CN116229748B - 基于准全天候通行的高速公路诱导灯具控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于准全天候通行的高速公路诱导灯具控制方法和系统，其中，所述方法包括：毫米波雷达采集车辆和道路的雷达定位数据；摄像机采集车辆和道路的图像定位数据；车路协同设备采集车辆和道路的路侧定位数据；北斗系统采集车辆和道路的北斗定位数据；气象检测器采集气象信息；智能高速云控平台利用所述雷达定位数据、图像定位数据、路侧定位数据、北斗定位数据和所述气象数据，产生各路段交通设施的控制数据并发送至各路段的路侧边缘设备；各路段的路侧边缘设备根据所在路段交通设施的控制数据，控制所在路段的诱导灯具发光。本实施例提高控制策略的精确性。

Description

基于准全天候通行的高速公路诱导灯具控制方法和系统

技术领域

本发明实施例涉及智能交通领域，尤其涉及一种基于准全天候通行的高速公路诱导灯具控制方法。

背景技术

准全天候通行，只根据车路信息制定并发布主动控制策略，实现不良天气条件下的安全通行，减少因不良天气导致的高速封闭时长。高速公路诱导灯主要是雾天公路行车安全诱导装置。

现有高速公路诱导灯主要是雾天公路行车安全诱导装置，采用的规范为中华人民共和国交通运输行业标准JT/T 1032-2016标准。灯具控制有道路轮廓强化模式(能见度低点亮)、行车主动诱导模式(能见度低时灯具闪烁)、防止追尾模式(车辆检测器判断前后车间距控制灯具亮红灯)。但存在控制源单一、控制策略单一等缺点。

发明内容

本发明实施例提供一种基于准全天候通行的高速公路诱导灯具控制方法，通过更精确的定位信息，针对不同路段、不同交通场景指定不同的控制策略。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于准全天候通行的高速公路诱导灯具控制方法，包括：

毫米波雷达采集车辆和道路的雷达定位数据并上传至智能高速云控平台；

摄像机采集车辆和道路的图像定位数据并上传至所述智能高速云控平台；

车路协同设备采集车辆和道路的路侧定位数据并上传至所述智能高速云控平台；

北斗系统采集车辆和道路的北斗定位数据并上传至所述智能高速云控平台；

气象检测器采集气象信息并上传至所述智能高速云控平台；

所述智能高速云控平台利用所述雷达定位数据、图像定位数据、路侧定位数据、北斗定位数据和所述气象数据，产生各路段交通设施的控制数据并发送至各路段的路侧边缘设备；

各路段的路侧边缘设备根据所在路段交通设施的控制数据，控制所在路段的诱导灯具发光。

可选的，所述智能高速云控平台利用所述雷达定位数据、图像定位数据、路侧定位数据、北斗定位数据和所述气象数据，产生各路段交通设施的控制数据，包括：

所述智能高速云控平台根据所述雷达定位数据、图像定位数据、路侧定位数据、北斗定位数据和所述气象数据，得出道路的交通量信息、道路的交通事件信息、车辆信息；根据所述气象数据、道路的交通量信息、道路的交通事件信息和车辆信息，确定各路段所处的交通场景；根据各路段所处的交通场景，产生各路段交通设施的控制数据；

其中，所述交通场景包括夜间场景、恶劣气象条件场景和交通事故场景。

可选的，所述根据各路段所处的交通场景，产生各路段交通设施的控制数据，包括：

根据一路段所处的夜间场景，产生控制数据，用于控制所述路段的左黄右白诱导灯按照闪烁频率为≥30次/分钟开启。

可选的，所述根据各路段所处的交通场景，产生各路段交通设施的控制数据，包括：

根据一路段所处的恶劣气象条件场景，产生控制数据，用于控制所述路段的左黄右白诱导灯开启，且控制所述路段的交通设施根据能见度和车流量调整工作方式。

可选的，所述路段的交通设施根据能见度和车流量调整工作方式，包括：

当200米≤能见度≤300米时，闪烁黄灯，闪烁频率为≥30次/分钟；

当150米≤能见度≤200米时，闪烁黄灯；且当车流量小于1000辆/小时，闪烁频率调节为≥30次/分钟；当车流量大于1000辆/小时，闪烁频率调节为≥60次/分钟；

当100米≤能见度≤150米，闪烁黄灯；且当车流量小于1000辆/小时，闪烁频率调节为≥60次/分钟；当车流量大于1000辆/小时，闪烁频率调节为≥80次/分钟；同时，路段情报板、信息板进行提示，诱导广播开启语音播报安全驾驶提醒；

当50米≤能见度≤100米时，闪烁黄灯；且当车流量小于1000辆/小时，闪烁频率调节为≥60次/分钟；当车流量大于1000辆/小时，闪烁频率调节为≥100次/分钟；同时路段情报板、信息板进行提示，诱导广播开启语音播报安全驾驶提醒；

当能见度≤50米时，通知交警部门，红灯闪烁，闪烁频率调节为≥130次/分钟；同时路段情报板、信息板进行提示，诱导广播开启语音播报安全驾驶提醒。

可选的，所述根据各路段所处的交通场景，产生各路段交通设施的控制数据，包括：

根据一路段所处的交通事件场景，产生控制数据，用于控制所述路段的交通设施根据到交通事件发生地的距离调整工作方式。

可选的，所述路段的交通设施根据到交通事件发生地的距离调整工作方式，包括：

在事件发生地上游一定范围内，黄色诱导灯关闭，红色警示灯开启，并以高亮同步闪烁模式工作，向驾驶人告知前方有交通事件发生；距离时间发生地越近，灯闪烁频率越高。

可选的，所述根据所述雷达定位数据、图像定位数据、路侧定位数据、北斗定位数据和所述气象数据，得出道路的交通量信息、道路的交通事件信息、车辆信息，包括：

通过消息队列方式融合所述雷达定位数据和北斗定位数据，得到第一融合数据；

通过异步方式融合所述雷达定位数据和图像定位数据，得到第二融合数据；

通过JDL模型融合所述气象数据和图像定位数据，得到第三融合数据；

通过主成变换方式融合所述第一融合数据、第二融合数据、第三融合数据和路侧定位数据，得出道路的交通量信息、道路的交通事件信息、车辆信息。

可选的，使所述各路段的路侧边缘设备根据所在路段交通设施的控制数据，控制所在路段的诱导灯具发光，包括：

所述各路段的路侧边缘设备采用多源异构数据处理方式，根据所述控制数据控制所在路段内的可变信息标志、车路协同设备、路政交警车辆与诱导灯具联动，共同协助准全天候通行。

第二方面，本发明实施例提供一种基于准全天候通行的高速公路诱导灯具控制系统，包括：毫米波雷达、摄像机、车路协同设备、北斗系统、气象检测器、智能高速云控平台、路侧边缘设备和诱导灯具；其中，

毫米波雷达用于采集车辆和道路的雷达定位数据并上传至智能高速云控平台；

摄像机用于采集车辆和道路的图像定位数据并上传至所述智能高速云控平台；

车路协同设备用于采集车辆和道路的路侧定位数据并上传至所述智能高速云控平台；

北斗系统用于采集车辆和道路的北斗定位数据并上传至所述智能高速云控平台；

气象检测器用于采集气象信息并上传至所述智能高速云控平台；

所述智能高速云控平台用于利用所述雷达定位数据、图像定位数据、路侧定位数据、北斗定位数据和所述气象数据，产生各路段交通设施的控制数据并发送至各路段的路侧边缘设备；

各路段的路侧边缘设备用于根据所在路段交通设施的控制数据，控制所在路段的诱导灯具发光。

本发明实施例采用雷达、摄像机、气象检测器、车路协同设备等与控制平台联动，制定全线最优控制策略；通过边缘计算设备联动对诱导灯具进行分区段控制，可以对雨、雪、雾、交通事件等场景产生不同的控制方案。边缘计算设备控制区段内可变信息标志、车路协同设备、路政交警车辆与诱导灯具联动，共同协助准全天候通行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种基于准全天候通行的高速公路诱导灯具控制系统的结构图。

图2是本发明实施例提供的一种基于准全天候通行的高速公路诱导灯具控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供的一种基于准全天候通行的高速公路诱导灯具控制方法。为了说明该方法，优先说明实现该方法的系统架构。图1是本发明实施例提供的一种基于准全天候通行的高速公路诱导灯具控制系统的结构图。如图1所示，该系统包括：毫米波雷达、摄像机、车路协同设备、北斗系统、气象检测器、智能高速云控平台、路侧边缘设备和诱导灯具。其中，毫米波雷达、摄像机、车路协同设备、北斗系统和气象检测器都属于前端感知设备，用于通过不同感知手段获得更精准的信息。智能高速云控平台属于后端平台，根据前端提供的精准信息，产生更近准的控制策略。

基于图1所示的系统架构，图2是本发明实施例提供的一种基于准全天候通行的高速公路诱导灯具控制方法的流程图。该方法适用于根据不同的交通场景控制高速公路诱导灯具的情况。该方法由图1所示的系统执行，如图2所示，具体包括如下步骤：

S110、毫米波雷达采集车辆和道路的雷达定位数据并上传至智能高速云控平台；摄像机采集车辆和道路的图像定位数据并上传至所述智能高速云控平台；车路协同设备采集车辆和道路的路侧定位数据并上传至所述智能高速云控平台；北斗系统采集车辆和道路的北斗定位数据并上传至所述智能高速云控平台；气象检测器采集气象信息并上传至所述智能高速云控平台。

具体的，毫米波雷达分布于路侧，采集全线全断面车辆实时位置信息。摄像机也分布于路侧，采集车辆和道路的图像信息。气象检测器采集实时动态能见度、降水量、风向风速和结冰等信息。车路协同设备在车端与路段均有设置，可以实现与车辆实时互动。北斗定位数据通过北斗定位系统获取。上述各类形式的的定位数据，既包括车辆定位数据，也包括道路的定位数据，能够从多个角度反映车辆和道路的信息。

S120、所述智能高速云控平台利用所述雷达定位数据、图像定位数据、路侧定位数据、北斗定位数据和所述气象数据，产生各路段交通设施的控制数据并发送至各路段的路侧边缘设备。

具体的，首先，所述智能高速云控平台根据所述雷达定位数据、图像定位数据、路侧定位数据、北斗定位数据和所述气象数据，得出道路的交通量信息、道路的交通事件信息、车辆信息。可选的，通过消息队列方式融合所述雷达定位数据和北斗定位数据，得到第一融合数据；通过异步方式融合所述雷达定位数据和图像定位数据，得到第二融合数据；通过JDL模型融合所述气象数据和图像定位数据，得到第三融合数据；通过主成变换方式融合所述第一融合数据、第二融合数据、第三融合数据和路侧定位数据，得出道路的交通量信息、道路的交通事件信息、车辆信息。

然后，智能高速云控平台根据所述气象数据、道路的交通量信息、道路的交通事件信息和车辆信息，确定各路段所处的交通场景。其中，所述交通场景包括夜间场景、恶劣气象条件场景和交通事故场景；恶劣气象条件场景包括雨、雪、雾等。

最后，智能高速云控平台根据各路段所处的交通场景，产生各路段交通设施的控制数据。根据交通场景的不同，本步骤包括以下几种可选实施方式：

第一种可选实施方式，当一路段处于夜间场景时，智能高速云控平台产生控制数据，用于控制所述路段的左黄右白诱导灯按照闪烁频率为≥30次/分钟开启。

第二种可选实施方式，当一路段所处的恶劣气象条件场景时，智能高速云控平台产生控制数据，用于控制所述路段的左黄右白诱导灯开启，且控制所述路段的交通设施根据能见度和车流量调整工作方式。示例性的，当气象检测器检测到能见度低，且摄像机验证确实有雾时，确定所述路段处于低能见度恶劣气象条件，这时的控制数据用于控制左黄右白诱导灯开启，且交通设施采用如下方案调整工作方式：

当200米≤能见度≤300米时，启动一级响应，闪烁黄灯，闪烁频率为≥30次/分钟。

当150米≤能见度≤200米时，启动二级响应，闪烁黄灯；且当车流量小于1000辆/小时，闪烁频率调节为≥30次/分钟；当车流量大于1000辆/小时，闪烁频率调节为≥60次/分钟。

当100米≤能见度≤150米，启动三级响应，闪烁黄灯，且根据雷达和车路协同设备检测的车流量调节闪烁频率。当车流量小于1000辆/小时，闪烁频率调节为≥60次/分钟；当车流量大于1000辆/小时，闪烁频率调节为≥80次/分钟；同时，路段情报板、信息板进行提示，诱导广播开启语音播报安全驾驶提醒。

当50米≤能见度≤100米时，启动四级响应，闪烁黄灯，且根据雷达和车路协同设备检测的车流量调节闪烁频率。当车流量小于1000辆/小时，闪烁频率调节为≥60次/分钟；当车流量大于1000辆/小时，闪烁频率调节为≥100次/分钟；同时路段情报板、信息板进行提示，诱导广播开启语音播报安全驾驶提醒。

当能见度≤50米时，通知交警部门，红灯闪烁，闪烁频率调节为≥130次/分钟；同时路段情报板、信息板进行提示，诱导广播开启语音播报安全驾驶提醒。

可选的，响应等级控制根据权重评分法确定的预警分级确定，不同的预警分级对应不同的响应等级。

第三种可选实施方式，如果一路段所处的交通事件场景，智能高速云控平台产生控制数据，用于控制所述路段的交通设施根据到交通事件发生地的距离调整工作方式。示例性的，在事件发生地上游一定范围内，黄色诱导灯关闭，红色警示灯开启，并以高亮同步闪烁模式工作，向驾驶人告知前方有交通事件发生，提前做出响应，采取措施，避免连环追尾二次事故功能。距离时间发生地越近，灯闪烁频率越高。具体的，在距离事故点前方3公里处，按照闪烁频率调节为≥60次/分钟，在距离事故点前方2公里处，闪烁频率调节为≥80次/分钟，在距离事故点前方1公里处，闪烁频率调节为≥100次/分钟。

S130、各路段的路侧边缘设备根据所在路段交通设施的控制数据，控制所在路段的诱导灯具发光。

边缘计算设备在高速公路每公里布设一套，将高速公路管控分为两种形式：整体路段根据交通量总体把握；边缘计算设备根据实时动态信息，对诱导灯具进行分区段控制，并根据雨、雪、雾、交通事件等场景准确控制路侧每一盏诱导灯的颜色、亮度和闪烁频率。可选的，边缘计算设备采用多源异构数据处理方式，控制区段内可变信息标志、车路协同设备、路政交警车辆与诱导灯具联动，共同协助准全天候通行。

本实施例采用雷达、摄像机、气象检测器、车路协同设备等与控制平台联动，制定全线最优控制策略；通过边缘计算设备联动对诱导灯具进行分区段控制，可以对雨、雪、雾、交通事件等场景产生不同的控制方案。边缘计算设备控制区段内可变信息标志、车路协同设备、路政交警车辆与诱导灯具联动，共同协助准全天候通行。

特别的，采用雷达、摄像机、气象检测器、车路协同设备等全部信息都输入到智慧高速云控平台，平台通过分析气象信息、交通量信息、事件信息、车辆具体信息，综合产生控制命令，通过边缘计算设备联动对诱导灯具进行分区段控制，可以对雨、雪、雾、交通事件等场景产生不同的控制方案，准确控制路侧每一盏诱导灯的不同颜色、不同亮度、不同闪烁频率。采用本申请的方法，能够精确定位诱导灯的各项控制指令，大大提高了诱导系统的运行及效率，并且极大程度地避免了交通事故的发生。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案。

Claims (8)

1.一种基于准全天候通行的高速公路诱导灯具控制方法，其特征在于，包括：

毫米波雷达采集车辆和道路的雷达定位数据并上传至智能高速云控平台；

摄像机采集车辆和道路的图像定位数据并上传至所述智能高速云控平台；

车路协同设备采集车辆和道路的路侧定位数据并上传至所述智能高速云控平台；

北斗系统采集车辆和道路的北斗定位数据并上传至所述智能高速云控平台；

气象检测器采集气象信息并上传至所述智能高速云控平台；

所述智能高速云控平台利用所述雷达定位数据、图像定位数据、路侧定位数据、北斗定位数据和所述气象数据，产生各路段交通设施的控制数据并发送至各路段的路侧边缘设备；具体的，所述智能高速云控平台通过消息队列方式融合所述雷达定位数据和北斗定位数据，得到第一融合数据；通过异步方式融合所述雷达定位数据和图像定位数据，得到第二融合数据；通过JDL模型融合所述气象数据和图像定位数据，得到第三融合数据；通过主成变换方式融合所述第一融合数据、第二融合数据、第三融合数据和路侧定位数据，得出道路的交通量信息、道路的交通事件信息、车辆信息；并根据所述气象数据、道路的交通量信息、道路的交通事件信息和车辆信息，确定各路段所处的交通场景；根据各路段所处的交通场景，产生各路段交通设施的控制数据；其中，所述交通场景包括夜间场景、恶劣气象条件场景和交通事故场景；

各路段的路侧边缘设备根据所在路段交通设施的控制数据，控制所在路段的诱导灯具发光。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各路段所处的交通场景，产生各路段交通设施的控制数据，包括：

根据一路段所处的夜间场景，产生控制数据，用于控制所述路段的左黄右白诱导灯按照闪烁频率为≥30次/分钟开启。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各路段所处的交通场景，产生各路段交通设施的控制数据，包括：

根据一路段所处的恶劣气象条件场景，产生控制数据，用于控制所述路段的左黄右白诱导灯开启，且控制所述路段的交通设施根据能见度和车流量调整工作方式。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述路段的交通设施根据能见度和车流量调整工作方式，包括：

当200米≤能见度≤300米时，闪烁黄灯，闪烁频率为≥30次/分钟；

当150米≤能见度≤200米时，闪烁黄灯；且当车流量小于1000辆/小时，闪烁频率调节为≥30次/分钟；当车流量大于1000辆/小时，闪烁频率调节为≥60次/分钟；

当100米≤能见度≤150米，闪烁黄灯；且当车流量小于1000辆/小时，闪烁频率调节为≥60次/分钟；当车流量大于1000辆/小时，闪烁频率调节为≥80次/分钟；同时，路段情报板、信息板进行提示，诱导广播开启语音播报安全驾驶提醒；

当50米≤能见度≤100米时，闪烁黄灯；且当车流量小于1000辆/小时，闪烁频率调节为≥60次/分钟；当车流量大于1000辆/小时，闪烁频率调节为≥100次/分钟；同时路段情报板、信息板进行提示，诱导广播开启语音播报安全驾驶提醒；

当能见度≤50米时，通知交警部门，红灯闪烁，闪烁频率调节为≥130次/分钟；同时路段情报板、信息板进行提示，诱导广播开启语音播报安全驾驶提醒。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各路段所处的交通场景，产生各路段交通设施的控制数据，包括：

根据一路段所处的交通事件场景，产生控制数据，用于控制所述路段的交通设施根据到交通事件发生地的距离调整工作方式。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述路段的交通设施根据到交通事件发生地的距离调整工作方式，包括：

在事件发生地上游一定范围内，黄色诱导灯关闭，红色警示灯开启，并以高亮同步闪烁模式工作，向驾驶人告知前方有交通事件发生；距离时间发生地越近，灯闪烁频率越高。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使所述各路段的路侧边缘设备根据所在路段交通设施的控制数据，控制所在路段的诱导灯具发光，包括：

所述各路段的路侧边缘设备采用多源异构数据处理方式，根据所述控制数据控制所在路段内的可变信息标志、车路协同设备、路政交警车辆与诱导灯具联动，共同协助准全天候通行。

8.一种基于准全天候通行的高速公路诱导灯具控制系统，其特征在于，包括：毫米波雷达、摄像机、车路协同设备、北斗系统、气象检测器、智能高速云控平台、路侧边缘设备和诱导灯具；其中，

毫米波雷达用于采集车辆和道路的雷达定位数据并上传至智能高速云控平台；

摄像机用于采集车辆和道路的图像定位数据并上传至所述智能高速云控平台；

车路协同设备用于采集车辆和道路的路侧定位数据并上传至所述智能高速云控平台；

北斗系统用于采集车辆和道路的北斗定位数据并上传至所述智能高速云控平台；

气象检测器用于采集气象信息并上传至所述智能高速云控平台；

所述智能高速云控平台用于利用所述雷达定位数据、图像定位数据、路侧定位数据、北斗定位数据和所述气象数据，产生各路段交通设施的控制数据并发送至各路段的路侧边缘设备；具体的，所述智能高速云控平台通过消息队列方式融合所述雷达定位数据和北斗定位数据，得到第一融合数据；通过异步方式融合所述雷达定位数据和图像定位数据，得到第二融合数据；通过JDL模型融合所述气象数据和图像定位数据，得到第三融合数据；通过主成变换方式融合所述第一融合数据、第二融合数据、第三融合数据和路侧定位数据，得出道路的交通量信息、道路的交通事件信息、车辆信息；并根据所述气象数据、道路的交通量信息、道路的交通事件信息和车辆信息，确定各路段所处的交通场景；根据各路段所处的交通场景，产生各路段交通设施的控制数据；其中，所述交通场景包括夜间场景、恶劣气象条件场景和交通事故场景；

各路段的路侧边缘设备用于根据所在路段交通设施的控制数据，控制所在路段的诱导灯具发光。