CN113888889A - 高速公路上防止连环撞车的预警系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种高速公路上防止连环撞车的预警系统，预警系统包括光缆、多个光纤传感器、多个红外热监测器、第一控制器和多个预警器；多个光纤传感器、多个红外热监测器和多个预警器分别通过光缆与第一控制器连接；光纤传感器确定光缆上应力发生变化的第一位置，并将第一位置发送给第一控制器；红外热监测器采集红外热图像，并将红外热图像发送给第一控制器；第一控制器根据第一位置和红外热图像，确定发生撞车的第二位置，并根据第二位置，从多个预警器中确定第一目标预警器，向第一目标预警器发送第一预警信息；第一目标预警器输出第一控制器发送的第一预警信息。这样，能够对后续跟进车辆发出预警，以防车辆连环碰撞。

Description

高速公路上防止连环撞车的预警系统

本申请为2017年7月18日提交中国专利局、申请号为201710585567.3发明名称为“高速公路上防止连环撞车预警系统”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本申请涉及交通控制系统技术领域，特别是涉及高速公路上防止连环撞车的预警系统。

背景技术

目前，国家高速公路里程已达13.1万公里，机动车拥有量2.85亿辆，车辆驾驶员2.96亿人。由天气、路况、车况、驾驶员的专业水平以及疲劳因素引起的高速公路交通事故数急剧增多，进而由高速公路交通事故引起的死亡人数和经济损失也急剧增多，达到惊人数量；尤其是高速公路上的重特大事故，一次死亡人数高达10至30多人，重特大交通事故的惨烈事故场景和巨大生命财产损失，无不在社会上引起强烈反响，也不断引起各界有识之士的高度关注。

以2005年为例，全国共发生交通事故450254起，死亡98738人，伤469911人，直接财产损失18.8亿元；交通事故中，重特大交通事故47起，死亡807人，伤705人；重特大交通事故中，一次死亡10至19人的重特大交通事故34起，死446人，伤531人；20至29人的重特大交通事故11起，死275人，伤134人；30人以上2起，死86人，伤40人。

交通事故的频繁发生，是经济社会高速发展带来的副作用。从某种意义上来说，交通事故的频繁发生是不以人的意志为转移的，但这并不是说，交通事故就无法避免。据有关媒体报道：世界上最安全的道路在英国，英国的道路交通安全设施最完备最发达，同时，英国人有着良好的遵守交通法规的习惯，因而道路交通事故发生率最低。但高速公路上多数重特大事故是经过连环撞车后造成的，即便在最安全的英国，也没有高速公路上防止连环撞车的预警系统。

面对这样一个各国都十分关注的世界性难题，居高不下的交通事故死亡率，使得道路安全设施面临升级的迫切需求。因此，解决高速公路上发生交通事故后及时预警的问题迫在眉睫。

相关技术中，多采用车载监控系统，来解决高速公路上发生交通事故后及时预警的问题。具体为：通过车载传感器，获得车身的速度和重量信息、车辆与周边障碍物的距离、以及驾驶员面部特征，将获得的速度、重量、距离、以及面部特征与设定的对应阈值进行比较，然后给出相应的提示或向驾驶员发出道路偏离与碰撞预警。

相关技术是对车辆本身信息的采集分析处理，是对交通事故可能发生的一种提示，但无法完成交通事故发生后，对交通事故现场信息的采集，更无法向高速交管中心发送信息，并对后续跟进车辆发出预警。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种高速公路上防止连环撞车的预警系统，以实现完成交通事故发生后对交通事故现场信息的采集，实现向高速交管中心发送交通事故现场信息，并对后续跟进车辆发出预警；在高速公路通信光电网络中断的情况下，通过车载通信单元以及中心通信单元，将碰撞信息发送给高速交管中心及交通事故的后方车辆，以防车辆连环碰撞。具体技术方案如下：

本申请实施例提供了一种高速公路上防止连环撞车的预警系统，所述预警系统包括现场监控模块，所述现场监控模块包括：光缆、多个光纤传感器、多个红外热监测器、第一控制器和多个预警器；

所述多个光纤传感器、所述多个红外热监测器和所述多个预警器分别通过光缆与所述第一控制器连接；

所述光缆设置在高速公路的防护栏的外侧，所述多个光纤传感器和所述多个红外热监测器分别设置在所述防护栏的内侧；

所述光纤传感器，用于确定所述光缆上应力发生变化的第一位置，并通过所述光缆，将所述第一位置发送给所述第一控制器；

所述红外热监测器，用于采集红外热图像，并通过所述光缆，将所述红外热图像发送给所述第一控制器；

所述第一控制器，用于根据所述第一位置和所述红外热图像，确定发生撞车的第二位置，并根据所述第二位置，从所述多个预警器中确定第一目标预警器，向所述第一目标预警器发送第一预警信息；

所述第一目标预警器，用于输出所述第一控制器发送的所述第一预警信息。

可选的，所述光缆外设置有保护套管，所述保护套管上，按照所述预设间隔设置有多个第一传感器孔；所述光纤传感器穿过所述第一传感器孔，与所述光缆连接；

所述防护栏上，按照所述预设间隔设置有多个第二传感器孔；所述光纤传感器穿过所述第二传感器孔，与所述光缆连接。

可选的，所述第一控制器，具体用于：

根据所述红外热图像，确定所述第一位置处的第一目标温度；若所述第一目标温度超过第一预设温度阈值，则将所述第一位置确定为发生撞车的第二位置；

在所述第二位置侧行驶方向的逆方向上，将距离所述第二位置小于等于第一预设距离阈值的预警器确定为第一目标预警器。

可选的，所述第一控制器，还用于：确定与所述第二位置距离最近的红外热监测器，作为目标红外热监测器，控制所述目标红外热监测器对所述第二位置进行对焦。

可选的，所述预警系统还包括远程监控模块，所述远程监控模块包括中心通信单元、第二控制器和报警器；所述中心通信单元、所述多个预警器和所述报警器分别与所述第二控制器连接；

所述第一控制器，还用于通过所述中心通信单元，将所述第一位置和所述红外热图像发送至所述第二控制器；

所述第二控制器，用于根据所述红外热图像，确定所述第一位置处的第二目标温度；若所述第二目标温度超过第二预设温度阈值，则根据所述第一位置，从所述多个预警器中确定第二目标预警器，向所述第二目标预警器发送第二预警信息，并向所述报警器发送警告信息；

所述第二目标预警器，用于输出所述第二预警信息；

所述报警器，用于输出所述警告信息。

可选的，所远程监控模块还包括显示屏和存储器，所述显示屏和所述存储器分别与所述第二控制器连接；

所述第二控制器，还用于生成所述红外热图像对应的温度趋势图，向所述显示屏发送所述温度趋势图和所述第一位置；

所述显示屏，用于显示所述第一位置和所述温度趋势图；

所述存储器，用于存储所述第一位置和所述红外热图像。

可选的，所述预警系统还包括安装在车辆上的车载模块，所述车载模块包括车载通信单元、车载导航单元、车载数据采集单元和处理器；所述处理器通过所述车载通信单元和所述中心通信单元，与所述第二控制器连接；所述车载通信单元、车载导航单元和车载数据采集单元分别与所述处理器连接；所述车载数据采集单元包括超声波测距传感器和碰撞传感器；

所述车载导航单元，用于采集所述车辆的目标位置；

所述超声波测距传感器，用于测量所述车辆与前方物体的目标距离；若目标距离小于第二预设距离阈值，则启动所述碰撞传感器；

所述碰撞传感器，用于检测碰撞强度信号，并将所述碰撞强度信号发送给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述碰撞强度信号确定碰撞强度；若所述碰撞强度大于预设强度阈值，则通过所述车载通信单元和所述中心通信单元，向所述第二控制器发送事故信息，所述事故信息包括所述目标位置。

可选的，所述车载模块还包括车载声响单元和车载显示屏；所述车载声响单元和所述车载显示屏分别与所述处理器连接；

所述第二控制器，还用于在所述第二目标温度超过第二预设温度阈值的情况下，若所述第一位置和所述目标位置之间的距离小于第三距离阈值，则向所述处理器发送所述第二预警信息；

所述处理器，还用于向所述车载声响单元和所述车载显示屏分别发送所述第二预警信息；

所述车载声响单元和所述车载显示屏，用于输出所述第二预警信息。

可选的，所述预警系统还包括太阳能供电模块、风能供电模块和电力供电模块；

所述太阳能供电模块包括：设置在高速公路旁的太阳能电池板、与所述太阳能电池板连接的太阳能蓄电池；

所述风能供电模块包括：设置在高速公路旁的风力发电设备、与所述风力发电设备连接的风能电池板、以及与所述风能电池板连接的风能蓄电池；

所述太阳能蓄电池、所述风能蓄电池和所述电力供电模块分别为所述多个光纤传感器、多个红外热监测器、第一控制器和多个预警器供电。

可选的，所述第一控制器、所述第二控制器和所述处理器为单片机。

本申请实施例有益效果：

(1)本申请实施例提供的高速公路上防止连环撞车的预警系统中，防护栏上的光纤传感器定位交通事故地点的位置，防护栏上的红外热监测器采集交通事故地点的红外热图像；第一控制器对交通事故地点的位置以及红外热图像进行分析，进而通过预警器输出预警信息，以满足提醒驾驶员慢行规避的要求。

(2)本申请实施例提供的高速公路上防止连环撞车的预警系统中，第一控制器还可以通过中心通信单元，将发生撞车的位置以及采集的发生撞车位置处的红外热图像发送至远端的第二控制器，实现将交通事故现场信息发送至高速交管中心。

(3)本申请实施例提供的高速公路上防止连环撞车的预警系统中，预警系统还可以包括车载模块。当车辆之间发生碰撞或追尾时，通过车载模块包括的碰撞传感器检测碰撞强度信号传递给车载模块包括的处理器，处理器将交通事故位置推送至远端的第二控制器，以启动后续加值服务，如启动预警范围内的声光预警、呼叫医护人员等。

本申请实施例中，在高速公路通信光电网络中断的情况下车辆撞击在防护栏上，或者，发生车辆间的碰撞事故，而车辆未撞击在防护栏上，通过车载通信单元以及中心通信单元，通过车载通信单元以及中心通信单元，将碰撞信息发送给高速交管中心及交通事故的后方车辆，以防车辆连环碰撞。

(4)本申请实施例提供的高速公路上防止连环撞车的预警系统中，预警系统还可以包括太阳能供电模块、风能供电模块和电力供电模块，可使用太阳能和风能供电，充分利用绿色能源，节省了电力能源。

(5)本申请实施例提供的高速公路上防止连环撞车的预警系统中，可纳入高速公路交通管理体系，作为现有视频监控、限速管控等手段的补充。该预警系统作为高速公路的组成部分，一次投资长期受益。

当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为本申请实施例提供的高速公路上防止连环撞车的预警系统的第一种结构示意图；

图2为本申请实施例提供的高速公路上防止连环撞车的预警系统的第二种结构示意图；

图3为本申请实施例提供的高速公路上防止连环撞车的预警系统的第三种结构示意图；

图4为本申请实施例提供的高速公路上防止连环撞车的预警系统的第四种结构示意图；

图5为本申请实施例提供的高速公路上防止连环撞车的预警系统的第五种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为实现完成交通事故发生后对交通事故现场信息的采集，实现向高速交管中心发送交通事故现场信息，并对后续跟进车辆发出预警，本申请实施例提供了一种高速公路上防止连环撞车的预警系统，如图1所示，该预警系统包括现场监控模块11，现场监控模块11包括：光缆111、多个光纤传感器112、多个红外热监测器113、第一控制器114和多个预警器115。图1中仅以一个光纤传感器112、一个红外热监测器113和一个预警器115为例进行说明，并不起限定作用。

本申请实施例中，多个光纤传感器112、多个红外热监测器113和多个预警器115分别通过光缆111与第一控制器114连接。

光缆111设置在高速公路的防护栏的外侧，多个光纤传感器112和多个红外热监测器113分别设置在防护栏的内侧；

光纤传感器112，用于确定光缆111上应力发生变化的第一位置，并通过光缆111，将第一位置发送给第一控制器114。

红外热监测器113，用于采集红外热图像，并通过光缆111，将红外热图像发送给第一控制器114。

第一控制器114，用于根据第一位置和红外热图像，确定发生撞车的第二位置，并根据第二位置，从多个预警器115中确定第一目标预警器，向第一目标预警器发送第一预警信息。

第一目标预警器，用于输出第一控制器114发送的第一预警信息。

本申请实施例提供的高速公路上防止连环撞车的预警系统中，防护栏上的光纤传感器定位交通事故地点的位置，防护栏上的红外热监测器采集交通事故地点的红外热图像；第一控制器对交通事故地点的位置以及红外热图像进行分析，进而通过预警器输出预警信息，以满足提醒驾驶员慢行规避的要求。

另外，本申请实施例提供的高速公路上防止连环撞车的预警系统中，第一控制器还可以通过中心通信单元，将发生撞车的位置以及采集的发生撞车位置处的红外热图像发送至远端的第二控制器，实现将交通事故现场信息发送至高速交管中心。

本申请实施例中，第一控制器114可以采用单片机实现。为便于维修和管理，第一控制器114可以设置在控制盒内，并该控制盒设置在高速公路的服务站或收费站内。

在本申请的一个实施例中，光缆111外设置有保护套管。保护套管上，按照预设间隔设置有多个第一传感器孔。光纤传感器112穿过第一传感器孔，与光缆111连接。其中，预设间隔可以根据实际需求进行设定，例如，预设间隔可以为10米、15米、或20米等。

本申请实施例中，可以在防护栏外侧打孔，将保护套管固定在防护栏外侧，进而实现将光缆111固定在防护栏外侧。通过保护套管，可以有效保护光缆111，降低光照、潮湿、风沙和碰撞等，对光缆111侵害，延长光缆111的使用寿命。

在本申请的一个实施例中，防护栏上，按照预设间隔设置有多个第二传感器孔；光纤传感器112穿过第二传感器孔，与光缆111连接。

本申请实施例中，光纤传感器112大部分本体由防护栏包围，降低光照、潮湿、风沙和碰撞等，对光纤传感器112侵害，延长光纤传感器112的使用寿命。

本申请实施例中，光纤传感器112可以为光纤光缆传感器，也可以为分布式光纤传感器，对此不进行限定。

当有车辆撞击到防护栏时，光纤传感器112可准确测量光缆沿线上发生应力、温度和振动变化的任意一点，以拾取监测点周围的应力、温度和振动信号。其中，监测点可以为光缆上的任一点。

当防护栏上的监测点由于车辆撞击遭到破坏时，由撞击产生的应力或冲击力，将改变光缆的特性和损耗，从而改变光缆的背向散射光功率和/或输出光功率，进而基于改变的背向散射光功率和/或输出光功率，完成监测点的判断和准确定位，即确定光缆上应力发生变化的第一位置。

红外热监测器113对防护栏周围环境进行监测，采集红外热图像。发生交通事故时，防护栏周围环境的温度会随之发生变化，进而红外热监测器113采集的红外热图像也会随之变化。因此，基于红外热图像，也可以确定车辆撞击的位置。

基于此，在本申请的一个实施例中，第一控制器，具体可以用于：根据红外热图像，确定第一位置处的第一目标温度；若第一目标温度超过第一预设温度阈值，则将第一位置确定为发生撞车的第二位置；在第二位置侧行驶方向的方向上，将距离第二位置小于等于第一预设距离阈值的预警器确定为第一目标预警器。第一预设温度阈值和第一预设距离阈值可以根据实际需求进行设定。例如，第一预设温度阈值可以为60摄氏度、80摄氏度或10摄氏度等，第一预设距离阈值为5～10公里之间的任一值。

本申请实施例中，第一控制器114对红外热图像进行分析，得到第一位置处的第一目标温度。第一控制器114比较第一目标温度和第一预设温度阈值。若第一目标温度超过第一预设温度阈值，则第一控制器确定第一位置处为发生撞车的位置，即第二位置。

在第二位置侧行驶方向的逆方向上，第一控制器114从多个预警器115中，获取距离第二位置小于等于第一预设距离阈值的预警器，并将获取的预警器作为第一目标预警器。进而第一控制器114向第一目标预警器发送第一预警信息。

第一控制器114综合考虑了光纤传感器112和红外热监测器113采集的信息，提高了确定发生撞车的位置的准确性。

本申请实施例中，预警器115可以包括但不限于警示灯、警示牌和电子显示屏等。警示灯和警示牌可以在防护栏上间隔设置。电子显示屏可使用高速公路上已有间隔设置的电子显示屏。电子显示屏也可以重新沿高速公路旁间隔设置。

若第一目标预警器包括警示灯，则该警示灯可以根据第一预警信息，闪烁红光。若第一目标预警器包括警示牌，则该警示牌可以根据第一预警信息，显示警示信息，以提醒后续车辆前方发生交通事故。若第一目标预警器包括电子显示屏，该电子显示屏可以显示第一预警信息，以提醒后续车辆前方发生交通事故。

在本申请的一个的实施例中，为了提高确定发生撞车的位置的准确性，第一控制器，还可以用于：确定与第二位置距离最近的红外热监测器，作为目标红外热监测器，控制目标红外热监测器对第二位置进行对焦。

本申请实施例中，第一控制器114在确定第二位置后，可以确定了距离第二位置最近的一个或多个红外热监测器，作为目标红外热监测器。进而第一控制器114调整目标红外热监测器的焦距和图像采集方向，实现目标红外热监测器对第二位置进行对焦，采集到更为清晰的交通事故现场的红外热图像，以便于高速交管中心准确获取交通事故现场的情况，使得高速交管中心下发正确的指令，快速准确的对交通事故现场进行处理。

基于上述高速公路上防止连环撞车的预警系统，本申请实施例还提供了一种高速公路上防止连环撞车的预警系统，如图2所示。该预警系统还可以包括远程监控模块12，远程监控模块12可以包括中心通信单元121、第二控制器122和报警器123；中心通信单元121、多个预警器115和报警器123分别与第二控制器122连接。

这种情况下，第一控制器114，还可以用于通过中心通信单元121，将第一位置和红外热图像发送至第二控制器122。

第二控制器122，用于根据红外热图像，确定第一位置处的第二目标温度；若第二目标温度超过第二预设温度阈值，则根据第一位置，从多个预警器115中确定第二目标预警器，向第二目标预警器发送第二预警信息，并向报警器发送警告信息。

第二目标预警器，用于输出第二预警信息。

报警器123，用于输出警告信息。

本申请实施例中，远程监控模块12可以位于卫星上，也可以位于高速交管中心，还可以在卫星和高速交管中心上分别设置一个远程监控模块12，以提高公路的安全性。第二控制器114可以采用单片机实现，也可以采用其他芯片实现，对此不进行限定。

通过中心通信单元121，第一控制器114将第一位置和红外热图像发送至第二控制器122。

第二控制器122接收第一位置和红外热图像；对红外热图像进行分析，得到第一位置处的第二目标温度。第二控制器122比较第二目标温度和第二预设温度阈值。若第二目标温度超过第二预设温度阈值，则第二控制器122根据第一位置，从多个预警器115中确定一个或多个第二目标预警器，向第二目标预警器发送第二预警信息。

另外，第二控制器122向报警器123发送警告信息。进而报警器123输出警告信息，以进行报警。第二目标预警器输出第二预警信息。

其中，第二预设温度阈值可以根据实际需求进行设定。第二预设温度阈值可以与第一预设温度阈值相同，也可以与第一预设温度阈值不同。

第二控制器122确定第二目标预警器的方式，可参见上述第一控制器114确定第一目标预警器的方式，此处不再赘述。

本申请实施例中，光纤传感器112、红外热监测器113、第一控制器114、预警器115和远程监控模块12之间的信息采用有线电传输方式，减少对高速公路沿线蜂窝基站的依赖，为工程实施提供方便。

在本申请的一个实施例中，如图3所示，远程监控模块12还可以包括显示屏124和存储器125，显示屏124和存储器125分别与第二控制器连接；

第二控制器122，还可以用于生成红外热图像对应的温度趋势图，向显示屏发送温度趋势图和第一位置。

显示屏124，用于显示第一位置和温度趋势图。

存储器125，用于存储第一位置和红外热图像。

本申请实施例中，显示屏124可以为触控显示屏，也可以为非触控显示屏。对此不进行限定。

存储器125存储第一位置和红外热图像，还可以用于存储红外热图像对应的温度趋势图，也可以用于存储光纤传感器112和红外人监测器113监测到的其他数据，对此不进行限定。

本申请实施例中，第二控制器122对接收到的红外热图像进行分析，绘制相应的温度趋势图，显示屏124显示该温度趋势图，便于高速交管中心直观了解交通事故现场的情况。

本申请实施例提供的高速公路上防止连环撞车的预警系统中，第一控制器还可以通过中心通信单元，将发生撞车的位置以及采集的发生撞车位置处的红外热图像发送至远端的第二控制器，实现将交通事故现场信息发送至高速交管中心。

本申请实施例提供的高速公路上防止连环撞车的预警系统中，预警系统还可以包括车载模块。当车辆之间发生碰撞或追尾时，通过车载模块包括的碰撞传感器检测碰撞强度信号传递给车载模块包括的处理器，处理器将交通事故位置推送至远端的第二控制器；以启动后续加值服务，如启动预警范围内的声光预警、呼叫医护人员等。

在本申请的一个实施例中，如图4所示，预警系统还可以包括安装在车辆上的车载模块13，车载模块13包括车载通信单元131、车载导航单元132、车载数据采集单元133和处理器134；处理器134通过车载通信单元131和中心通信单元121，与第二控制器122连接；车载通信单元131、车载导航单元132和车载数据采集单元133分别与处理器134连接；车载数据采集单元133可以包括超声波测距传感器和碰撞传感器。

车载导航单元132，用于采集车辆的目标位置；

超声波测距传感器，用于测量车辆与前方物体的目标距离；若目标距离小于第二预设距离阈值，则启动碰撞传感器；

碰撞传感器，用于检测碰撞强度信号，并将碰撞强度信号发送给处理器；

处理器134，用于根据碰撞强度信号确定碰撞强度；若碰撞强度大于预设强度阈值，则通过车载通信单元131和中心通信单元121，向第二控制器发送事故信息，事故信息包括目标位置。

本申请实施例提供的高速公路上防止连环撞车的预警系统中，预警系统还可以包括车载模块。当车辆之间发生碰撞或追尾时，通过车载模块包括的碰撞传感器检测碰撞强度信号传递给车载模块包括的处理器，处理器将交通事故位置推送至远端的第二控制器，以启动后续加值服务，如启动预警范围内的声光预警、呼叫医护人员等。

本申请实施例中，在高速公路通信光电网络中断的情况下车辆撞击在防护栏上，或者，发生车辆间的碰撞事故，而车辆未撞击在防护栏上，通过车载通信单元以及中心通信单元，通过车载通信单元以及中心通信单元，将碰撞信息发送给高速交管中心及交通事故的后方车辆，以防车辆连环碰撞。

本申请实施例中，远程监控模块12可以位于卫星上，也可以位于高速交管中心，还可以在卫星和高速交管中心上分别设置一个远程监控模块12。

在卫星和高速交管中心上分别设置一个远程监控模块12的情况下，碰撞传感器可以将碰撞强度信号分别发送至卫星和高速交管中心，进而由卫星和高速交管中心分别通知交通事故的后方车辆发送交通事故的位置信息，以防车辆连环碰撞，提高公路的安全性。

本申请实施例中，处理器134可以采用单片机实现，也可以采用其他芯片实现，对此不进行限定。处理器134可以由存储器和微处理器组成。

第二控制器可以根据目标位置，从多个预警器中确定第三目标预警器，向第三目标预警器发送第三预警信息，并向报警器发送警告信息；第三目标预警器输出第三预警信息；报警器输出警告信息。

第二控制器122确定第三目标预警器的方式，可参见上述第一控制器114确定第一目标预警器的方式，此处不再赘述。

在本申请的一个实施例中，如图5所示，车载模块13还包括车载声响单元135和车载显示屏136；车载声响单元135和车载显示屏136分别与处理器连接。

第二控制器122，还可以用于在第二目标温度超过第二预设温度阈值的情况下，若第一位置和目标位置之间的距离小于第三距离阈值，则向处理器134发送第二预警信息。处理器134，还可以用于向车载声响单元135和车载显示屏136分别发送第二预警信息。车载声响单元135和车载显示屏136，用于输出第二预警信息。

本申请实施例中，在第二目标温度超过第二预设温度阈值的情况下，若第一位置和目标位置之间的距离小于第三距离阈值，则说明车辆在危险范围内，第二控制器122通过车载通信单元131和中心通信单元121，向处理器134发送第二预警信息。进而处理器134向车载声响单元135和车载显示屏136分别发送第二预警信息。车载声响单元135和车载显示屏136输出第二预警信息，以提示驾驶员前方危险，实现预防连环撞车的情况。

在本申请的一个实施例中，预警系统还可以包括太阳能供电模块、风能供电模块和电力供电模块。

太阳能供电模块包括：设置在高速公路旁的太阳能电池板、与太阳能电池板连接的太阳能蓄电池；

风能供电模块包括：设置在高速公路旁的风力发电设备、与风力发电设备连接的风能电池板、以及与风能电池板连接的风能蓄电池；

太阳能蓄电池、风能蓄电池和电力供电模块分别为多个光纤传感器112、多个红外热监测器113、第一控制器114和多个预警器115供电。

当白天光照好时，太阳能供电模块工作，并将多余的电能存储到太阳能蓄电池中，以在夜间或无光照时，通过太阳能蓄电池，为多个光纤传感器112、多个红外热监测器113、第一控制器114和多个预警器115供电；

当采用风电时，风能供电模块工作，并将多余的电能存储到风能蓄电池内，以在无风时，通过风能蓄电池，为多个光纤传感器112、多个红外热监测器113、第一控制器114和多个预警器115供电。

当遇到阴雨天气，太阳能供电模块和风能供电模块无法工作供电时，电力供电模块为多个光纤传感器112、多个红外热监测器113、第一控制器114和多个预警器115供电。

本申请实施例中，可结合高速公路上已有的探头、电子显示屏和防护栏，为跟进车辆的驾驶员提供预警信息，防止发生连环撞车事件发生。

通过以下两个实施例，对本申请实施例提供的高速公路上防止连环撞车的预警系统进行说明。

实施例一：

当驾驶员因疲劳驾驶、酒驾或其它原因发生交通事故时，车辆撞击防护栏。光纤传感器可准确测量光缆沿线上发生应力、温度、振动变化的任意一点，以拾取监测点周围的应力、温度和振动信号。

当防护栏上的监测点由于车辆撞击遭到破坏时，由撞击产生的应力或冲击力，将改变光缆的特性和损耗，从而改变光缆的背向散射光功率和/或输出光功率，进而基于改变的背向散射光功率和/或输出光功率，完成监测点的判断和准确定位。

红外热监测器对防护栏周围环境进行监测。光纤传感器和红外热监测器自动采集交通事故发生地点信息。交通事故发生地点信息可以包括交通事故发生地点的位置以及红外热监测器采集红外热图像。

第一控制器对交通事故发生地点信息进行分析判断，输出预警信息给警示灯、警示牌和电子显示屏。沿高速公路防护栏方向，第一控制器启动车辆后方第一预设距离阈值(即预警距离)内设置的警示灯和警示牌，实现预警提示功能，并且，车辆后方预警距离内的电子显示屏进行图文显示。

中心通信单元可以采用卫星通信。光纤传感器和红外热监测器通过对防护栏进行温升变化监测，并对防护栏的周围环境进行全天候安全监视。

第一控制器输出的交通事故发生地点信息，由第一控制器上的卫星发射机通过卫星通信天线，将交通事故发生地点信息发送出去，并向高速交管中心推送交通事故发生地点信息给第二控制器。第二控制器分析、记录、报警、报告以及绘制相关温度趋势图，并显示在远程监控模块中的显示屏上。远程监控模块中的存储器用于存储事故相关信息，如交通事故发生地点信息和温度趋势图等。远程监控模块中的显示屏显示事故相关信息。

若第二控制器根据红外热监测器检测到温度，通过第二预设温度阈值，判断是否报警。若红外热监测器检测到温度超过第二预设温度阈值，则第二控制器控制报警器进行报警，以便提供后续的救援、紧急求救等加值服务，实现多种手段联动作用，为跟进车辆的驾驶员提供前方事故的预警信号，防止发生连环撞车事件，大大提高人身、财产安全。

该预警系统可加入保险体系，交通事故造成的损失可由保险公司承担。

实施例二：

当两车辆相撞而发生交通事故时，由车载模块探测交通事故发生地点信息。车载模块包括处理器、及与处理器连接的车载数据采集单元、车载声响单元、车载导航单元和车载通信单元。处理器通过车载通信单元与远程监控模块连接。

车载通信单元可以采用无线通信或卫星通信。车载数据采集单元包括设置在车辆上的超声波测距传感器和碰撞传感器。超声波测距传感器用于检测与前方物体的距离，以及时提醒驾驶员避让。若避让不及时，碰撞传感器检测碰撞强度信号。碰撞传感器是车载模块中的信号输入装置，碰撞传感器将检测到的碰撞强度信号传递给处理器。

处理器根据碰撞传感器检测到的碰撞强度信号，来判定是否向卫星发射事故信号。该事故信号为指示发生交通事故的信号。具体的，当碰撞传感器检测到的事故信号超过预设强度阈值时，处理器通过接收到的事故信号，结合车载导航单元，确定交通事故发生地点的位置。处理器通过车载通信单元和中心通信单元，将交通事故发生地点信息推送至高速交管中心，启动后续加值服务。

第二控制器判断交通事故发生地点的位置输出给与第二控制器相连的警示灯、警示牌和电子显示屏。第二控制器启动车辆后方至少5-10公里警示灯、警示牌的闪光加以警示，并通过电子显示屏实现图文预警提示功能。该预警系统的运用可以大幅度的减少高速公路恶性事故的发生。

本申请实施例还可以同时通过的中心通信单元，由高速交管中心向跟进方向预警范围内的车载显示屏、车载声响单元或其他可供提示的设备发送预警信息，提示车辆驾驶员提前减速慢行，避让车祸现场。其中，其他可供提示的设备可以为车主的手机等。

本申请实施例提供的高速公路上防止连环撞车的预警系统，可以利用防护栏上的光纤传感器进行预警，还可以利用防护栏上的红外热监测器进行预警，也可以利用车载模块进行预警。这三种预警方式也可以任意结合，这三种预警方式相互独立又互为补充。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高速公路上防止连环撞车的预警系统，其特征在于，所述预警系统包括现场监控模块，所述现场监控模块包括：光缆、多个光纤传感器、多个红外热监测器、第一控制器和多个预警器；

所述多个光纤传感器、所述多个红外热监测器和所述多个预警器分别通过光缆与所述第一控制器连接；

所述光缆设置在高速公路的防护栏的外侧，所述多个光纤传感器和所述多个红外热监测器分别设置在所述防护栏的内侧；

所述光纤传感器，用于确定所述光缆上应力发生变化的第一位置，并通过所述光缆，将所述第一位置发送给所述第一控制器；

所述红外热监测器，用于采集红外热图像，并通过所述光缆，将所述红外热图像发送给所述第一控制器；

所述第一控制器，用于根据所述第一位置和所述红外热图像，确定发生撞车的第二位置，并根据所述第二位置，从所述多个预警器中确定第一目标预警器，向所述第一目标预警器发送第一预警信息；

所述第一目标预警器，用于输出所述第一控制器发送的所述第一预警信息。

2.根据权利要求1所述的预警系统，其特征在于，所述光缆外设置有保护套管，所述保护套管上，按照所述预设间隔设置有多个第一传感器孔；所述光纤传感器穿过所述第一传感器孔，与所述光缆连接；

所述防护栏上，按照所述预设间隔设置有多个第二传感器孔；所述光纤传感器穿过所述第二传感器孔，与所述光缆连接。

3.根据权利要求1所述的预警系统，其特征在于，所述第一控制器，具体用于：

根据所述红外热图像，确定所述第一位置处的第一目标温度；若所述第一目标温度超过第一预设温度阈值，则将所述第一位置确定为发生撞车的第二位置；

在所述第二位置侧行驶方向的逆方向上，将距离所述第二位置小于等于第一预设距离阈值的预警器确定为第一目标预警器。

4.根据权利要求1所述的预警系统，其特征在于，所述第一控制器，还用于：确定与所述第二位置距离最近的红外热监测器，作为目标红外热监测器，控制所述目标红外热监测器对所述第二位置进行对焦。

5.根据权利要求1所述的预警系统，其特征在于，所述预警系统还包括远程监控模块，所述远程监控模块包括中心通信单元、第二控制器和报警器；所述中心通信单元、所述多个预警器和所述报警器分别与所述第二控制器连接；

所述第一控制器，还用于通过所述中心通信单元，将所述第一位置和所述红外热图像发送至所述第二控制器；

所述第二控制器，用于根据所述红外热图像，确定所述第一位置处的第二目标温度；若所述第二目标温度超过第二预设温度阈值，则根据所述第一位置，从所述多个预警器中确定第二目标预警器，向所述第二目标预警器发送第二预警信息，并向所述报警器发送警告信息；

所述第二目标预警器，用于输出所述第二预警信息；

所述报警器，用于输出所述警告信息。

6.根据权利要求5所述的预警系统，其特征在于，所远程监控模块还包括显示屏和存储器，所述显示屏和所述存储器分别与所述第二控制器连接；

所述第二控制器，还用于生成所述红外热图像对应的温度趋势图，向所述显示屏发送所述温度趋势图和所述第一位置；

所述显示屏，用于显示所述第一位置和所述温度趋势图；

所述存储器，用于存储所述第一位置和所述红外热图像。

7.根据权利要求5所述的预警系统，其特征在于，所述预警系统还包括安装在车辆上的车载模块，所述车载模块包括车载通信单元、车载导航单元、车载数据采集单元和处理器；所述处理器通过所述车载通信单元和所述中心通信单元，与所述第二控制器连接；所述车载通信单元、车载导航单元和车载数据采集单元分别与所述处理器连接；所述车载数据采集单元包括超声波测距传感器和碰撞传感器；

所述车载导航单元，用于采集所述车辆的目标位置；

所述超声波测距传感器，用于测量所述车辆与前方物体的目标距离；若目标距离小于第二预设距离阈值，则启动所述碰撞传感器；

所述碰撞传感器，用于检测碰撞强度信号，并将所述碰撞强度信号发送给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述碰撞强度信号确定碰撞强度；若所述碰撞强度大于预设强度阈值，则通过所述车载通信单元和所述中心通信单元，向所述第二控制器发送事故信息，所述事故信息包括所述目标位置。

8.根据权利要求7所述的预警系统，其特征在于，所述车载模块还包括车载声响单元和车载显示屏；所述车载声响单元和所述车载显示屏分别与所述处理器连接；

所述第二控制器，还用于在所述第二目标温度超过第二预设温度阈值的情况下，若所述第一位置和所述目标位置之间的距离小于第三距离阈值，则向所述处理器发送所述第二预警信息；

所述处理器，还用于向所述车载声响单元和所述车载显示屏分别发送所述第二预警信息；

所述车载声响单元和所述车载显示屏，用于输出所述第二预警信息。

9.根据权利要求1-8任一所述的预警系统，其特征在于，所述预警系统还包括太阳能供电模块、风能供电模块和电力供电模块；

所述太阳能供电模块包括：设置在高速公路旁的太阳能电池板、与所述太阳能电池板连接的太阳能蓄电池；

所述风能供电模块包括：设置在高速公路旁的风力发电设备、与所述风力发电设备连接的风能电池板、以及与所述风能电池板连接的风能蓄电池；

所述太阳能蓄电池、所述风能蓄电池和所述电力供电模块分别为所述多个光纤传感器、多个红外热监测器、第一控制器和多个预警器供电。

10.根据权利要求8所述的预警系统，其特征在于，所述第一控制器、所述第二控制器和所述处理器为单片机。

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