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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(guò)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(wú)線信標(biāo)產(chǎn)品實(shí)時(shí)獲取路況信息，實(shí)現(xiàn)車(chē)流量、車(chē)速、車(chē)型的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)時(shí)空統(tǒng)計(jì)，通過(guò)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(wèn)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(guò)車(chē)路協(xié)同實(shí)現(xiàn)車(chē)道級(jí)的高精定位，優(yōu)化車(chē)輛偏離預(yù)警等功能，為車(chē)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(guò)車(chē)路協(xié)同環(huán)境下車(chē)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(chē)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(chē)路協(xié)同系統(tǒng)集成應(yīng)用的重大共性關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)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(guò)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(chē)輛日夜間安全行車(chē)條件下，工程綜合節(jié)能可達(dá) 20%。 2. 交通流量增加 20% 通過(guò)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(chē)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(guò)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(chē)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(chē)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(chē)流車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)輛； c. 為智能網(wǎng)聯(lián)車(chē)提供車(chē)道級(jí)交通數(shù)據(jù)，警告即將來(lái)到的交通擁堵； d. 識(shí)別相關(guān)車(chē)道的駕駛風(fēng)險(xiǎn)，促使智慧駕駛車(chē)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(chē)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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