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智慧公路物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

智慧公路物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過在公路廣泛部署低成本的集成多種傳感器的具有通信功能的智慧無線信標(biāo)產(chǎn)品實(shí)時(shí)獲取路況信息，實(shí)現(xiàn)車流量、車速、車型的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)時(shí)空統(tǒng)計(jì)，通過設(shè)備的廣泛部署實(shí)現(xiàn)高精度、大范圍的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，為智能交通系統(tǒng)高效管理與養(yǎng)護(hù)提供交通與環(huán)境態(tài)勢(shì)的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)、識(shí)別和態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)，為交通決策提供科學(xué)依據(jù)與數(shù)據(jù)支持。其次針對(duì)公路場(chǎng)景下定位誤差較大等問題，采用 GPS 定位、慣性導(dǎo)航與物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備結(jié)合的新型多重組合定位方法，通過車路協(xié)同實(shí)現(xiàn)車道級(jí)的高精定位，優(yōu)化車輛偏離預(yù)警等功能，為車輛提供準(zhǔn)確的位置信息及導(dǎo)航與綜合服務(wù)功能。最后通過車路協(xié)同環(huán)境下車載終端、路側(cè)多源異構(gòu)傳感器協(xié)作環(huán)境數(shù)據(jù)采集、多維度感知融合與超視距全局環(huán)境態(tài)勢(shì)構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)智能交通系統(tǒng)全息實(shí)時(shí)交通、路況環(huán)境感知及智能網(wǎng)聯(lián)汽車超視距精準(zhǔn)環(huán)境感知與精準(zhǔn)定位。智慧公路物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)旨在突破制約高速公路智能車路協(xié)同系統(tǒng)集成應(yīng)用的重大共性關(guān)鍵技術(shù)，開展典型示范應(yīng)用，提升高速公路的智能化水平和服務(wù)品質(zhì)，促進(jìn)全國(guó)范圍大規(guī)模推廣。目前，如圖 1 所示，技術(shù)成果已經(jīng)研發(fā)出第三版樣機(jī)。樣機(jī)已經(jīng)小批量生成并在齊魯高速、長(zhǎng)安大學(xué)測(cè)試場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)際部署測(cè)試。此外，項(xiàng)目組正在對(duì)第三版樣機(jī)進(jìn)行改造升級(jí)，全力打造穩(wěn)定性更強(qiáng)功能更加豐富的第四版樣機(jī)。圖 1 第一版樣機(jī)；第二版樣機(jī)；第三版樣機(jī) 主要技術(shù)指標(biāo) 1. 節(jié)能增收 20% 通過對(duì)城市邊緣交通環(huán)境及流量等數(shù)據(jù)的智能分析，優(yōu)化燈光使用場(chǎng)景。該系統(tǒng)在滿足車輛日夜間安全行車條件下，工程綜合節(jié)能可達(dá) 20%。 2. 交通流量增加 20% 通過對(duì)交通運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警及控制策略處理模塊將路段監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯總后，根據(jù)車流密度、速度、流量、各級(jí)風(fēng)險(xiǎn)事件結(jié)合其它傳感器數(shù)據(jù)，包括上游主線流量、匝道流量、公路氣候數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、消防系統(tǒng)數(shù)據(jù)等，進(jìn)行大數(shù)據(jù)綜合分析研判。構(gòu)建算法模型，自動(dòng)制定和優(yōu)化的控制策略，通過智能預(yù)警發(fā)布及綜合自動(dòng)管控系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)警發(fā)布和綜合自動(dòng)管控。為管理者實(shí)時(shí)預(yù)警的同時(shí)，將預(yù)警、誘導(dǎo)信息和控制指令自動(dòng)發(fā)布于上游路段、匝道區(qū)段的可變信息標(biāo)志、可變限速標(biāo)志、車道線主動(dòng)發(fā)光標(biāo)志等，對(duì)交通流速及交通流量進(jìn)行有效調(diào)控及誘導(dǎo)。綜合評(píng)估能增加 20% 交通流量。 3. 減少交通事故 30% 任何異常事件報(bào)警被觸發(fā)時(shí)，系統(tǒng)同時(shí)依據(jù)預(yù)案自動(dòng)將異常事件聯(lián)動(dòng)燈光預(yù)警、可變信息標(biāo)志、可變限速標(biāo)志、車道指示標(biāo)志等自動(dòng)發(fā)布預(yù)警給司乘人員，實(shí)現(xiàn)對(duì)車流車速的動(dòng)態(tài)調(diào)控和誘導(dǎo)，增加公路通容量，減少交通擁堵，防止二次事故和連環(huán)事故的發(fā)生。實(shí)踐證明，采用該系統(tǒng)，至少可以降低公路安全事故 30%，同時(shí)提高交通流量，進(jìn)而降低交通污染，均衡交通流平順性，信息的及時(shí)推送，降低駕駛員駕駛緊張感，提高了駕駛員的舒適性，可以整體有效提高交通運(yùn)輸設(shè)施安全水平及服務(wù)水平。 4. 100% 信息覆蓋全自動(dòng)監(jiān)測(cè)傳感器都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整條公路的全面信息覆蓋。 5. 對(duì)接智能網(wǎng)聯(lián)駕駛 a. 提供智能網(wǎng)聯(lián)車實(shí)時(shí)交通圖，推薦進(jìn)場(chǎng)事件和速遞協(xié)調(diào)； b. 告知智能網(wǎng)聯(lián)車輛風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)時(shí)定位公路中的駕駛風(fēng)險(xiǎn)，將這些風(fēng)險(xiǎn)傳達(dá)給下游智能網(wǎng)聯(lián)車輛； c. 為智能網(wǎng)聯(lián)車提供車道級(jí)交通數(shù)據(jù)，警告即將來到的交通擁堵； d. 識(shí)別相關(guān)車道的駕駛風(fēng)險(xiǎn)，促使智慧駕駛車輛提前做出反應(yīng)； e. 為智能網(wǎng)聯(lián)駕駛提供超視距感知、惡劣天氣環(huán)境下的精準(zhǔn)感知，促進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)車早日實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用。

西安電子科技大學(xué) 2023-05-08

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