一种地下道路合流路段引导控制系统及控制方法与流程

1.本发明涉及智能交通技术领域，特别是涉及一种地下道路合流路 段引导控制系统及其控制方法。


背景技术：

2.地下道路工程由于用地节约的优势，逐渐被各大城市采用，随着 城市地下道路逐渐成网，势必会形成大量地下分合流路段。同地上分 合流路段一样，地下分合流路段作为地下路网的关键节点，会影响整 体路网的运行效率。与地上合流路段相比，地下道路合流路段由于隧 道遮挡等因素，主线上驾驶人无法准确获取匝道合流信息，进而诱发 碰撞追尾等事故，严重影响了交通流的正常运行。但若对驾驶人采取 相应的引导措施，将会减少此类事件的发生；
3.但是在现有设施中对于地下道路合流路段的引导设施相对较少， 不能及时有效对主线车辆进行引导控制，进而会造成事故的发生，影 响路段整体的通行效率。因此地下道路合流路段急需一种新的解决措 施，能够对主线车辆进行引导控制，进而减少事故的发生，保障路段 整体的通行效率，为此我们提出一种地下道路合流路段引导控制系统 及其控制方法。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种地下道路合流路段引 导控制系统及控制方法，本发明通过地下道路合流路段前主线最内侧 的相邻两车平均车速和相邻两车的车头时距来确认当前车辆的控制 等级，之后根据得到的控制等级来采取不同的控制引导方法，进而提 示主线驾驶人采取合理的驾驶行为，综合考虑驾驶人对地下道路合流 路段的认知信息不够完善，提出一种地下道路合流路段引导控制系统 及其控制方法，对驾驶人的驾驶行为进行引导控制，提高驾驶人的驾 驶意识并降低其行驶速度，进而保障道路的安全有效运行。
5.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术措施：
6.一种地下道路合流路段引导控制系统，所述地下道路合流路段引 导控制系统包括:
7.车辆检测模块，所述车辆检测模块电性连接有控制模块，且所述 控制模块电性连接有可变标识板；
8.引导模块，所述引导模块与所述控制模块连接，所述引导模块通 过无限通讯模块与云平台和服务器连接；
9.指令下派模块，所述指令下派模块与所述服务器连接，所述服务 器将引导指令发送至车辆终端；
10.预警模块，所述预警模块与所述服务器连接，所述预警模块与所 述车辆终端连接，所述车辆终端设置与语音播报模块；
11.信息记录模块，所述信息记录模块用于对事件信息进行实时记 录；
12.以及gps定位模块，所述gps定位模块设置在所述车辆终端内， 所述gps定位模块与所述服务器连接。
13.优选的，所述服务器连接有紧急情况处理模块，所述紧急情况处 理模块连接有110拨号模块和120拨号模块。
14.优选的，所述信息记录模块连接有数据存储模块，所述数据存储 模块连接有数据加密模块，所述数据加密模块连接有解密模块。
15.优选的，所述车辆检测模块包括包括数据通信单元、滤波单元、 电源模块、传感器单元和故障检测电路。
16.一种地下道路合流路段引导的控制方法，其步骤是：
17.s1：计算车辆检测模块、控制模块的布设安全间隔l，计算可变 标识板的布设安全间隔l1，车辆检测模块检测当前车辆的车头时距、 平均车速并进行等级划分得到时距等级信息、车速等级信息并传输给 控制模块；
18.s2：控制模块根据所获取的时距等级信息、车速等级信息进行计 算并得到控制等级，并根据控制等级来采取相应的引导控制措施；当 控制等级为二级时，可变标识板不进行工作；当控制等级为一级时， 可变标识板开启工作。
19.优选的，所述s1中计算安全间隔l为：
[0020][0021]
l1＝l-l0
[0022]
其中，l为车辆检测模块、控制模块的布设安全间隔，l1为可变 标识板的布设安全间隔，l0为可变标识板前置距离，s为两车不相撞 的安全距离，v为地下道路的最高限制车速，t为驾驶员反应时间。
[0023]
优选的，所述s1中车辆检测模块检测的车头时距等级信息为： 若车头时距＜x1时，车头时距等级信息为一级；若车头时距≥x1时， 车头时距等级信息为二级。
[0024]
优选的，所述s1中车辆检测模块检测的车速等级信息为：若前 后两车平均车速＜z1时，车速等级信息为一级；若前后两车平均车 速≥z1时，车速等级信息为二级。
[0025]
优选的，所述s1中控制模块所得到的车头时距等级信息为x， 所述s1中控制模块所得到的车速等级信息为y，且所述s2中的控制 模块根据所获取的时距等级信息、车速等级信息进行计算并得到控制 等级，具体如下所示
[0026]
k＝a*x+b*y
[0027]
其中：k代表控制等级；
[0028]
a、b代表各因素的权重系数；
[0029]
x代表车头时距等级信息水平；
[0030]
y代表车速等级信息；
[0031]
当分级指数5≥k时，控制等级为一级；
[0032]
当分级指数k＜5时，控制等级为二级。
[0033]
上述的模块中，关键模块为控制模块。控制模块在该系统中主要 的作用是根据检测模块获取的时距、车速等信息进行计算得到相应的 控制等级，根据控制等级来采取对应的引导控制措施。
[0034]
该系统中，先由车辆检测模块检测当前运行车辆的车头时距、平 均车速并将得到的时距等级信息、车速等级信息并传输给控制模块； 控制模块通过得到的信息计算控制等级，并将该控制等级信息传递给 可变标识板；可变标识板依据控制等级来采取相应的引导控制措施。 由于信息在该系统中以车辆检测模块——控制模块——可变标识板 的流程传递，因此考虑将三个模块以“车辆检测模块电性连接有控制 模块，所述控制模块电性连接有可变标识板”的形式连接。
[0035]
与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：
[0036]
本发明通过地下道路合流路段前主线最内侧的相邻两车平均车 速和相邻两车的车头时距来确认当前车辆的控制等级，之后根据得到 的控制等级来采取不同的控制引导方法，进而提示主线驾驶人采取合 理的驾驶行为，综合考虑驾驶人对地下道路合流路段的认知信息不够 完善，提出一种地下道路合流路段引导控制系统及其控制方法，对驾 驶人的驾驶行为进行引导控制，提高驾驶人的驾驶意识并降低其行驶 速度，进而保障道路的安全有效运行。
[0037]
本发明相比于现有的保障地下道路交通安全的措施，以驾驶人在 地下道路合流路段的信息认知为切入点，通过采集地下道路合流路段 前的车辆信息并进行控制等级划分，根据不同的控制等级采取不同的 控制引导方法，从而丰富驾驶人在地下道路行驶时的信息认知，引导 控制驾驶行为，保障地下道路的交通安全。
附图说明
[0038]
图1为一种地下道路合流路段引导控制系统及控制方法结构示 意图。
具体实施方式
[0039]
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于 明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例 仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例， 本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例， 都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明， 均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明， 均可从商业途径得到。
[0040]
实施例1:
[0041]
如图1所示，一种地下道路合流路段引导控制系统及其控制方 法，包括地下道路合流路段引导控制系统包括：车辆检测模块，车辆 检测模块电性连接有控制模块，且控制模块电性连接有可变标识板；
[0042]
所述车辆检测模块采用线圈检测器，线圈检测器的技术参数如 下：
[0043]
工作电源：ac220v、ac110v、ac/dc24v、ac/dc12v可选择，2.5w 功率
[0044]
频率范围：20khz—170khz
[0045]
灵敏度：三级可调
[0046]
反应时间：100毫秒
[0047]
环境补偿：自动飘移补偿
[0048]
线圈电感：80～300uh(包含连接线)，最大50～500uh(包含连 接线)
[0049]
连线长度：最长5米，每米至少绞合20次，总电阻小于10欧 姆。
[0050]
储存温度：-40&ordm；c到+85&ordm；c
[0051]
工作温度：-20&ordm；c到+65&ordm；c
[0052]
相对湿度：最大95％
[0053]
外形尺寸：85
×
74
×
36mm
[0054]
所述可变标识板采用led可标识板，技术参数如下：
[0055]
1、外形尺寸：钣金材质：400*400mm、600*600mm pc塑料：φ 200mm、φ300mm、φ400mm
[0056]
2、工作电压：220vac
±
15％，50hz
±
2hz
[0057]
3、亮度：红灯≥6000mcd绿灯≥10000mcd
[0058]
4、波长：红色：630
±
5绿色：505
±5[0059]
5、led平均寿命：≥10万小时
[0060]
6、mtbf：20000小时
[0061]
7、可视距离≥800米
[0062]
8、工作温度范围：﹣30℃—﹢60℃
[0063]
所述的控制模块采用simatic s7-200 smart，其技术参数如下：
[0064]
1、cpu cr40，紧凑型cpu，ac/dc/继电器
[0065]
2、机载i/o：24个24v dc数字输入，16个2a继电器数字输出
[0066]
3、电源：交流47-63hz时，85-264v ac
[0067]
4、程序存储器/数据存储器：20kb
[0068]
工作原理：车辆检测模块与控制模块通过有线方式连接；控制模 块与可变标识板通过有线方式连接，在地下道路合流路段最内侧车道 前方以安全间隔l布设车辆检测模块、可变标识板、控制模块，车辆 检测模块用于采集相邻两车的车头时距以及车辆的实时车速，若相邻 两车的车头时距大于时间阈值且平均车速低于车速阈值，则可变标识 板不工作，否则依据其不同状态采取对应控制措施。
[0069]
一种地下道路合流路段引导的控制方法，其步骤是：
[0070]
步骤s1：计算车辆检测模块、控制模块的布设安全间隔l，计算 可变标识板的布设安全间隔l1，车辆检测模块检测当前车辆的车头 时距、平均车速并进行等级划分得到时距等级信息、车速等级信息并 传输给控制模块；
[0071]
步骤s2：控制模块根据所获取的时距等级信息、车速等级信息 进行计算并得到控制等级，并根据控制等级来采取相应的引导控制措 施；当控制等级为二级时，可变标识板不进行工作；当控制等级为一 级时，可变标识板开启工作。
[0072]
步骤s1中计算安全间隔l为：
[0073][0074]
l1＝l-l0
[0075]
其中，l为车辆检测模块、控制模块的布设安全间隔，l1为可变 标识板的布设安全间隔，l0为可变标识板前置距离，s为两车不相撞 的安全距离，v为地下道路的最高限制车速，t为驾驶员反应时间；
[0076]
通过查阅文献和开展实地调查，取为40m，l0取为20m，限制车 速v取60km/h，t取1.2秒，经计算得l＝60m，l1＝40m。
[0077]
步骤s1中车辆检测模块检测的车头时距等级信息为：
[0078]
若车头时距＜x1时，车头时距等级信息为一级，x1＝3s；
[0079]
若车头时距≥x1时，车头时距等级信息为二级，x1＝3s。
[0080]
步骤s1中车辆检测模块检测的车速等级信息为：
[0081]
若前后两车平均车速＜z1时，车速等级信息为一级，z1＝50km/h；
[0082]
若前后两车平均车速≥z1时，车速等级信息为二级，z1＝50km/h。
[0083]
步骤s1中控制模块所得到的车头时距等级信息为x，步骤s1中 控制模块所得到的车速等级信息为y，且步骤s2中的控制模块根据 所获取的时距等级信息、车速等级信息进行计算并得到控制等级，具 体如下所示
[0084]
k＝a*x+b*y
[0085]
其中：k代表控制等级；
[0086]
a、b代表各因素的权重系数；
[0087]
x代表车头时距等级信息水平；
[0088]
y代表车速等级信息；
[0089][0090]
当分级指数5≥k时，控制等级为一级；
[0091]
当分级指数k＜5时，控制等级为二级；
[0092]
步骤s2中当控制等级为一级时，可变标识板显示控制信息，当 车辆危险等级为二级时，不进行工作。
[0093]
本发明实施方式中以武汉长江公铁隧道为例，结合图1对本发明 进行说明。
[0094]
一种地下道路合流路段引导控制系统，所述地下道路合流路段引 导控制系统包括:
[0095]
车辆检测模块，所述车辆检测模块电性连接有控制模块，且所述 控制模块电性连接有可变标识板；
[0096]
引导模块，所述引导模块与所述控制模块连接，所述引导模块通 过无限通讯模块与云平台和服务器连接；
[0097]
指令下派模块，所述指令下派模块与所述服务器连接，所述服务 器将引导指令发送至车辆终端；
[0098]
预警模块，所述预警模块与所述服务器连接，所述预警模块与所 述车辆终端连接，所述车辆终端设置与语音播报模块；
[0099]
信息记录模块，所述信息记录模块用于对事件信息进行实时记 录；
[0100]
以及gps定位模块，所述gps定位模块设置在所述车辆终端内， 所述gps定位模块与所述服务器连接。
[0101]
其中，所述服务器连接有紧急情况处理模块，所述紧急情况处理 模块连接有110拨号模块和120拨号模块。
[0102]
其中，所述信息记录模块连接有数据存储模块，所述数据存储模 块连接有数据加密模块，所述数据加密模块连接有解密模块。
[0103]
其中，所述车辆检测模块包括包括数据通信单元、滤波单元、电 源模块、传感器单元和故障检测电路。
[0104]
本发明通过地下道路合流路段前主线最内侧的相邻两车平均车 速和相邻两车的车头时距来确认当前车辆的控制等级，之后根据得到 的控制等级来采取不同的控制引导方法，进而提示主线驾驶人采取合 理的驾驶行为，综合考虑驾驶人对地下道路合流路段的认知信息不够 完善，提出一种地下道路合流路段引导控制系统及其控制方法，对驾 驶人的驾驶行为进行引导控制，提高驾驶人的驾驶意识并降低其行驶 速度，进而保障道路的安全有效运行。
[0105]
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并 不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱 离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。

技术特征：
1.一种地下道路合流路段引导控制系统，其特征在于：所述地下道路合流路段引导控制系统包括:车辆检测模块，所述车辆检测模块电性连接有控制模块，且所述控制模块电性连接有可变标识板；引导模块，所述引导模块与所述控制模块连接，所述引导模块通过无限通讯模块与云平台和服务器连接；指令下派模块，所述指令下派模块与所述服务器连接，所述服务器将引导指令发送至车辆终端；预警模块，所述预警模块与所述服务器连接，所述预警模块与所述车辆终端连接，所述车辆终端设置与语音播报模块；信息记录模块，所述信息记录模块用于对事件信息进行实时记录；以及gps定位模块，所述gps定位模块设置在所述车辆终端内，所述gps定位模块与所述服务器连接。2.根据权利要求1所述的一种地下道路合流路段引导控制系统，其特征在于：所述服务器连接有紧急情况处理模块，所述紧急情况处理模块连接有110拨号模块和120拨号模块。3.根据权利要求1所述的一种地下道路合流路段引导控制系统，其特征在于：所述信息记录模块连接有数据存储模块，所述数据存储模块连接有数据加密模块，所述数据加密模块连接有解密模块。4.根据权利要求1所述的一种地下道路合流路段引导控制系统，其特征在于：所述车辆检测模块包括包括数据通信单元、滤波单元、电源模块、传感器单元和故障检测电路。5.一种地下道路合流路段引导控制方法，其特征在于，其步骤是：s1：计算车辆检测模块、控制模块的布设安全间隔l，计算可变标识板的布设安全间隔l1，车辆检测模块检测当前车辆的车头时距、平均车速并进行等级划分得到时距等级信息、车速等级信息并传输给控制模块；s2：控制模块根据所获取的时距等级信息、车速等级信息进行计算并得到控制等级，并根据控制等级来采取相应的引导控制措施；控制等级为二级时，可变标识板不进行工作；控制等级为一级时，可变标识板开启工作。6.根据权利要求5所述的一种地下道路合流路段引导控制方法，其特征在于：所述步骤(s1)中计算安全间隔l为：l1＝l-l0其中：l为车辆检测模块、控制模块的布设安全间隔，l1为可变标识板的布设安全间隔，l0为可变标识板前置距离，s为两车不相撞的安全距离，v为地下道路的最高限制车速，t为驾驶员反应时间。7.根据权利要求5所述的一种地下道路合流路段引导控制方法，其特征在于：所述步骤(s1)中车辆检测模块检测的车头时距等级信息为：车头时距＜x1时，车头时距等级信息为一级；车头时距≥x1时，车头时距等级信息为二级。8.根据权利要求5所述的一种地下道路合流路段引导控制方法，其特征在于：所述步骤
(s1)中车辆检测模块检测的车速等级信息为：前后两车平均车速＜z1时，车速等级信息为一级；前后两车平均车速≥z1时，车速等级信息为二级。9.根据权利要求5所述的一种地下道路合流路段引导控制方法，其特征在于：所述步骤(s1)中控制模块所得到的车头时距等级信息为x，所述步骤(s1)中控制模块所得到的车速等级信息为y，所述步骤(s2)中的控制模块根据所获取的时距等级信息、车速等级信息进行计算并得到控制等级，如下所示：k＝a*x+b*y其中：k代表控制等级；a、b代表各因素的权重系数；x代表车头时距等级信息水平；y代表车速等级信息；分级指数5≥k时，控制等级为一级；分级指数k＜5时，控制等级为二级。

技术总结
本发明公开了一种地下道路合流路段引导控制系统及控制方法，所述地下道路合流路段引导控制系统包括车辆检测模块，所述车辆检测模块电性连接有控制模块，且所述控制模块电性连接有可变标识板；本发明通过地下道路合流路段前主线最内侧的相邻两车平均车速和相邻两车的车头时距来确认当前车辆的控制等级，之后根据得到的控制等级来采取不同的控制引导方法，进而提示主线驾驶人采取合理的驾驶行为，综合考虑驾驶人对地下道路合流路段的认知信息不够完善，提出一种地下道路合流路段引导控制系统及其控制方法，对驾驶人的驾驶行为进行引导控制，提高驾驶人的驾驶意识并降低其行驶速度，进而保障道路的安全有效运行。进而保障道路的安全有效运行。进而保障道路的安全有效运行。


技术研发人员：邓敏 闵泉 王恩师 郭志杰 杨格 张灿程 张奥宇
受保护的技术使用者：武汉中交交通工程有限责任公司
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/3/8