一种道路运行风险防控系统及协同式动态显示方法

1.本发明涉及道路车辆安全行驶技术领域，具体涉及一种道路运行风险防控系统及协同式动态显示方法。


背景技术：

2.随着经济水平的不断提高和科学技术的不断进步，汽车保有量和运输需求持续增长。
3.导致交通事故、交通流异常发生的影响因素有很多，其严重影响了旅行者的出行效率。在发生交通事故后，如何正确引导出行者的驾驶行为，如何更好地缓解由各类事故造成的交通系统拥堵、延迟等问题，是关系到居民出行的重要问题。
4.现阶段通常采用传统的指路标志给驾驶人提供交通指示信息，在某些特殊路段上，采用可变情报板装置与静态标志结合来提供交通信息。然而传统的指路标志设置已经不能满足驾驶人获取更丰富更即时的交通信息的需求，对于采用可变情报板设备与静态标志结合来提供交通信息时，不同的道路、天气情况以及交通流的状态对所造成的风险等级不同，对应不同的预警规则和禁令信息。例如，在高风险路段入口处装备静态设备和动态设备，车辆按告示板进行减速，当高风险路段上游出现交通事故时，上游的情报板将事故信息传递到下游，下游的动态设备将信息整合，通过可变情报板发布。然而可变情报板设备与静态标志信息协调配合效果不好，会出现交通流异常而引发事故，限制了道路交通系统的效能。
5.如何将可变情报板设备与静态标志信息系统有机协调配合，从而最大限度地发挥道路交通系统的效能是亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种道路运行风险防控系统及协同式动态显示方法，对高风险路段的风险进行防控，对车辆进行安全提示，为驾驶员做出相应操作争取时间，避免因交通流异常引发事故，提高道路交通系统的效能。
7.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
8.一种道路运行风险防控系统，包括交通流检测装置、气象检测器、云处理中心和交通控制及诱导装置；
9.交通流检测装置，用于检测交通流信息，并将交通流信息输入到云处理中心；交通流信息包括检测车流、车辆等待数目和排队长度；
10.气象检测器，用于检测异常天气情况下的气象参数和路况数据；并将气象参数和路况数据输入到云处理中心；
11.交通控制及诱导装置，用于对高风险路段的交通进行诱导和提示；
12.云处理中心，用于接收交通流检测装置、环境监测装置输入的信息，根据输入的信息确定高风险路段的运行风险等级，制定防控策略，并将防控决策输出给交通控制及诱导
装置。
13.优选的，交通流检测装置，包括网络摄像机、交通事件检测器和毫米波雷达；网络摄像机、交通事件检测器、毫米波雷达的信号输出端分别与云处理中心的信号输入端电连接。
14.优选的，交通控制和诱导装置，包括可变情报板、车辆控制标志、智能道钉、可变限速标志；云处理中心的信号输出端分别与所述可变情报板、车辆控制标志、智能道钉、可变限速标志电连接。
15.一种道路运行风险防控协同式动态显示方法，包括以下步骤：
16.步骤1，云处理中心解析道路运行风险致因并提取风险因子，评判风险等级，得到风险类型和风险等级阈值；
17.步骤2，将高风险路段分为多个子路段，获取所述每个子路段的交通流信息；
18.步骤3，将每个子路段的交通流信息输入至云处理中心，依据预设的风险类型和风险等级阈值确定风险等级；
19.步骤4，根据每个子路段上的风险等级和动态交通流信息，确定每个子路段上限速类静态标识牌防控后的动态交通流的剩余风险；
20.步骤5，根据剩余风险生成最佳矫正方案并通过交通控制和诱导设备进行发布，消除或降低风险等级。
21.优选的，步骤1包括以下子步骤：
22.子步骤1，根据典型路段交通事故，分析交通行为与交通事故间的关联关系，得到风险因子；
23.子步骤2，根据风险因子结合交通流信息制定风险等级和风险类型；
24.子步骤3，预设风险等级阈值。
25.优选的，步骤1中所述所述风险因子包括以下5个维度：
26.驾驶人视觉行为风险因子，包括接打电话、吸烟、喝饮料、跟后座交谈、整理仪容；
27.车辆驾驶行为风险因子，包括超速、超车、换道等；
28.道路风险因子，包括道路结冰，路段施工等；
29.天气风险因子，包括雨雪天气，大雾天气，强风天气等；
30.昼夜风险因子，包括夜间驾驶。
31.优选的，步骤3中风险等级为：
32.当检测到子路段中的风险因子属于任意一条风险维度时，此时风险等级为一级；当检测到子路段中的风险因子属于任意两条风险维度时，此时风险等级为二级；当检测到子路段中的风险因子属于任意三条风险维度时，此时风险等级为三级；当检测到子路段中的风险因子属于任意四条风险维度时，此时风险等级为四级；当检测到子路段中的风险因子属于全部五条条风险维度时，此时风险等级为五级，最高级。
33.优选的，步骤4中所述动态交通流信息包括检测车流、车辆等待数目和排队长度。
34.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
35.本发明的静态设备提供指路类和禁令信息，防止车辆超速及超重；动态设施保证在交通条件不佳时都能尽快接受到警告和禁令信息，对流出交通进行诱导和提示，防止车辆因道路情况发生打滑和交通事故。
36.本发明为驾驶员提供更完整的信息，对车辆进行安全提示，为驾驶员做出相应操作争取时间，避免因交通流异常引发事故，提高道路交通系统的效能。
附图说明
37.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
38.图1为本发明的道路运行风险防控协同显示流程图。
具体实施方式
39.下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
40.本发明的原理是通过在高风险路段每车道设置交通流检测设备，用以检测车流量、车型、桥口车辆等待和排队长度；在高风险路段全线每2000米处安装一台摄像机；因高风险路段交通流量或事故较多，云处理中心接收由摄像机提供的相关道路条件、天气情况、交通状况，并对此做出相应的反应；通过在可变情报板上安装的毫米波雷达，探测道路前方一定范围内车辆的相对速度，相对角度及相对距离，根据前后两车的速度差、拥挤程度、低能见度，评价安全性或风险等级。当静态设备对驾驶员进行安全提醒后，车辆在驶近高风险路段时还存在风险，如速度过高、间距过大、拥堵时，可变情报板根据风险等级，发出预警。当相邻两个车辆用检测器检测到的流量在单位时间内的变化不大，车辆通过减速即可避免交通事故，则情报板不对该车进行预警。
41.一种道路运行风险防控系统，包括交通流检测装置、气象检测器、云处理中心和交通控制及诱导装置；
42.交通流检测装置，用于检测交通流信息，并将所述交通流信息输入到云处理中心；交通流信息包括检测车流、车辆等待数目和排队长度。交通流检测设备安装在已确定的高风险路段的上游位100-1000m的路段，其断面的每车道设置单环行线圈，即交通流检测器，主要检测车流、车辆等待数目和排队长度。
43.交通流检测装置包括网络摄像机、交通事件检测器和毫米波雷达；网络摄像机、交通时间检测器、毫米波雷达的信号输出端分别与云处理中心的信号输入端电连接。网络摄像机用于实时采集高风险路段上的交通流信息、限速类静态标识牌信息和高风险路段道路构造物信息；交通事件检测器用于实时检测高风险路段上发生的异常交通事件；毫米波雷达用于检测高风险路段上每个车辆的速度、位置等轨迹信息。
44.气象检测器，用于检测异常天气情况下的气象参数和路况数据；并将气象参数和路况数据输入到云处理中心。气象参数和路况数据包括异常天气情况下道路的能见度、相对湿度、降雨量，路面潮湿度、路面温度、路面状态、可识别有无降水、降水类型、降水强度、雾、大风等天气气象。
45.交通控制及诱导装置，用于对高风险路段的交通进行诱导和提示；
46.交通控制和诱导装置，包括可变情报板、车辆控制标志、智能道钉、可变限速标志；所述云处理中心的信号输出端分别与所述可变情报板、车辆控制标志、智能道钉、可变限速标志电连接。其中，可变情报板设置在高风险路段前30米处，以图文方式显示下游路段的交通状态、车辆在前进方向两点间行程时间、路面状况、交通控制信息、天气状况和其他信息，
对即将驶入高风险路段的车辆进行诱导和提示；车道控制标志能够通过程序控制自动切换显示红色叉号和绿色垂直向下箭头；智能道钉通过局域网和广域网的通信功能道钉之间、道钉与平台以及道钉与车辆之间的信息交互，可以进行车辆诱导，安全距离的警示；可变限速标志能通过程序控制动态更新限速要求；可依据下游交通状况向驾驶人提供限速要求。
47.云处理中心，用于接收交通流检测装置、环境监测装置输入的信息，根据输入的信息确定高风险路段的运行风险等级，制定防控策略，并将所述防控决策输出给交通控制及诱导装置。
48.具体的，运处理中心用于根据异常交通事件、动态交通流信息、限速类静态标识牌信息、高风险路段的线型信息和车辆速度信息，确定高风险路段的运行风险等级，评估防控策略，以消除剩余风险为目标，确定高风险路段上限速类动态标识牌的安装数量、限速值和安装位置。
49.参考图1，为本发明的道路运行风险防控协同显示流程图。一种道路运行风险防控协同式动态显示方法，包括以下步骤：
50.步骤1，云处理中心解析道路运行风险致因并提取风险因子，评判风险等级，得到风险类型和风险等级阈值；
51.步骤1中包括以下子步骤：
52.子步骤1，根据典型路段交通事故，分析交通行为与交通事故间的关联关系，得到风险因子；
53.风险因子包括以下5个维度：
54.驾驶人视觉行为风险因子，包括接打电话、吸烟、喝饮料、跟后座交谈、整理仪容；车辆驾驶行为风险因子，包括超速、超车、换道等；道路风险因子，包括道路结冰，路段施工等；天气风险因子，包括雨雪天气，大雾天气，强风天气等；昼夜风险因子，包括夜间驾驶。
55.子步骤2，根据风险因子结合交通流信息制定风险等级和风险类型；
56.子步骤3，预设风险等级阈值；
57.步骤2，将高风险路段分为多个子路段，获取所述每个子路段的交通流信息；
58.步骤3，将每个子路段的交通流信息输入至云处理中心，依据预设的风险类型和风险等级阈值确定风险等级；
59.当检测到路段中的风险因子属于任意一条风险维度时，此时风险等级为一级；当检测到路段中的风险因子属于任意两条风险维度时，此时风险等级为二级；当检测到路段中的风险因子属于任意三条风险维度时，此时风险等级为三级；当检测到路段中的风险因子属于任意四条风险维度时，此时风险等级为四级；当检测到路段中的风险因子属于全部五条条风险维度时，此时风险等级为五级，最高级。
60.步骤4，根据每个子路段上的风险等级和动态交通流信息，确定每个子路段上限速类静态标识牌防控后的动态交通流的剩余风险；动态交通流信息包括检测车流、车辆等待数目和排队长度。
61.步骤5，根据剩余风险生成最佳矫正方案并通过交通控制和诱导设备进行发布，消除或降低风险等级。
62.仿真实验：
63.首先，车辆要通过高风险路段，静态设备会提供指路类和禁令信息，防止车辆超速
及超重。动态设施置于高风险路段入口侧，保证主线运行车辆和刚驶入高风险路段的车辆，在交通条件不佳时都能尽快接受到警告和禁令信息。如高风险路段上游发生事故时，上游的可变情报板收集事故类型、计算可能导致的事故等信息，继而将信息传递给位于下游的情报板，然后在高风险路段前30米处安装的动态显示设备以图文方式显示前方路段的交通情况(畅通、拥挤、堵塞)、车辆在前进方向两区间行程时间、路面状况、交通控制信息、天气状况和其他信息，对流出交通进行诱导和提示，防止车辆因道路情况发生打滑和交通事故。
64.其次，车辆行驶到高风险路段中段时，驾驶员可根据高风险路段入口处静态标志提供的位置、限速、告示和动态标志提供车道控制、可变限速、预警、通行诱导及绕行等信息谨慎驾驶，可通过车载设备(如车载语音、路线规划等)预先通告驾驶员当前因事故导致的拥挤程度及排队状况并有效降低二次事故、交通堵塞、车辆打滑等事故的发生，同时，让驾驶员掌握更多更完整的信息，为他们在高风险路段上行驶做出正确的通行决策提供条件。
65.最后，车辆在即将到达高风险路段出口时，保持安全稳定的速度以及前后车的安全间距，适时地减速、有序通行。车辆在缓慢驶出高风险路段时，动态设备布设在高风险路段出口侧和即将驶入城市道路的路段前方，发布信息量相对较大的诱导型信息，实现交通诱导和主线控制功能，当车子经过诱导屏时，如果看到屏幕上的道路显示为绿色便可放心通行，而显示为黄色则代表前方道路稍有排队，如果你有急事就可以另择其他道路前进；但如果道路显示为红色，那么这就表示这条道路严重拥堵，不要前往。
66.虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

技术特征：
1.一种道路运行风险防控系统，其特征在于，包括交通流检测装置、气象检测器、云处理中心和交通控制及诱导装置；所述交通流检测装置，用于检测交通流信息，并将所述交通流信息输入到云处理中心；所述交通流信息包括检测车流、车辆等待数目和排队长度；所述气象检测器，用于检测异常天气情况下的气象参数和路况数据；并将气象参数和路况数据输入到云处理中心；所述交通控制及诱导装置，用于对高风险路段的交通进行诱导和提示；所述云处理中心，用于接收交通流检测装置、环境监测装置输入的信息，根据输入的信息确定高风险路段的运行风险等级，制定防控策略，并将所述防控决策输出给交通控制及诱导装置。2.根据权利要求1所述的道路运行风险防控系统，其特征在于，所述交通流检测装置，包括网络摄像机、交通事件检测器和毫米波雷达；所述网络摄像机、交通事件检测器、毫米波雷达的信号输出端分别与所述云处理中心的信号输入端电连接。3.根据权利要求1所述的道路运行风险防控系统，其特征在于，所述交通控制和诱导装置，包括可变情报板、车辆控制标志、智能道钉、可变限速标志；所述云处理中心的信号输出端分别与所述可变情报板、车辆控制标志、智能道钉、可变限速标志电连接。4.一种道路运行风险防控协同式动态显示方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，云处理中心解析道路运行风险致因并提取风险因子，评判风险等级，得到风险类型和风险等级阈值；步骤2，将高风险路段分为多个子路段，获取所述每个子路段的交通流信息；步骤3，将每个子路段的交通流信息输入至云处理中心，依据预设的风险类型和风险等级阈值确定风险等级；步骤4，根据每个子路段上的风险等级和动态交通流信息，确定每个子路段上限速类静态标识牌防控后的动态交通流的剩余风险；步骤5，根据剩余风险生成最佳矫正方案并通过交通控制和诱导设备进行发布，消除或降低风险等级。5.根据权利要求4所述的道路运行风险防控协同式动态显示方法，其特征在于，步骤1包括以下子步骤：子步骤1，根据典型路段交通事故，分析交通行为与交通事故间的关联关系，得到风险因子；子步骤2，根据风险因子结合交通流信息制定风险等级和风险类型；子步骤3，预设风险等级阈值。6.根据权利要求5所述的道路运行风险防控协同式动态显示方法，其特征在于，步骤1中所述风险因子包括以下5个维度：驾驶人视觉行为风险因子，包括接打电话、吸烟、喝饮料、跟后座交谈、整理仪容；车辆驾驶行为风险因子，包括超速、超车、换道等；道路风险因子，包括道路结冰，路段施工等；天气风险因子，包括雨雪天气，大雾天气，强风天气等；昼夜风险因子，包括夜间驾驶。
7.根据权利要求4所述的道路运行风险防控协同式动态显示方法，其特征在于，步骤3中所述风险等级为：当检测到子路段中的风险因子属于任意一条风险维度时，此时风险等级为一级；当检测到子路段中的风险因子属于任意两条风险维度时，此时风险等级为二级；当检测到子路段中的风险因子属于任意三条风险维度时，此时风险等级为三级；当检测到子路段中的风险因子属于任意四条风险维度时，此时风险等级为四级；当检测到子路段中的风险因子属于全部五条条风险维度时，此时风险等级为五级，最高级。8.根据权利要求4所述的道路运行风险防控协同式动态显示方法，其特征在于，步骤4中所述动态交通流信息包括检测车流、车辆等待数目和排队长度。

技术总结
本发明涉及道路车辆安全行驶技术领域，公开了一种道路运行风险防控系统及协同式动态显示方法。道路运行风险防控系统，包括交通流检测装置、气象检测器、云处理中心和交通控制及诱导装置；道路运行风险防控协同式动态显示方法，包括以下步骤：解析道路运行风险致因并提取风险因子，评判风险等级；将高风险路段分为多个子路段，获取每个子路段的交通流信息；确定每个子路段的风险等级；确定每个子路段的剩余风险；根据剩余风险生成最佳矫正方案并进行发布，消除或降低风险等级。本发明对高风险路段的风险进行防控，对车辆进行安全提示，为驾驶员做出相应操作争取时间，避免因交通流异常引发事故，提高道路交通系统的效能。提高道路交通系统的效能。提高道路交通系统的效能。


技术研发人员：辛琪 郭家举 张虹霞 荚胜琪 王畅
受保护的技术使用者：长安大学
技术研发日：2022.11.28
技术公布日：2023/5/23