
步骤(2)中实时数据包括交通状况数据、能见度、路面摩擦系数以及风速与风向，数据采集模块包括检测能见度的能见度传感器、检测摩擦系数的滑动摩擦系数检测仪、检测风向和风速的横风传感器以及测量交通状况数据的交通状况检测器。
交通状况数据包括车辆平均速度、单位时间通过的车辆数以及车道占有率，交通状况检测器为高速公路路面下铺设的磁性线圈。
异常天气为沙尘暴、降雨、降雪、结冰、大风或大雾中的一种或多种。
不同的天气状况对路况的影响也不一样，沙尘暴主要影响的是能见度，同时路面也会覆盖沙粒对摩擦系数造成影响，沙尘暴有时也会伴有大风。
大雾主要造成能见度下降，同时潮湿的空气也会使路面覆盖一层水雾，造成路面湿滑，使路面的摩擦系数下降，但是摩擦系数下降的并不明显。
降雨时密集雨滴以及雾气会使能见度下降，同时主要影响的是路面的摩擦系数，下雨会使路面覆盖一层水膜，使路面摩擦系数下降，同时还会出现滑水现象，也就是随着车速的提高，轮胎转速的加快，使轮胎无法将车轮底的水排出，造成车速不同而轮胎滑动系数也不同的现象，雨天滑水现象不容忽视。
在下雪时主要会影响到能见度，同时雪落到地面上成为积雪覆盖层会大大降低路面摩擦系数。同时低温天气加上较为湿润的空气状况会产生凝华现象，使路面覆盖上一层冰，给行车安全带来危险。
大风除了会与沙尘暴以及降雨、降雪同时发生以外，有时也会单独发生。若风向与高速公路通行方向垂直，会造成车辆侧倾以及侧滑问题。同时车辆在大风的影响下是否会侧倾与侧滑还跟路面摩擦系数、车速、车辆侧面积与重量比。一般来说，车速越快，受影响越大，而且空载大车受影响较大，同时路面较湿滑也使侧风影响变大，所以需要综合各传感器数据。
步骤(21)与步骤(22)之间还包括步骤：
(211)预处理模块对步骤(21)中采集到的实时数据进行预处理。
预处理包括阈值检测、数据修复、逻辑检测或有效性分析中的一种或多种，利用阈值检测，剔除过大或者过小即不在阈值范围内的数据；利用逻辑检测剔除不符合逻辑规律的数据；利用历史趋势法、加权估计法、以及相邻时段平均值法等数据修复方法，对被剔除的错误数据以及采样值为0的数据进行填补，并进行逻辑修复，以保障所获得采集数据的有效性，以避免无效数据对动态限速的影响，更有效地降低高速公路异常天气的事故发生率。
路段限速子系统还包括风险分析模块，步骤(2)还包括以下步骤：
(24)风险分析模块根据实时数据，利用风险分析模型，获得路段限速子系统所处高速公路的路段的实时的路面风险信息；
(25)显示模块显示路面风险信息。
例如大风中最危险的车为空载的大货车，所以如果出现大风，需要对这种车辆禁行，如果已经有此类车辆在高速公路上行驶，则需要通过显示模块显示路面风险信息，提醒驾驶员小心驾驶，尽快安全停车。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高速公路动态限速方法，其特征在于，高速公路动态限速系统包含用于监控与管理的中心监控模块及沿高速公路依次设置多个路段限速子系统，所述路段限速子系统还包括天气状况检测模块，所述高速公路动态限速方法包括以下步骤：
(1)所述天气状况检测模块检测到异常天气，执行步骤(2)，否则执行步骤(3)；
(2)所述路段限速子系统显示根据所述路段限速子系统所处的路段的实时数据获得的限速值；
(3)所述路段限速子系统显示所述路段限速子系统对应的路段的法定限速值。
2.如权利要求1所述的高速公路动态限速方法，其特征在于，所述路段限速子系统包括依次连接数据采集模块、限速处理模块与显示模块，步骤(2)包括以下步骤：
(21)所述数据采集模块采集所述路段限速子系统所处高速公路的路段的实时数据；
(22)所述限速处理模块根据所述实时数据获得所述路段的限速值；
(23)所述显示模块显示所述限速值。
3.如权利要求2所述的高速公路动态限速方法，其特征在于，步骤(2)中所述实时数据包括交通状况数据、能见度、路面摩擦系数以及风速与风向。
4.如权利要求3所述的高速公路动态限速方法，其特征在于，所述交通状况数据包括车辆平均速度、单位时间通过的车辆数以及车道占有率。
5.如权利要求2所述的高速公路动态限速方法，其特征在于，步骤(21)与步骤(22)之间还包括步骤：
(211)预处理模块对步骤(21)中采集到的实时数据进行预处理。
6.如权利要求5所述的高速公路动态限速方法，其特征在于，所述预处理包括阈值检测、数据修复、逻辑检测或有效性分析中的一种或多种。
7.如权利要求2所述的高速公路动态限速方法，其特征在于，所述路段限速子系统还包括风险分析模块，步骤(2)还包括以下步骤：
(24)所述风险分析模块根据所述实时数据，利用风险分析模型，获得所述路段限速子系统所处高速公路的路段的实时的路面风险信息；
(25)所述显示模块显示所述路面风险信息。
8.如权利要求1所述的高速公路动态限速方法，其特征在于，所述异常天气为沙尘暴、降雨、降雪、结冰、大风或大雾中的一种或多种。
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