CN115387259A - 一种用于突发事件的车流管控系统、方法及存储介质 - Google Patents

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CN115387259A CN202211030803.2A CN202211030803A CN115387259A CN 115387259 A CN115387259 A CN 115387259A CN 202211030803 A CN202211030803 A CN 202211030803A CN 115387259 A CN115387259 A CN 115387259A
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赵永明
尚婷
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Abstract

本发明涉及道路事故技术领域，具体涉及一种用于突发事件的车流管控系统、方法及存储介质，其中系统包括：可变信息标志，所述可变信息标志布设在道路两侧，所述可变信息标志用于显示道路交通信息，所述可变信息标志连接有远程调控模块，所述远程调控模块用于远程调控可变信息标志开与关，所述远程调控模块用于更改可变信息标志所显示的道路交通信息；视线诱导标，所述视线诱导标布设在道路两侧，所述视线诱导标用于提供道路边界与线形诱导，所述视线诱导标之间的布设间距基于视错觉理论确定。本发明通过在道路两侧布设可变信息标志与视线诱导标，解决了现有技术无法保证突发情况下车流安全平稳通过或者停下的技术问题。

Description

一种用于突发事件的车流管控系统、方法及存储介质
技术领域
本发明涉及道路事故技术领域，具体涉及一种用于突发事件的车流管控系统、方法及存储介质。
背景技术
高速公路突发事件频发，严重影响在途交通运行安全和通行效率。传统手段对高速公路突发事件的应急处置过程过长，交通执法人员收到事故报警后，根据事故等级开展应急救援流程，确定事发地点并组织相关人员赶赴事故现场，通过路侧可移动式预警方式组织管理现场交通，在此过程中，应急救援响应时间过长，在救援人员赶赴现场的同时，上游车辆向事发地点前进，道路通行能力的突变造成事故地点交通情况复杂，导致救援效率过低，救援过程中交通执法人员需要全程指导，执法人员被暴露在危险中。因此，在高速公路突发事件处置的过程中，应有即时化、远程化、智能化的装备与系统对在途交通进行管控，而传统交通管控更多依赖执法人员现场处理，处置手段灵活，能最大程度保障管控过程中的驾驶员安全，但智能设备无法做到灵活的处置现场，使得驾驶员安全保障成为最大的交通安全隐患。故而，为实现即时化、远程化、智能化的突发事件下的交通管控，需要保障管控过程中的交通安全，如何通过科学合理布设不同预警方式之间的距离来保障车流安全平稳通过或者停下是关键问题。
发明内容
本发明提供一种用于突发事件的车流管控系统、方法及存储介质，解决了现有技术无法保证突发情况下车流安全平稳通过或者停下的技术问题。
本发明提供的基础方案为：一种用于突发事件的车流管控系统，包括：
可变信息标志，所述可变信息标志布设在道路两侧，所述可变信息标志用于显示道路交通信息，所述可变信息标志连接有远程调控模块，所述远程调控模块用于远程调控可变信息标志开与关，所述远程调控模块用于更改可变信息标志所显示的道路交通信息；
视线诱导标，所述视线诱导标布设在道路两侧，所述视线诱导标用于提供道路边界与线形诱导，所述视线诱导标之间的布设间距基于视错觉理论确定。
本发明的工作原理及优点在于：在车流管控过程中，容易出现追尾事故，追尾事故出现的原因是驾驶员跟车车速过快或者安全跟车距离不足，故而，本方案通过增强预警信息的强度来改变这一情况，主要包括两点：其一，在道路两侧布设可变信息标志显示道路交通信息，与此同时，通过远程调控模块根据实际情况实时地更改可变信息标志所显示的道路交通信息，由于道路在途交通车速较快，这样可以提供简单明了的道路交通信息以告知驾驶员车流管控原因，提高驾驶员的信服程度，并为车辆减速过程预留足够的预警距离，从而保障制动过程中车辆状态的安全平稳；其二，在道路线形不良或者视认不良的地方，由于道路两侧布设有视线诱导标，从而能够对车辆进行引导，而且，由于光线、形状等因素的干扰会导致观察移动物体过程中人的视觉感知偏离实际物体特征，也即出现视错觉，因此，基于视错觉理论确定视线诱导标之间的布设间距，这样可以使得车辆行驶的过程中驾驶员不自觉地降低车速，确保驾驶员的视错觉形成以后，也能够安全平稳地通过或者停下；其三，在确定突发事件产生以后，定位事发地点后，可以快速、安全、平稳的实现对在途交通进行调控，缩短应急反应时间，降低次生事故发生几率，同时保障车流在管控中的安全，保障执法人员安全。
本发明通过在道路两侧布设可变信息标志与视线诱导标，并根据视错觉理论确定视线诱导标之间的布设间距，解决了现有技术无法保证突发情况下车流安全平稳通过或者停下的技术问题。
进一步，所述视线诱导标之间的布设间距基于视错觉理论确定，包括：所述相邻的视线诱导标之间的布设间距基于视错觉理论中的边缘率和闪现率计算得到，根据驾驶员层级减速理论设计变间距的视线诱导标布设方案。
有益效果在于：视错觉是指由于光线、形状等因素的干扰，导致观察移动物体过程中人的视觉感知偏离实际物体特征，驾驶员的视错觉形成以后很难通过自身努力去改变，在视线诱导标的布设过程中引入视错觉理论，使得车辆行驶的过程中驾驶员不自觉地降低车速，从而提高了安全性与平稳性；同时，在不同的距离区间，针对视线诱导标采用不同的布设间距，在行驶过程中能够保障驾驶员完全地接收道路交通信息。
进一步，还包括门架式可变信息标志，所述门架式可变信息标志布设在管控区域的终点位置。
有益效果在于：门架式可变信息标志能够保证驾驶员均能接收到道路交通信息，同时，在有停车需求的情况下，能够为驾驶员提供停车位置，确保车辆安全平稳地通过或者停下。
进一步，所述管控区域包括最大停车排队长度与车辆到达排队尾部时刻的最小安全距离之和。
有益效果在于：通过构建在途交通的调控环境，改变道路运行环境来改变驾驶员的驾驶行为，调控环境的影响范围(也即管控区域)与驾驶员停车视距和道路通行能力是相关的，这样得到的管控区域精确度高，可以防止出现过度管控的情况，能够尽可能降低车流管控的影响。
进一步，还包括交通提示模块，所述交通提示模块用于提醒上游车辆道路交通信息。
有益效果在于：这样可以提高驾驶员的警惕性，促使其尽量缓慢谨慎驾驶。
进一步，还包括管控监控模块，所述管控监控模块用于监控车流管控过程，所述管控监控模块布设在门架式可变信息标志上。
有益效果在于：有监控的情况下，能够提高驾驶员的警惕性，促使其改变原有的驾驶状态，遵守管控过程中的交通规则。
基于上述一种用于突发事件的车流管控系统，本发明还公开一种用于突发事件的车流管控方法，包括：
S1、通过远程调控模块远程调控可变信息标志开与关，通过远程调控模块更改可变信息标志所显示的道路交通信息；
S2、通过交通提示模块提醒上游车辆道路交通信息；
S3、通过视线诱导标提供道路边界与线形诱导，所述视线诱导标之间的布设间距基于视错觉理论决定；
S4、通过管控监控模块实时监控车流管控过程。
本发明的工作原理及优点在于：一方面，在道路两侧布设可变信息标志显示道路交通信息，并通过远程调控模块实时地更改可变信息标志显示的道路交通信息，由于道路在途交通车速较快，这样可以提供道路交通信息以告知驾驶员车流管控原因，提高驾驶员的信服程度，为车辆减速过程预留足够的预警距离，从而保障制动过程中车辆状态的安全与平稳；其二，由于道路两侧布设有视线诱导标，在道路线形不良或者视认不良的地方，也能够对车辆进行引导，而且，视线诱导标之间的布设间距是基于视错觉理论确定的，可以使得车辆行驶过程中驾驶员不自觉地降低车速，确保驾驶员的视错觉形成以后，也能够安全、平稳地通过或者停下。
本发明还提供一种用于突发事件的车流管控方法的存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被运行或执行时，可用于执行所述一种用于突发事件的车流管控方法的步骤。
有益效果在于：比如说，存储介质可以为优盘或者光盘，将运行或执行时可以执行所述一种用于突发事件的车流管控方法的步骤的计算机程序储存在优盘或者光盘里，在出现突发事件需要进行车流管控时，将优盘或者光盘中的计算机程序导入计算机，即可控制相关的硬件或软件进行车流管控，既方便，又快捷，同时还可以防止计算机程序泄露，有利于保护商业秘密。
附图说明
图1为本发明一种用于突发事件的车流管控系统的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
说明书附图中的标记包括：可变信息标志1、视线诱导标2、门架式可变信息标志3、喇叭4、监控设施5。
实施例1
实施例基本如附图1所示，包括：
可变信息标志1，所述可变信息标志1布设在道路两侧，所述可变信息标志1用于显示道路交通信息，所述可变信息标志1连接有远程调控模块，所述远程调控模块用于远程调控可变信息标志1开与关，所述远程调控模块用于更改可变信息标志1所显示的道路交通信息；
视线诱导标2，所述视线诱导标2布设在道路两侧，所述视线诱导标2用于提供道路边界与线形诱导，所述视线诱导标2之间的布设间距基于视错觉理论确定。
作为方案的优选之一：所述视线诱导标2之间的布设间距基于视错觉理论确定，包括：所述相邻的视线诱导标2之间的布设间距基于视错觉理论中的边缘率和闪现率计算得到，根据驾驶员层级减速理论设计变间距的视线诱导标2布设方案。视错觉是指由于光线、形状等因素的干扰，导致观察移动物体过程中人的视觉感知偏离实际物体特征，驾驶员的视错觉形成以后很难通过自身努力去改变，在视线诱导标2的布设过程中引入视错觉理论，使得车辆行驶的过程中驾驶员不自觉地降低车速，从而提高了安全性与平稳性；同时，在不同的距离区间，针对视线诱导标2采用不同的布设间距，在行驶过程中能够保障驾驶员完全地接收道路交通信息。
作为方案的优选之二：还包括门架式可变信息标志3，所述门架式可变信息标志3布设在管控区域的终点位置。门架式可变信息标志3能够保证驾驶员均能接收到道路交通信息，同时，在有停车需求的情况下，能够为驾驶员提供停车位置，确保车辆安全平稳地通过或者停下。其中，所述管控区域包括最大停车排队长度与车辆到达排队尾部时刻的最小安全距离之和。通过构建在途交通的调控环境，改变道路运行环境来改变驾驶员的驾驶行为，调控环境的影响范围(也即管控区域)与驾驶员停车视距和道路通行能力是相关的，这样得到的管控区域精确度高，可以防止出现过度管控的情况，能够尽可能降低车流管控的影响。
作为方案的优选之三：还包括交通提示模块(比如说，采用喇叭4)与管控监控模块(比如说，采用监控设施5)，所述交通提示模块用于提醒上游车辆道路交通信息，这样可以提高驾驶员的警惕性，促使其尽量缓慢谨慎驾驶；所述管控监控模块用于监控车流管控过程，所述管控监控模块布设在门架式可变信息标志3上，有监控的情况下，能够提高驾驶员的警惕性，促使其改变原有的驾驶状态，遵守管控过程中的交通规则。
在本实施例中，针对道路出现突发性团雾的情况，进行在途交通远程调控，团雾路段内具有雾发突然、团雾消散和移动迅速等特点，使得在团雾路段无法做到有效的预警预报，因团雾产生的大型或者特大型交通事故时有发生。在团雾路段内交通事故产生以后，为避免团雾路段内出现严重的道路次生事故，应及时对团雾外道路上的在途交通进行及时调控。传统的交通调控手段为执法人员现场处置，处置时间和过程过长，当执法人员接受到事故报警后，确定事发地点并组织相关人员赶赴事故现场，通过路侧可移动式预警方式组织管理现场交通，在此过程中，应急响应时间过长，执法人员赶赴现场的同时，上游车辆也在不断逼近事发区域，团雾区域内能见度较低，上游车辆在看到事发车辆的同时，可能因停车视距不足或错误操作引发新的次生事故。因此，为保障团雾路段突发事件后在途交通安全，需要有及时有效的交通调控方式对上游车辆进行管控。
在道路交通系统中，驾驶员是主要的影响因素，环境是交通活动的基础，通过改变道路运行环境，对驾驶员的驾驶行为进行调控，这一过程需要通过分析交通调控中道路交通事故的成因，并根据事故成因分析得到调控系统的构成要素。基于驾驶员的认知规律对交通调控过程中事故成因进行分析，通过分析自由流状态下道路交通管控过程，将驾驶员认知状态分成四种状态，分别为：不知情状态、首次知情状态、确认知情状态和减速停车状态。四种认知状态产生不同的驾驶行为，不知情状态时驾驶员看不清标志内容，根据自身驾驶行为进行决策；首次知情状态时驾驶员获得标志内容，选择相信或怀疑标志内容，相信标志内容的驾驶行为表现为减速前行，怀疑标志内容的驾驶行为表现为保持原状态行驶；确认知情状态时驾驶员确认消息的正确性，选择减速前行；减速停车状态时驾驶员发现有停车需求，进行减速停车。在调控过程中出现的事故表现形式为追尾事故，追尾事故产生的原因为驾驶员跟车车速过快，安全跟车距离保持不足，可以通过增强预警信息的强度来改变这一情况。
由于道路在途交通车速较快，为保障制动过程中车辆状态的平稳，需要为车辆减速过程预留足够的预警距离；需要提供简单明了的道路交通信息告知调控原因，提高驾驶员信服程度；在道路线形不良或者视认不良的地方，需要设置道路线形诱导标对车辆进行引导；如果交通管控中有停车需求，需提供车辆停止地点，同时也应该满足路段内车辆停车需求。基于此，本实施例中需要的构成要素有可变信息标志1、视线诱导标2、门架式可变信息标志3、喇叭4和监控设施5来对调控环境进行布设。
在本实施例中，运用到道路交通系统，通过构建在途交通调控环境，改变道路运行环境来改变驾驶员的驾驶行为，调控环境的影响范围与驾驶员停车视距和道路通行能力相关，因此，调控环境的影响范围应包括调控环境内产生的最大停车排队长度和车辆到达排队尾部时刻的最小安全距离，如下式所示：
L＝S+S1 (1)
式中，L为调控环境的影响范围，S为车辆到达排队尾部时刻的最小安全距离，S1为调控环境内产生的最大停车排队长度，S可以基于驾驶员停车视距模型，根据运动学公式可得，如下式所示：
Figure BDA0003817100600000071
式中，v为车辆运行速度，km/h；t为驾驶员反应时间，一般取2.5s；φ为道路摩阻系数，此处选择为0.28；i为道路纵坡，上坡为正，下坡为负，无量纲；Sa车辆制动后与前车保持的安全间距，此处选择10m；S1计算公式如下，
Figure BDA0003817100600000072
式中，K为道路交通密度，辆/km；l为平均车头间距，m；S2为相邻两个系统(本发明的系统)安装间距，km；S3为排队中相邻两车车头间距，m。假设相邻两个系统的布设间距为10km，初步计算可得，调控环境的调控距离为1km。
得到调控环境的影响范围后，需要对调控环境内不同预警方式的布设方案进行研究。视错觉是指由于光线、形状等因素的干扰，导致观察移动物体过程中人的视觉感知偏离实际物体特征，驾驶员的视错觉形成以后，很难通过自身努力去改变这一现象。视线诱导标2布设方案中引入视错觉理论，在车辆行驶的过程中不自觉的降低车速。视错觉常用理论是边缘率、光流率和闪现率，式子(4)是边缘率计算相关公式，相关研究表明，4-16HZ是交通标志标线布设的合理密度，研究表明，闪现率小于4次/秒时可以接受，闪现率在2.5-3次/秒时效果最好。结合视错觉理论中的边缘率和闪现率计算得到相邻两个视线诱导标2之间的布设间距为8.33m-22.22m，取整数采用10m、20m、30m等间距布设方案，与此同时，根据驾驶员层级减速理论设计变间距布设方案，具体布设方案如下：0-450m采用30m的等间距布设，450-750m采用20m的等间距布设，750-1000m采用10m的等间距布设。
可变信息标志1是调控环境内在途交通获取道路信息的主要方式，基于驾驶员视认距离模型科学合理的设计可变信息标志1布设间距，保障驾驶员在行驶过程中能够完全的接收到道路交通信息，式(4)为可变信息标志1的前置距离的计算公式，如下所示：
Figure BDA0003817100600000081
式中，H为标志上边缘离地面高度，m；H0驾驶员视线高度，一般取值为1.2m；α为驾驶员视角消失角度，门架式和悬臂式标志为7°，立柱式标志为15°。
可变信息标志1在道路两侧布设，其布设方式为立柱式，可变信息标志1可以远程调控其开关，并更改发布信息内容，做到在不同突发事件情况下，传达给驾驶员的信息内容不同，例如，提醒前方出现交通事故或前方出现地质灾害等，并针对不同情况下的突发事件给驾驶员提供行驶建议。基于驾驶员视认距离模型计算可变信息标志1的前置或后置距离，并根据驾驶员在管控过冲中的减速过程，依据层级减速原理，得到不同可变信息标志1之间的布设间距，其具体布设间距如附图1所示。视线诱导标2也分布在道路两侧，为在途交通提供道路边界和线形诱导，其不提供道路交通信息，只对驾驶员行驶提供引导作用。基于视错觉理论，对视线诱导标2的布设间距进行设计，其具体布设间距如附图1所示。门架式可变信息标志3能保证驾驶员均能接收到标志信息，且在有停车需求的情况下，为驾驶员提供停止位置，其安装位置位于管控环境的终点位置。喇叭4提醒上游车辆前方道路运行情况，提高驾驶员警惕性。借助监控设施5可以监控车辆管控过程，在有监控设施5的情况下，能提高驾驶员的警惕性，改变原有驾驶状态，遵守管控过程中的交通规则，其安装位置位于门架式可变信息标志3上。
在本实施例中，在车流管控过程中，容易出现追尾事故，追尾事故出现的原因是驾驶员跟车车速过快或者安全跟车距离不足，故而，本方案通过增强预警信息的强度来改变这一情况，主要包括两点：其一，在道路两侧布设可变信息标志1显示道路交通信息，与此同时，通过远程调控模块根据实际情况实时地更改可变信息标志1所显示的道路交通信息，由于道路在途交通车速较快，这样可以提供简单明了的道路交通信息以告知驾驶员车流管控原因，提高驾驶员的信服程度，并为车辆减速过程预留足够的预警距离，从而保障制动过程中车辆状态的安全平稳；其二，在道路线形不良或者视认不良的地方，由于道路两侧布设有视线诱导标2，从而能够对车辆进行引导，而且，由于光线、形状等因素的干扰会导致观察移动物体过程中人的视觉感知偏离实际物体特征，也即出现视错觉，因此，基于视错觉理论确定视线诱导标2之间的布设间距，这样可以使得车辆行驶的过程中驾驶员不自觉地降低车速，确保驾驶员的视错觉形成以后，也能够安全平稳地通过或者停下。
实施例2
与实施例1不同之处仅在于，基于实施例1，还公开一种用于突发事件的车流管控方法，包括：通过远程调控模块远程调控可变信息标志1开与关，通过远程调控模块更改可变信息标志1所显示的道路交通信息；通过交通提示模块提醒上游车辆道路交通信息；通过视线诱导标2提供道路边界与线形诱导，所述视线诱导标2之间的布设间距基于视错觉理论决定；通过管控监控模块实时监控车流管控过程。通过这样的方式，一方面在道路两侧布设可变信息标志1显示道路交通信息，并通过远程调控模块实时地更改可变信息标志1显示的道路交通信息，提供道路交通信息以告知驾驶员车流管控原因，提高驾驶员的信服程度，为车辆减速过程预留足够的预警距离，保障制动过程中车辆状态的安全与平稳；另一方面，在道路线形不良或者视认不良的地方，也能够对车辆进行引导，可以使得车辆行驶过程中驾驶员不自觉地降低车速，确保驾驶员的视错觉形成以后，也能够安全、平稳地通过或者停下。
实施例3
与实施例2不同之处仅在于，基于实施例2，还公开一种用于突发事件的车流管控方法的存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被运行或执行时，可用于执行所述一种用于突发事件的车流管控方法的步骤。比如说，存储介质可以为优盘或者光盘，将运行或执行时可以执行所述一种用于突发事件的车流管控方法的步骤的计算机程序储存在优盘或者光盘里，在出现突发事件需要进行车流管控时，将优盘或者光盘中的计算机程序导入计算机，即可控制相关的硬件或软件进行车流管控，方便，又快捷。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种用于突发事件的车流管控系统，其特征在于，包括：
可变信息标志，所述可变信息标志布设在道路两侧，所述可变信息标志用于显示道路交通信息，所述可变信息标志连接有远程调控模块，所述远程调控模块用于远程调控可变信息标志开与关，所述远程调控模块用于更改可变信息标志所显示的道路交通信息；
视线诱导标，所述视线诱导标布设在道路两侧，所述视线诱导标用于提供道路边界与线形诱导，所述视线诱导标之间的布设间距基于视错觉理论确定。
2.如权利要求1所述的用于突发事件的车流管控系统，其特征在于，所述视线诱导标之间的布设间距基于视错觉理论确定，包括：所述相邻的视线诱导标之间的布设间距基于视错觉理论中的边缘率和闪现率计算得到，根据驾驶员层级减速理论设计变间距的视线诱导标布设方案。
3.如权利要求2所述的用于突发事件的车流管控系统，其特征在于，还包括门架式可变信息标志，所述门架式可变信息标志布设在管控区域的终点位置。
4.如权利要求3所述的用于突发事件的车流管控系统，其特征在于，所述管控区域包括最大停车排队长度与车辆到达排队尾部时刻的最小安全距离之和。
5.如权利要求4所述的用于突发事件的车流管控系统，其特征在于，还包括交通提示模块，所述交通提示模块用于提醒上游车辆道路交通信息。
6.如权利要求5所述的用于突发事件的车流管控系统，其特征在于，还包括管控监控模块，所述管控监控模块用于监控车流管控过程，所述管控监控模块布设在门架式可变信息标志上。
7.一种用于突发事件的车流管控方法，其特征在于，包括：
S1、通过远程调控模块远程调控可变信息标志开与关，通过远程调控模块更改可变信息标志所显示的道路交通信息；
S2、通过交通提示模块提醒上游车辆道路交通信息；
S3、通过视线诱导标提供道路边界与线形诱导，所述视线诱导标之间的布设间距基于视错觉理论决定；
S4、通过管控监控模块实时监控车流管控过程。
8.一种用于突发事件的车流管控方法的存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被运行或执行时，可用于执行所述一种用于突发事件的车流管控方法的步骤。
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