CN111608102A - 一种高速公路交通事件的分级预警方法 - Google Patents
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Abstract
一种高速公路交通事件的分级预警方法，属于交通安全技术领域，本发明为解决现有警示装置无法全面提示交通事故信息的问题。它采用视频检测器实时检测高速公路上的视频信息发送给上位机；上位机判断是否有交通事件发生；判别交通事件影响范围的上游边界、交通事件的风险等级和车道的受阻状况；然后获取预警范围信息：LED警示灯启亮范围、闪烁频率和车道通行状态箭头指示灯显示颜色，并进行相应显示；判断是否有车辆发生排队；根据实时排队速度建立交通事件影响范围上游边界与排队速度的函数关系，实时调整预警范围信息，并进行相应显示；判断交通事件是否解除，解除后LED警示灯和车道通行状态箭头指示灯关闭。本发明用于交通安全的信息提示。
Description
技术领域
本发明涉及一种高速公路交通事件的分级预警方法，属于交通安全技术领域。
背景技术
高速公路是现代化的交通标志，是一个国家综合国力的体现，其建设和运营影响着国家经济和社会生活。高速公路具有提高行车速度、增强同行效率、降低运输成本和减少交通事故等优点，根据报道，高速公路相比其他普通干线公路，事故率下降56％～89％，每亿千米事故费用下降30％。但是，高速公路虽然事故率比普通公路低，但一旦发生车辆交通事故，通常性质更严重，且堵车不易疏散。
高速公路上发生交通事件时，如果不能及时、准确地进行预警，极易造成二次伤害事故。因此检测出交通事件后，将交通事件信息准确传递给后续驾驶人，使他们可以及时减速或者换道避免二次伤害十分重要。由于交通事件在道路上发生的地点、车道位置是随机的，现有道路上设置的警示装置难以给驾驶人提供全面的事件信息，无法实时展现交通事件距离驾驶人的远近程度、事件严重程度及前方道路各车道的通畅状态。驾驶人在采取相应措施时，存在反应不足或反应过度的情形，容易造成高速公路上追尾事故的发生，引起高速公路交通拥堵。
发明内容
本发明目的是为了解决现有警示装置无法全面提示交通事故信息的问题，提供了一种高速公路交通事件的分级预警方法。
本发明所述一种高速公路交通事件的分级预警方法，该预警方法为：
S1、采用视频检测器实时检测高速公路上的视频信息，并将采集到的视频信息发送给上位机；
S2、上位机根据实时采集的视频信息判断是否有交通事件发生，否则返回执行S1，是则执行S3；
S3、上位机根据交通事件的视频信息判别交通事件影响范围的上游边界、交通事件的风险等级和车道的受阻状况；
S4、上位机根据S3获取的信息获取预警范围信息；
所述预警范围信息包括：LED警示灯的启亮范围、LED警示灯的闪烁频率和车道通行状态箭头指示灯的显示颜色；
LED警示灯和车道通行状态箭头指示灯根据预警范围信息进行相应显示；
S5、上位机根据实时获取的视频信息判断是否有车辆发生排队，是则执行S6，否则执行S7；
S6、根据车辆的实时排队速度，建立交通事件影响范围上游边界与排队速度的函数关系，根据该函数关系实时调整预警范围信息；
LED警示灯和车道通行状态箭头指示灯根据预警范围信息进行相应显示；
S7、上位机根据实时获取的视频信息判断交通事件是否解除，否则返回执行S3，是则执行S8；
S8、LED警示灯和车道通行状态箭头指示灯关闭。
优选的，S2所述上位机根据实时采集的视频信息判断是否有交通事件发生的判断方法为：
在未发生交通事件时，采用视频检测器采集高速公路的视频信息，将该视频信息作为对照标准信息存储在上位机中；
上位机将视频检测器实时采集到的高速公路上的视频信息与对照标准信息相比较，如果存在差异则判定为有交通事件发生。
优选的，S3所述车道受阻状况的判别方法为：
上位机将视频检测器实时采集到的交通事件的视频信息与对照标准信息相比较，如果存在差异则判定为车道受阻。
优选的，S3所述交通事件的风险等级包括一般风险事件、中等风险事件和高风险事件。
优选的，S4所述LED警示灯的启亮范围的获取方法为：
根据S3获取的交通事件影响范围的上游边界，划分LED警示灯所在的距离范围，根据距离范围确定LED警示灯的启亮范围；
与交通事件影响范围上游边界的距离为[0,400)米范围为预警警告段，LED警示灯显示红色；
与交通事件影响范围上游边界的距离为[400,1000)米范围为预警缓冲段，LED警示灯显示黄色；
与交通事件影响范围上游边界的距离为[1000,2000]米范围为预警提醒段，LED警示灯显示绿色。
优选的，LED警示灯的闪烁频率的获取方法为：
一般风险事件的LED警示灯闪烁频率为60Hz/min；
中等风险事件的LED警示灯闪烁频率为120Hz/min；
高风险事件的LED警示灯闪烁频率为180Hz/min。
优选的，S4所述车道通行状态箭头指示灯显示颜色的获取方法为：
根据车道的受阻情况确定车道通行状态箭头指示灯的显示颜色；
受交通事件影响不可通行的车道，车道通行状态箭头指示灯显示红色；
与不可通行车道相邻的车道，车道通行状态箭头指示灯显示黄色；
其余车道，车道通行状态箭头指示灯显示绿色。
优选的，S5所述判断是否有车辆发生排队的方法为：
上位机将视频检测器实时采集到的高速公路上的视频信息与对照标准信息相比较，如果存在差异则判定为有车辆发生排队；
S7所述判断交通事件是否解除的方法为：
上位机将视频检测器实时采集到的高速公路上的视频信息与对照标准信息相比较，如果相同则判定为交通事件解除。
本发明的优点：本发明提供了一种可以传达给驾驶人交通事件严重程度及事件相对于车辆所在位置远近程度，并合理引导车辆减速换道的交通事件分级预警方法。本发明提出的一种高速公路交通事件的分级预警方法，是利用LED警示灯的颜色变化及闪烁频率来提示驾驶人距离事件发生地的距离远近和事件严重程度的交通事件分级预警方法，并通过警示灯下方设置的车道通行状态指示箭头引导驾驶人及时减速或换道，避免二次伤害的发生。
本发明利用连续间隔设立的LED警示灯对交通事件发生地后一定长度路段上的驾驶人进行分级预警提示，路段上不同位置的驾驶人可直观地获悉前方事件信息并有充分时间做出合理反应，降低了驾驶人接收信息的延迟性，能有效降低二次伤害的发生。且对路段上随机发生的交通事件有一定的适应性，对不同位置的交通事件都可以给出警示信息，可确保信息传递的实时性和准确性。
附图说明
图1是本发明所述一种高速公路交通事件的分级预警方法的流程框图；
图2是设立的单个LED警示灯的示意图；
图3是预警范围信息的LED警示灯示意图；
图4是发生交通事件后的LED警示灯示意图，图a表示LED警示灯预警初始显示示意图，图b表示LED警示灯在发生车辆排队后的预警显示示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种高速公路交通事件的分级预警方法，该预警方法为：
S1、采用视频检测器实时检测高速公路上的视频信息，并将采集到的视频信息发送给上位机；
S2、上位机根据实时采集的视频信息判断是否有交通事件发生，否则返回执行S1，是则执行S3；
S3、上位机根据交通事件的视频信息判别交通事件影响范围的上游边界、交通事件的风险等级和车道的受阻状况；
S4、上位机根据S3获取的信息获取预警范围信息；
所述预警范围信息包括：LED警示灯的启亮范围、LED警示灯的闪烁频率和车道通行状态箭头指示灯的显示颜色；
LED警示灯和车道通行状态箭头指示灯根据预警范围信息进行相应显示；
S5、上位机根据实时获取的视频信息判断是否有车辆发生排队，是则执行S6，否则执行S7；
S6、根据车辆的实时排队速度，建立交通事件影响范围上游边界与排队速度的函数关系，根据该函数关系实时调整预警范围信息；
LED警示灯和车道通行状态箭头指示灯根据预警范围信息进行相应显示；
S7、上位机根据实时获取的视频信息判断交通事件是否解除，否则返回执行S3，是则执行S8；
S8、LED警示灯和车道通行状态箭头指示灯关闭。
进一步的，S2所述上位机根据实时采集的视频信息判断是否有交通事件发生的判断方法为：
在未发生交通事件时，采用视频检测器采集高速公路的视频信息，将该视频信息作为对照标准信息存储在上位机中；
上位机将视频检测器实时采集到的高速公路上的视频信息与对照标准信息相比较，如果存在差异则判定为有交通事件发生。
再进一步的，S3所述车道受阻状况的判别方法为：
上位机将视频检测器实时采集到的交通事件的视频信息与对照标准信息相比较，如果存在差异则判定为车道受阻。
再进一步的，S5所述判断是否有车辆发生排队的方法为：
上位机将视频检测器实时采集到的高速公路上的视频信息与对照标准信息相比较，如果存在差异则判定为有车辆发生排队。
再进一步的，S7所述判断交通事件是否解除的方法为：
上位机将视频检测器实时采集到的高速公路上的视频信息与对照标准信息相比较，如果相同则判定为交通事件解除。
再进一步的，S3所述交通事件的风险等级包括一般风险事件、中等风险事件和高风险事件。
再进一步的，S4所述LED警示灯的启亮范围的获取方法为：
根据S3获取的交通事件影响范围的上游边界，划分LED警示灯所在的距离范围，根据距离范围确定LED警示灯的启亮范围；
与交通事件影响范围上游边界的距离为[0,400)米范围为预警警告段，LED警示灯显示红色；
与交通事件影响范围上游边界的距离为[400,1000)米范围为预警缓冲段，LED警示灯显示黄色；
与交通事件影响范围上游边界的距离为[1000,2000]米范围为预警提醒段，LED警示灯显示绿色。
再进一步的，LED警示灯的闪烁频率的获取方法为：
一般风险事件的LED警示灯闪烁频率为60Hz/min；
中等风险事件的LED警示灯闪烁频率为120Hz/min；
高风险事件的LED警示灯闪烁频率为180Hz/min。
再进一步的，S4所述车道通行状态箭头指示灯显示颜色的获取方法为：
根据车道的受阻情况确定车道通行状态箭头指示灯的显示颜色；
受交通事件影响不可通行的车道，车道通行状态箭头指示灯显示红色；
与不可通行车道相邻的车道，车道通行状态箭头指示灯显示黄色；
其余车道，车道通行状态箭头指示灯显示绿色。
再进一步的，S6所述建立交通事件影响范围上游边界与排队速度的函数关系为：
l＝vt；
其中，l表示交通事件影响范围上游边界与排队车辆的距离；v表示车辆的排队速度；t表示时间。
再进一步的，车辆的排队速度为：
其中：qa表示交通事件上游的车辆到达率，单位是pcu/s；ql表示交通事件位置处的车辆驶出率，单位是pcu/s；h表示车辆排队的平均车头间距，单位是m；n表示高速公路上的单向车道数。下面结合图2-图4说明本发明的工作原理：
本发明中，在高速公路视线不良路段一侧或两侧等间距安装LED警示灯，如图2所示，每个LED警示灯的灯色及闪烁频率跟交通事件发生的位置及事件的严重程度有关，都实时可控。以驾驶人距离交通事件发生地的远近来衡量交通事件相对于驾驶人的紧急程度。以警示灯闪烁的频率来表征交通事件的严重程度。在无交通事件发生时，LED警示灯为关闭状态。当检测到交通事件后，系统迅速调整LED警示灯的显示颜色、闪烁频率及警示灯下方的车道通行状态箭头指示灯提示后续驾驶人应采取的紧急措施；在事件解除后，LED警示灯恢复为关闭状态。
本发明中，每200m间隔设置一组LED警示灯，如图3所示，安装于道路中央隔离栅栏上或左右栅栏均设置。当检测到高速公路上某地点发生交通事件时，以事件影响范围的上游边界为起点，其后2km范围内的LED警示灯都进行事件预警。
本发明中，以LED警示灯闪烁频率提示驾驶人交通事件的严重程度，闪烁频率越高，代表交通事件危险程度越大；闪烁频率越低，代表交通事件危险程度越小。闪烁频率规定如下：
将交通事件分为一般风险事件、中等风险事件和高风险事件。发生这些事件时，LED警示灯闪烁的频率分别为：高频180Hz/min，代表高风险事件；中频120Hz/min，代表中等风险事件；低频60Hz/min，代表一般风险事件。
交通事件的风险等级一旦确定，所有启亮的LED警示灯闪烁频率都相同，且当事件的风险等级改变时，LED警示灯的闪烁频率也相应改变。
本发明中，利用交通信号控制中常用的红、黄、绿三种颜色来提醒驾驶人距事件发生地的远近。红色代表距交通事件发生地很近，驾驶人应谨慎、缓慢行驶；黄色代表距前方交通事件发生地较近，驾驶人应采取减速、换道等措施行驶；绿色代表车辆所在位置距事件发生地属于安全可控范围，可不减速但需注意观测。
为了提示驾驶人合理换道，避免二次伤害事故的发生，在LED警示灯下方设置有车道通行状态的指示箭头，实时显示前方各车道的通畅状况。受交通事件影响不可通行的车道显示红色，提示驾驶人该车道阻断；与其相邻的车道显示黄色，提示驾驶人该车道轻微受阻，应谨慎驾驶；其余车道显示绿色，提示驾驶人可以谨慎安全通行。根据提示的车道通行状态信息，驾驶人可及时变换车道，规避风险。
事件预警分为三级。第一级：距离事件影响范围上游边界[0,400)米范围内的LED警示灯显示红色，作为预警警告段；第二级：在距离事件影响范围上游边界[400,1000)米范围内的LED警示灯显示黄色，作为预警缓冲段；第三级：在距离事件影响范围上游边界[1000,2000]米范围内的LED警示灯显示绿色，作为预警提醒段。
本发明中，交通事件解除时，疏散的车辆先从最前端开始，因此警示灯的关闭时间也是由前向后逐渐传递的。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。
Claims (10)
1.一种高速公路交通事件的分级预警方法，其特征在于，该预警方法为：
S1、采用视频检测器实时检测高速公路上的视频信息，并将采集到的视频信息发送给上位机；
S2、上位机根据实时采集的视频信息判断是否有交通事件发生，否则返回执行S1，是则执行S3；
S3、上位机根据交通事件的视频信息判别交通事件影响范围的上游边界、交通事件的风险等级和车道的受阻状况；
S4、上位机根据S3获取的信息获取预警范围信息；
所述预警范围信息包括：LED警示灯的启亮范围、LED警示灯的闪烁频率和车道通行状态箭头指示灯的显示颜色；
LED警示灯和车道通行状态箭头指示灯根据预警范围信息进行相应显示；
S5、上位机根据实时获取的视频信息判断是否有车辆发生排队，是则执行S6，否则执行S7；
S6、根据车辆的实时排队速度，建立交通事件影响范围上游边界与排队速度的函数关系，根据该函数关系实时调整预警范围信息；
LED警示灯和车道通行状态箭头指示灯根据预警范围信息进行相应显示；
S7、上位机根据实时获取的视频信息判断交通事件是否解除，否则返回执行S3，是则执行S8；
S8、LED警示灯和车道通行状态箭头指示灯关闭。
2.根据权利要求1所述的一种高速公路交通事件的分级预警方法，其特征在于，S2所述上位机根据实时采集的视频信息判断是否有交通事件发生的判断方法为：
在未发生交通事件时，采用视频检测器采集高速公路的视频信息，将该视频信息作为对照标准信息存储在上位机中；
上位机将视频检测器实时采集到的高速公路上的视频信息与对照标准信息相比较，如果存在差异则判定为有交通事件发生。
3.根据权利要求2所述的一种高速公路交通事件的分级预警方法，其特征在于，S3所述车道受阻状况的判别方法为：
上位机将视频检测器实时采集到的交通事件的视频信息与对照标准信息相比较，如果存在差异则判定为车道受阻。
4.根据权利要求1所述的一种高速公路交通事件的分级预警方法，其特征在于，S3所述交通事件的风险等级包括一般风险事件、中等风险事件和高风险事件。
5.根据权利要求1或4所述的一种高速公路交通事件的分级预警方法，其特征在于，S4所述LED警示灯的启亮范围的获取方法为：
根据S3获取的交通事件影响范围的上游边界，划分LED警示灯所在的距离范围，根据距离范围确定LED警示灯的启亮范围；
与交通事件影响范围上游边界的距离为[0,400)米范围为预警警告段，LED警示灯显示红色；
与交通事件影响范围上游边界的距离为[400,1000)米范围为预警缓冲段，LED警示灯显示黄色；
与交通事件影响范围上游边界的距离为[1000,2000]米范围为预警提醒段，LED警示灯显示绿色。
6.根据权利要求4所述的一种高速公路交通事件的分级预警方法，其特征在于，LED警示灯的闪烁频率的获取方法为：
一般风险事件的LED警示灯闪烁频率为60Hz/min；
中等风险事件的LED警示灯闪烁频率为120Hz/min；
高风险事件的LED警示灯闪烁频率为180Hz/min。
7.根据权利要求1或4所述的一种高速公路交通事件的分级预警方法，其特征在于，S4所述车道通行状态箭头指示灯显示颜色的获取方法为：
根据车道的受阻情况确定车道通行状态箭头指示灯的显示颜色；
受交通事件影响不可通行的车道，车道通行状态箭头指示灯显示红色；
与不可通行车道相邻的车道，车道通行状态箭头指示灯显示黄色；
其余车道，车道通行状态箭头指示灯显示绿色。
8.根据权利要求2所述的一种高速公路交通事件的分级预警方法，其特征在于，S5所述判断是否有车辆发生排队的方法为：
上位机将视频检测器实时采集到的高速公路上的视频信息与对照标准信息相比较，如果存在差异则判定为有车辆发生排队；
S7所述判断交通事件是否解除的方法为：
上位机将视频检测器实时采集到的高速公路上的视频信息与对照标准信息相比较，如果相同则判定为交通事件解除。
9.根据权利要求1所述的一种高速公路交通事件的分级预警方法，其特征在于，S6所述建立交通事件影响范围上游边界与排队速度的函数关系为：
l＝vt；
其中，l表示交通事件影响范围上游边界与排队车辆的距离；v表示车辆的排队速度；t表示时间。
10.根据权利要求9所述的一种高速公路交通事件的分级预警方法，其特征在于，车辆的排队速度为：
其中：qa表示交通事件上游的车辆到达率，单位是pcu/s；ql表示交通事件位置处的车辆驶出率，单位是pcu/s；h表示车辆排队的平均车头间距，单位是m；n表示高速公路上的单向车道数。
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