CN116913095A - 基于智能锥桶的交通警示系统及交通警示方法 - Google Patents

Abstract

一种基于智能锥桶的交通警示系统及交通警示方法，该系统包括：现场警示单元，包括现场警示控制子系统及若干个智能锥桶，用于接收多个智能锥桶的状态信息，并向云控中心子系统传输；所述智能锥桶具有V2X功能；路侧警示单元，包括若干个路测设备子系统，所述路侧警示单元用于接收云控中心子系统结合道路交通高精度地图数据生成适用于相关联的路侧设备子系统的周边区域分析结果信息，并向云控中心子系统反馈状态信息；云控中心子系统，用于分析现场区域警示方案和周边区域警示方案，生成分析结果信息，并分别向现场警示单元和路侧警示单元发送。该方法基于上述系统来实施。本发明具有结构简单、使用方便、适用范围广、实时响应更迅速等优点。

Description

基于智能锥桶的交通警示系统及交通警示方法

技术领域

本发明主要涉及到智能交通技术领域，特指一种基于智能锥桶的交通警示系统及交通警示方法。

背景技术

在工程实践中，道路养护、事故处置都需要对道路的行驶区域进行临时或阶段性管制。目前传统的方式一般是通过在道路码放锥桶、水马等警示物实现对目标的预警，驾驶员通过目视观察警示物，继而谨慎驾驶，从而提升道路交通安全。但是如遇到恶劣天气、光线角度、障碍物遮挡等因素影响，驾驶员的观察反应时间实际上无法可靠保障。因此，亟需远距离、稳定可靠的警示信息传输技术手段。

车联网技术是通过在车载、路侧安装无线通信设备，从而建立车车、车路之间无线通信链路，实现车辆、道路状态信息的远距离交互，从而支撑安全预警、道路导航等多种应用。借助车联网无线通信的远距离、高可靠特性，可在大范围内对车辆、行人等实现预警信息传输。从技术发展上来看，车联网技术的源自于“远程信息服务技术”，随着无线通信技术的发展，国内外转向与应用OFDM技术的无线通信技术承载车联网信息，逐渐形成了以802.11p、802.11bd为代表的基于WIFI的技术路线，以LTE-V2X(PC5和Uu)为代表的基于4G的技术路线，以及以5G NR V2X为代表的基于5G的技术路线。

为了有别于如DSRC技术，目前行业内普遍将基于4G、5G的技术路线统称为C-V2X技术。可支持实现的车联网应用有限速预警、逆向行驶预警、闯红灯预警等路侧功能应用，还可支持如变道辅助、电子刹车等等车载功能应用。

施工区预警是最为常见的车联网路侧功能应用之一。传统方式中通常采用路侧系统发送施工区预警RSI信息向邻近道路行驶车辆实现预警，该RSI信息一般设计包含施工区的位置数据信息（或施工区外围坐标点列数据信息）、施工区预警描述信息等。相较于传统的仅在现场码放锥桶、水马等警示物，以视觉警示为主的预警方式仅对近距离车辆驾驶员形成有效预警；而车联网技术的超视距特点可以延长有效预警距离，为过往车辆驾驶员提供更多的反应时间和决策机会。

然而，在实践中对于临时的施工行为和突发事故，难以及时、准确获取警示位置包络线信息。一方面，即使采用可移动设备发送警示信息，也仅能在有限范围内实现道路预警，难以准确表述与预警关联的联动信息，更难以及时形成系统联动，实现大范围信息共享，难以及时提醒机动车驾驶人提前采取措施，提高出行效率和道路安全；另一方面，即使采用定位设备对警示区域外围进行包络线定位，考虑到道路交通安全因素，也不能满足如高速公路道路养护作业过程中警示区域随锥桶等警示物多次变化的频繁测量需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、使用方便、适用范围广、实时响应更迅速的基于智能锥桶的交通警示系统及交通警示方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于智能锥桶的交通警示系统，其包括：

现场警示单元，包括现场警示控制子系统及若干个智能锥桶，用于接收多个智能锥桶的状态信息，并向云控中心子系统传输；所述智能锥桶具有V2X功能，用于布局在交通警示区域；

路侧警示单元，包括若干个路测设备子系统，所述路侧警示单元用于接收云控中心子系统结合道路交通高精度地图数据生成适用于相关联的路侧设备子系统的周边区域分析结果信息，并向云控中心子系统反馈状态信息；

云控中心子系统，用来存储道路交通高精度地图数据和路侧警示单元部署的定位数据，接收现场警示单元集合发送的智能锥桶状态序列信息，用于分析现场区域警示方案和周边区域警示方案，生成现场区域分析结果信息和周边区域分析结果信息，并分别向现场警示单元和路侧警示单元发送。

作为本发明系统的进一步改进：所述智能锥桶包括控制模块、卫星定位模块、组网通讯模块及供电模块；所述控制模块用来对卫星定位模块、组网通讯模块进行控制完成定位作业和组网作业；所述供电模块用来为控制模块、卫星定位模块、组网通讯模块供电。

作为本发明系统的进一步改进：所述现场警示控制子系统包括4G/5G通信模块、V2X通信模块、卫星定位模块、组网通讯模块及控制模块；所述控制模块用来对卫星定位模块、组网通讯模块进行控制完成定位作业和组网作业；所述4G/5G通信模块和V2X通信模块用来完成网络通讯；所述供电模块用来为4G/5G通信模块、V2X通信模块、控制模块、卫星定位模块、组网通讯模块供电。

作为本发明系统的进一步改进：所述现场警示单元按照排序获取警示区域外围包络位置信息，并向云控中心子系统传输。

作为本发明系统的进一步改进：所述现场警示单元用于接收云控中心子系统结合道路交通高精度地图数据生成适用于现场警示系统集合的现场区域分析结果信息；所述现场警示单元用于基于现场区域分析结果信息生成并发送V2X应用消息。

作为本发明系统的进一步改进：所述路侧警示单元用于基于周边区域分析结果信息生成并发送V2X应用消息；所述V2X应用消息包括施工区域警示RSI消息、事故警示RSI消息、限速预警RSI消息、以及与现场警示系统集合部署位置相关的MAP消息中的一项或多项。

作为本发明系统的进一步改进：所述路测设备子系统包括控制模块、卫星定位模块、网络通讯模块及V2X通信模块；所述控制模块用来对卫星定位模块、网络通讯模块及V2X通信模块进行控制完成定位作业和网络通讯；所述网络通讯模块和V2X通信模块用来完成网络通讯；所述卫星定位模块用来完成定位作业。

作为本发明系统的进一步改进：所述云控中心子系统包括应用控制模块、地图服务模块、卫星定位模块及网络通讯模块，所述应用控制模块用来控制地图服务模块、卫星定位模块及网络通讯模块完成定位作业、网络通讯。

本发明进一步提供一种基于上述系统的交通警示方法，其包括：

现场部署阶段：放置智能锥桶；放置智能锥桶的要求为按照智能锥桶编号顺次放置，最初两个智能锥桶或最后两个智能锥桶放置方式为与车道线垂直；启动智能锥桶；

现场数据检查阶段：检测部署现场的智能锥桶的导航定位状态，获取完整的施工区域外围包络线数据提取序列，与云控中心子系统之间的数据传输；

云端分析阶段：施工区域相关数据到达云控中心子系统，得到当地地理坐标系下的智能锥桶位置坐标，进行云端分析；将上述现场区域关联性分析和邻近区域关联性分析信息要素结果，以及关联路侧设备子系统分析结果，分别向现场警示系统集合的智能控制子系统和路侧警示系统集合路侧设备子系统发送；

路侧执行阶段：现场警示单元接收到现场区域关联性分析结果信息要素，生成相应的V2X信息，通过V2X通信模块向近距车辆进行广播并将信息发送状态通过4G/5G通信模块向云控中心子系统反馈；路侧警示单元接收到邻近区域关联性分析结果信息要素和路侧设备子系统关联关系后，生成相应的V2X信息，通过V2X通信模块向远距车辆进行广播并将信息发送状态通过网络通讯模块向云控中心子系统反馈；云控中心子系统根据反馈信息确定各子系统运行状态和路网信息发送情况。

作为本发明方法的进一步改进：所述云端分析阶段包括现场区域关联性分析和邻近区域关联性分析。

作为本发明方法的进一步改进：所述现场区域关联性分析包括：

通过分析车道中心线线段、车道线线段/>与施工区域包络线段序列/>的相交关系，判明车道侵占程度；

采用遍历计算，判定该警示区域已经影响该车道通行功能；

结合车道宽度数据，综合多个车道情况判断，得到警示区域对该路段通行功能的影响程度，汇集影响程度判断结果则可生成现场区域分析结果信息要素。

作为本发明方法的进一步改进：对于断路情况，生成禁止行驶RSI消息要素、施工区预警RSI要素、事故警示RSI要素；对于部分断路情况，生成限速行驶预警要素、施工区预警RSI要素、事故警示RSI要素、现场警示系统集合部署位置相关的MAP消息要素；对于不影响道路通行情况，生成施工区预警RSI要素、现场警示系统集合部署位置相关的MAP消息要素。

作为本发明方法的进一步改进：所述邻近区域关联性分析包括：

采用基于图论的路网连通度分析，对于断路情况，生成针对警示区域近距邻近区域内的施工区预警RSI要素、断路提示预警RSI要素、以及和绕行相关的MAP消息要素，还生成针对警示区域远距断路提示预警RSI要素，以及和绕行相关的MAP消息要素；

对于部分断路情况，生成针对警示区域近距邻近区域内的施工区预警RSI要素、限速行驶预警RSI要素，还生成针对警示区域远距施工区预警RSI要素、限速行驶预警RSI要素，以及以及和绕行相关的MAP消息要素；

采用路侧警示系统集合路侧设备子系统部署的定位数据分析与警示区域的距离关系，确定关联路侧设备子系统。

与现有技术相比，本发明的优点就在于：

1、本发明的基于智能锥桶的交通警示系统及交通警示方法，结构简单、使用方便、适用范围广、实时响应更迅速，通过融合导航定位、车联网通信技术，采用具有V2X功能的警示锥桶，可以在快速测量施工区域位置变化的同时，与云端系统进行信息交互，通过云端系统分析实现警示区域的现场警示方案和关联路网警示方案，进而满足近距安全驾驶和远距效率提升的要求。

2、本发明的基于智能锥桶的交通警示系统及交通警示方法，进一步依托云控中心系统分析预警区域方案结果，结合现场、周边部署设备实现大范围的高效预警。

3、本发明的基于智能锥桶的交通警示系统及交通警示方法，实施便捷易操作：现场警示单元集合中若干智能锥桶按照序号布设警示区域周边，通过简单的编号可以满足复杂区域包络的测量，降低工具应用门槛，便于工作人员识别实施，同时简化了现场警示单元警示区域包络线的提取计算，部署于收纳方式与作业内容相符。

4、本发明的基于智能锥桶的交通警示系统及交通警示方法，实时响应更迅速，采用带有导航定位功能的智能锥桶实现施工区域外围包络线位置坐标获取，可以及时反映如道路养护等频繁移动作业的警示区域变化，云控子系统根据秒级导航定位数据信息开展现场区域和周边区域警示方案分析，从而具备了较好的实时响应能力。

5、本发明的基于智能锥桶的交通警示系统及交通警示方法，预警内容更详细：采用云控子系统根基于施工区域外围包络线位置坐标数据结合道路交通高精度地图数据进行警示方案分析，除可在施工区域附近通过V2X通信广播警示区域位置信息外，还根据警示区域与所在道路关系，给出如事故预警、禁止行驶预警、绕行MAP信息等详细预警信息，在避免事故的同时，为驾驶人提供更多的建议辅助。

6、本发明的基于智能锥桶的交通警示系统及交通警示方法，预警层次更全面：采用云控子系统根基于施工区域外围包络线位置坐标数据结合道路交通高精度地图数据和路侧设备子系统部署定位数据进行警示方案分析，可分别生成现场区域分析结果信息和周边区域分析结果信息，形成包含现场及延伸邻近区域的系统级预警信息，从而行程大范围联动，提升预警效能。

附图说明

图1是本发明系统的拓扑结构原理示意图。

图2是本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明的基于智能锥桶的交通警示系统,包括：

现场警示单元，包括现场警示控制子系统及若干个智能锥桶，用于接收多个智能锥桶的状态信息，并向云控中心子系统传输；所述智能锥桶具有V2X功能，用于布局在交通警示区域；

路侧警示单元，包括若干个路测设备子系统，所述路侧警示单元用于接收云控中心子系统结合道路交通高精度地图数据生成适用于相关联的路侧设备子系统的周边区域分析结果信息，并向云控中心子系统反馈状态信息；

云控中心子系统，用来存储道路交通高精度地图数据和路侧警示单元、路侧设备子系统部署的定位数据，接收现场警示单元集合发送的智能锥桶状态序列信息，用于分析现场区域警示方案和周边区域警示方案，生成现场区域分析结果信息和周边区域分析结果信息，并分别向现场警示单元和路侧警示单元发送。

在具体应用实例中，所述智能锥桶包括控制模块、卫星定位模块、组网通讯模块及供电模块；所述控制模块用来对卫星定位模块、组网通讯模块进行控制完成定位作业和组网作业。所述供电模块用来为控制模块、卫星定位模块、组网通讯模块供电；所述供电模块根据实际需要可以选择太阳能供电方式或其他方式。

在具体应用实例中，所述现场警示控制子系统包括4G/5G通信模块、V2X通信模块、卫星定位模块、组网通讯模块及控制模块；所述控制模块用来对卫星定位模块、组网通讯模块进行控制完成定位作业和组网作业。所述4G/5G通信模块和V2X通信模块用来完成网络通讯。所述供电模块用来为4G/5G通信模块、V2X通信模块、控制模块、卫星定位模块、组网通讯模块供电；所述供电模块根据实际需要可以选择太阳能供电方式或其他方式。

在具体应用实例中，所述现场警示单元按照排序获取警示区域外围包络位置信息，并向云控中心子系统传输。

在具体应用实例中，所述现场警示单元用于接收云控中心子系统结合道路交通高精度地图数据生成适用于现场警示系统集合的现场区域分析结果信息。

在具体应用实例中，所述现场区域分析结果信息包括但不限于：施工区域警示RSI消息要素、事故警示RSI消息要素、限速警示RSI消息要素，以及与现场警示系统集合部署位置相关的MAP消息要素等。

在具体应用实例中，所述现场警示单元用于基于现场区域分析结果信息生成并发送V2X应用消息；所述V2X应用消息包括但不限于：施工区域警示RSI消息、事故警示RSI消息、限速预警RSI消息、以及与现场警示系统集合部署位置相关的MAP消息，并向云控中心子系统反馈状态信息。

在具体应用实例中，所述现场警示单元用于向操作人员发出异常状态智能锥桶子系统信息。

在具体应用实例中，所述周边区域分析结果信息包括但不限于：施工区域警示RSI消息要素、事故警示RSI消息要素、限速警示RSI消息要素，以及与路侧设备子系统部署位置相关的MAP消息要素等。

在具体应用实例中，所述路侧警示单元进一步用于基于周边区域分析结果信息生成并发送V2X应用消息。所述V2X应用消息包括但不限于：施工区域警示RSI消息、事故警示RSI消息、限速预警RSI消息、以及与现场警示系统集合部署位置相关的MAP消息。

在具体应用实例中，所述路测设备子系统包括控制模块、卫星定位模块、网络通讯模块及V2X通信模块；所述控制模块用来对卫星定位模块、网络通讯模块及V2X通信模块进行控制完成定位作业和网络通讯。所述网络通讯模块和V2X通信模块用来完成网络通讯。所述卫星定位模块用来完成定位作业。

在具体应用实例中，所述云控中心子系统包括应用控制模块、地图服务模块、卫星定位模块及网络通讯模块，所述应用控制模块用来控制地图服务模块、卫星定位模块及网络通讯模块完成定位作业、网络通讯。

参见图2，本发明进一步基于上述系统提供一种交通警示方法，包括：

现场部署阶段：放置智能锥桶；放置智能锥桶的要求为按照智能锥桶编号顺次放置，最初两个智能锥桶或最后两个智能锥桶放置方式为与车道线垂直；启动智能锥桶；

现场数据检查阶段：检测部署现场的智能锥桶的导航定位状态，获取完整的施工区域外围包络线数据提取序列，与云控中心子系统之间的数据传输；所述数据为按照锥桶编号顺序组成的锥桶状态序列数据，包含定位经度、纬度、高程、水平定位经度、立体定位精度、电量6项关键信息（假设一共有N个锥桶）；

云端分析阶段：施工区域相关数据到达云控中心子系统，得到当地地理坐标系下的智能锥桶位置坐标，进行云端分析；将上述现场区域关联性分析和邻近区域关联性分析信息要素结果，以及关联路侧设备子系统分析结果，分别向现场警示系统集合的智能控制子系统和路侧警示系统集合路侧设备子系统发送。

路侧执行阶段：现场警示单元接收到现场区域关联性分析结果信息要素，生成相应的V2X信息，通过V2X通信模块向近距车辆进行广播，从而提升近距区域道路安全。在V2X信息广播的同时，将信息发送状态通过4G/5G通信模块向云控中心子系统反馈。

路侧警示单元接收到邻近区域关联性分析结果信息要素和路侧设备子系统关联关系后，生成相应的V2X信息，通过V2X通信模块向远距车辆进行广播，从而提升邻近区域道路通行效率。在V2X信息广播的同时，将信息发送状态通过网络通讯模块向云控中心子系统反馈。

云控中心子系统，根据反馈信息，确定各子系统运行状态和路网信息发送情况。基于警示区域对道路通行影响情况，综合近距与远距信息服务，在保障道路安全的同时，提升道路通行效率。

在具体应用实例中，所述云端分析阶段包括：现场区域关联性分析和邻近区域关联性分析。

所述现场区域关联性分析包括：

通过分析车道中心线线段、车道线线段/>与施工区域包络线段序列/>的相交关系，判明车道侵占程度；

采用遍历计算，如警示区域外围包络线段与车道中心线线段相交，或警示区域外围包络线段与车道线线段相交，则可判定该警示区域已经影响该车道通行功能；

结合车道宽度数据，综合多个车道情况判断则可知，警示区域对该路段通行功能的影响程度，汇集影响程度判断结果则可生成现场区域分析结果信息要素。

对于断路情况，生成禁止行驶RSI消息要素、施工区预警RSI要素、事故警示RSI要素；对于部分断路情况，生成限速行驶预警要素、施工区预警RSI要素、事故警示RSI要素、现场警示系统集合部署位置相关的MAP消息要素；对于不影响道路通行情况，生成施工区预警RSI要素、现场警示系统集合部署位置相关的MAP消息要素。

所述邻近区域关联性分析是从宏观层面分析警示区域对路网的影响，其影响主要体现在两个方面，一是通行能力分析，二是通行效率分析，前者着眼于路网可达性，后者着眼于交通效率。所述邻近区域关联性分析包括：

采用基于图论的路网连通度分析，对于断路情况，生成针对警示区域近距（如2km范围内）邻近区域内的施工区预警RSI要素、断路提示预警RSI要素、以及和绕行相关的MAP消息要素，还生成针对警示区域远距（如2km范围以上，10Km范围以内）断路提示预警RSI要素，以及和绕行相关的MAP消息要素；对于部分断路情况，生成针对警示区域近距（如2km范围内）邻近区域内的施工区预警RSI要素、限速行驶预警RSI要素，还生成针对警示区域远距（如2km范围以上，10Km范围以内）施工区预警RSI要素、限速行驶预警RSI要素，以及以及和绕行相关的MAP消息要素。

采用路侧警示系统集合路侧设备子系统部署的定位数据分析与警示区域的距离关系，确定关联路侧设备子系统。

以下将以高速公路道路养护作业为例来详细说明本发明的实际工作流程。由于养护工作需要在路段巡查巡视，遇有情况则一般在应急车道临时停车，按照我国交通安全法规定，在车后规定距离设置警示标志提醒后方车辆前方施工情况，并根据停车位置道路特点，顺次在近距离设置多个警示标志，防止后方车辆窜入干扰作业，进一步防止事故发生。按照本发明设计将按照如下步骤实施。

(1)现场部署阶段：

养护巡检车辆安全停入路侧应急车道后，养护人员从车后规定距离，通常为100米以上开始放置锥桶，放置锥桶的要求为按照锥桶编号顺次放置，最初两个锥桶或最后两个锥桶放置方式为与车道线垂直，从而避免全部锥桶包络线近似一条直线而难于提取多边形。放置的同时，养护人员打开每个锥桶的电源开关，启动智能锥桶子系统。

(2)现场数据检查阶段：

养护人员启动智能控制子系统电源，等待智能锥桶子系统、智能控制子系统卫星导航定位锁定，通过手持终端观察数据显示，此时应当能够逐一看到当前部署现场智能锥桶子系统导航定位状态。等待3分钟（根据卫星导航定位原理及当前行业技术水平可知，冷启动情况下导航定位锁定需至少需要30秒以上时间，实验普遍稳定在2分钟左右），如发现某一智能锥桶子系统异常（电源低、无定位、定位精度数值异常等），则替换该智能锥桶子系统修改新锥桶内置编号，或在多个锥桶不影响包围警示区域的前提下去除该锥桶。

处理完毕后，工作人员应当能够观察到完整的施工区域外围包络线数据提取序列，目视观察确认显示与现场情况一致后，启动与云控中心子系统之间的数据传输。传输数据为按照锥桶编号顺序组成的锥桶状态序列数据，包含定位经度、纬度、高程、水平定位经度、立体定位精度、电量6项关键信息（假设一共有N个锥桶），即：

(3)云端分析阶段：

通过4G/5G数据传输，施工区域相关数据到达云控中心子系统。云控中心子系统存储有道路高精度地图数据和路侧设备子系统部署定位数据，可以支持后续分析开展。

忽略地球自转（因为位置相对地球是静止的），将所有以经度、纬度、高程表示的施工区包络位置坐标转换成地心坐标系（）/>坐标系中的坐标，其坐标系定义为，地心/>为坐标系原点，/>轴指向本初子午线，/>轴与/>正交，/>平面与赤道平面重合，轴指向北极点与/>平面正交。以经度/>、纬度/>、高程/>表示的位置在/>系中可以表示为：

其中，为地球椭球偏心率，/>为地球椭球半长轴。

由此可得点列在/>系中表示的锥桶位置坐标为：

考虑到地球表面曲率在短距离内（100-200米）范围内影响不大，高速公路路面高程通常起伏有限，选取点列中第一个锥桶的三维位置/>作为坐标原点建立当地地理坐标系（/>系）/>，该坐标系定义为/>点为坐标原点，与锥桶三维位置重合，/>轴指向当地东向，/>轴指向当地地理北向，/>轴指向当地地理天向，即构成右手坐标系。

根据矢量关系可知，从系坐标原点指向任意一点/>的矢量在/>系中的矢量投影，从/>坐标系原点/>指向/>点的矢量在/>系中的矢量投影/>，与从/>系坐标系原点指向/>系坐标系原点的矢量在系中的矢量投影/>构成的矢量关系为：

根据坐标系和坐标系之间的旋转关系：

从而可知有。

继而得到当地地理坐标系下的锥桶位置坐标：

进一步可以将从道路高精度地图数据中选取施工区域邻近区域数据，具体将邻近道路车道线数据、车道中心线数据/>按照前述方法进行坐标系转换，从而获得当地地理坐标系下的道路高精度数据/>和/>。

现场区域关联性分析：

云控中心子系统开展现场区域关联性分析。考虑到道路警示区域范围有限、道路起伏不大假设条件（通常道路建设会保证这一点），可将分析施工区域对道路侵占情况的问题转化为多个平面内线段相交问题来处理，即通过分析车道中心线线段、车道线线段/>与施工区域包络线段序列/>的相交关系，判明车道侵占程度，即现场区域关联性分析。

采用遍历计算，如警示区域外围包络线段与车道中心线线段相交，或警示区域外围包络线段与车道线线段相交，则可判定该警示区域已经影响该车道通行功能；

进一步结合车道宽度数据，综合多个车道情况判断则可知，警示区域对该路段通行功能的影响程度，汇集影响程度判断结果则可生成现场区域分析结果信息要素。

对于断路情况，生成禁止行驶RSI消息要素、施工区预警RSI要素、事故警示RSI要素；对于部分断路情况，生成限速行驶预警要素、施工区预警RSI要素、事故警示RSI要素、现场警示系统集合部署位置相关的MAP消息要素；对于不影响道路通行情况，生成施工区预警RSI要素、现场警示系统集合部署位置相关的MAP消息要素。

邻近区域关联性分析：

云控中心子系统开展邻近区域关联性分析。邻近区域关联性分析是从宏观层面分析警示区域对路网的影响，其影响主要体现在两个方面，一是通行能力分析，二是通行效率分析，前者着眼于路网可达性，后者着眼于交通效率。

如可采用基于图论的路网连通度分析，对于断路情况，生成针对警示区域近距（如2km范围内）邻近区域内的施工区预警RSI要素、断路提示预警RSI要素、以及和绕行相关的MAP消息要素，还生成针对警示区域远距（如2km范围以上，10Km范围以内）断路提示预警RSI要素，以及和绕行相关的MAP消息要素；对于部分断路情况，生成针对警示区域近距（如2km范围内）邻近区域内的施工区预警RSI要素、限速行驶预警RSI要素，还生成针对警示区域远距（如2km范围以上，10Km范围以内）施工区预警RSI要素、限速行驶预警RSI要素，以及以及和绕行相关的MAP消息要素。

采用路侧警示系统集合路侧设备子系统部署的定位数据分析与警示区域的距离关系，确定关联路侧设备子系统。

进一步将上述现场区域关联性分析和邻近区域关联性分析信息要素结果，以及关联路侧设备子系统分析结果，分别向现场警示系统集合的智能控制子系统和路侧警示系统集合路侧设备子系统发送。

(4)路侧执行阶段：

现场警示系统集合的智能控制子系统接收到现场区域关联性分析结果信息要素，生成相应的V2X信息，通过V2X通信模块向近距车辆进行广播，从而提升近距区域道路安全。在V2X信息广播的同时，将信息发送状态通过4G/5G通信模块向云控中心子系统反馈。

路侧警示系统集合各个路侧设备子系统接收到邻近区域关联性分析结果信息要素和路侧设备子系统关联关系后，生成相应的V2X信息，通过V2X通信模块向远距车辆进行广播，从而提升邻近区域道路通行效率。在V2X信息广播的同时，将信息发送状态通过网络通讯模块向云控中心子系统反馈。

云控中心子系统，根据反馈信息，确定各子系统运行状态和路网信息发送情况。基于警示区域对道路通行影响情况，综合近距与远距信息服务，在保障道路安全的同时，提升道路通行效率。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种基于智能锥桶的交通警示系统，其特征在于，包括：

现场警示单元，包括现场警示控制子系统及若干个智能锥桶，用于接收多个智能锥桶的状态信息，并向云控中心子系统传输；所述智能锥桶具有V2X功能，用于布局在交通警示区域；

路侧警示单元，包括若干个路测设备子系统，所述路侧警示单元用于接收云控中心子系统结合道路交通高精度地图数据生成适用于相关联的路侧设备子系统的周边区域分析结果信息，并向云控中心子系统反馈状态信息；

云控中心子系统，用来存储道路交通高精度地图数据和路侧警示单元部署的定位数据，接收现场警示单元集合发送的智能锥桶状态序列信息，用于分析现场区域警示方案和周边区域警示方案，生成现场区域分析结果信息和周边区域分析结果信息，并分别向现场警示单元和路侧警示单元发送。

2.根据权利要求1所述的基于智能锥桶的交通警示系统，其特征在于，所述智能锥桶包括控制模块、卫星定位模块、组网通讯模块及供电模块；所述控制模块用来对卫星定位模块、组网通讯模块进行控制完成定位作业和组网作业；所述供电模块用来为控制模块、卫星定位模块、组网通讯模块供电。

3.根据权利要求2所述的基于智能锥桶的交通警示系统，其特征在于，所述现场警示控制子系统包括4G/5G通信模块、V2X通信模块、卫星定位模块、组网通讯模块及控制模块；所述控制模块用来对卫星定位模块、组网通讯模块进行控制完成定位作业和组网作业；所述4G/5G通信模块和V2X通信模块用来完成网络通讯；所述供电模块用来为4G/5G通信模块、V2X通信模块、控制模块、卫星定位模块、组网通讯模块供电。

4.根据权利要求1所述的基于智能锥桶的交通警示系统，其特征在于，所述现场警示单元按照排序获取警示区域外围包络位置信息，并向云控中心子系统传输。

5.根据权利要求1所述的基于智能锥桶的交通警示系统，其特征在于，所述现场警示单元用于接收云控中心子系统结合道路交通高精度地图数据生成适用于现场警示系统集合的现场区域分析结果信息；所述现场警示单元用于基于现场区域分析结果信息生成并发送V2X应用消息。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的基于智能锥桶的交通警示系统，其特征在于，所述路侧警示单元用于基于周边区域分析结果信息生成并发送V2X应用消息；所述V2X应用消息包括施工区域警示RSI消息、事故警示RSI消息、限速预警RSI消息、以及与现场警示系统集合部署位置相关的MAP消息中的一项或多项。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的基于智能锥桶的交通警示系统，其特征在于，所述路测设备子系统包括控制模块、卫星定位模块、网络通讯模块及V2X通信模块；所述控制模块用来对卫星定位模块、网络通讯模块及V2X通信模块进行控制完成定位作业和网络通讯；所述网络通讯模块和V2X通信模块用来完成网络通讯；所述卫星定位模块用来完成定位作业。

8.根据权利要求1-5中任意一项所述的基于智能锥桶的交通警示系统，其特征在于，所述云控中心子系统包括应用控制模块、地图服务模块、卫星定位模块及网络通讯模块，所述应用控制模块用来控制地图服务模块、卫星定位模块及网络通讯模块完成定位作业、网络通讯。

9.一种基于上述权利要求1-8中任意一项系统的交通警示方法，其特征在于，包括：

现场部署阶段：放置智能锥桶；放置智能锥桶的要求为按照智能锥桶编号顺次放置，最初两个智能锥桶或最后两个智能锥桶放置方式为与车道线垂直；启动智能锥桶；

现场数据检查阶段：检测部署现场的智能锥桶的导航定位状态，获取完整的施工区域外围包络线数据提取序列，与云控中心子系统之间的数据传输；

云端分析阶段：施工区域相关数据到达云控中心子系统，得到当地地理坐标系下的智能锥桶位置坐标，进行云端分析；将现场区域关联性分析和邻近区域关联性分析信息要素结果，以及关联路侧设备子系统分析结果，分别向现场警示系统集合的智能控制子系统和路侧警示系统集合路侧设备子系统发送；

路侧执行阶段：现场警示单元接收到现场区域关联性分析结果信息要素，生成相应的V2X信息，通过V2X通信模块向近距车辆进行广播并将信息发送状态通过4G/5G通信模块向云控中心子系统反馈；路侧警示单元接收到邻近区域关联性分析结果信息要素和路侧设备子系统关联关系后，生成相应的V2X信息，通过V2X通信模块向远距车辆进行广播并将信息发送状态通过网络通讯模块向云控中心子系统反馈；云控中心子系统根据反馈信息确定各子系统运行状态和路网信息发送情况。

10.根据权利要求9所述的交通警示方法，其特征在于，所述云端分析阶段包括现场区域关联性分析和邻近区域关联性分析。

11.根据权利要求10所述的交通警示方法，其特征在于，所述现场区域关联性分析包括：

通过分析车道中心线线段、车道线线段/>与施工区域包络线段序列/>的相交关系，判明车道侵占程度；

采用遍历计算，判定该警示区域已经影响该车道通行功能；

结合车道宽度数据，综合多个车道情况判断，得到警示区域对该路段通行功能的影响程度，汇集影响程度判断结果则可生成现场区域分析结果信息要素。

12.根据权利要求11所述的交通警示方法，其特征在于，对于断路情况，生成禁止行驶RSI消息要素、施工区预警RSI要素、事故警示RSI要素；对于部分断路情况，生成限速行驶预警要素、施工区预警RSI要素、事故警示RSI要素、现场警示系统集合部署位置相关的MAP消息要素；对于不影响道路通行情况，生成施工区预警RSI要素、现场警示系统集合部署位置相关的MAP消息要素。

13.根据权利要求10所述的交通警示方法，其特征在于，所述邻近区域关联性分析包括：

采用基于图论的路网连通度分析，对于断路情况，生成针对警示区域近距邻近区域内的施工区预警RSI要素、断路提示预警RSI要素、以及和绕行相关的MAP消息要素，还生成针对警示区域远距断路提示预警RSI要素，以及和绕行相关的MAP消息要素；

对于部分断路情况，生成针对警示区域近距邻近区域内的施工区预警RSI要素、限速行驶预警RSI要素，还生成针对警示区域远距施工区预警RSI要素、限速行驶预警RSI要素，以及以及和绕行相关的MAP消息要素；

采用路侧警示系统集合路侧设备子系统部署的定位数据分析与警示区域的距离关系，确定关联路侧设备子系统。