霧區道路行車引導及防撞預警

AGS霧區主動引導及防撞預警係統是專門針對霧條件下道路交通安全保障而研製的創新型成套技術及產品,產品具有重點針對高速公路的係列和普通公路在低能見度環境下對行車駕駛員進行主動引導和預警,內置針對霧條件下的智能檢測、分析、指路、尾距預警等多項跨學科集成技術和模塊,高效的光能供電係統技術能確保終端設備在無光照日情況下續航22天,係統具有自適應無線鏈式組網通訊,全天候智能控製策略的能力,自動保障道路行車的安全。

本項目是十一五規劃《國家道路交通安全科技行動計劃》“惡劣天氣下道路交通安全保障”欄目中的子項目,由交通運輸部公路科學研究院與杭州研發中心(杭州北京赛车pk10官网公共安全工程有限公司)合作研製,本項目主要解決霧天高速公路在途車輛的“指路”及霧天防止高速公路在途車輛追尾的“防撞預警”二大功能;項目已經於2010年完成了國家級科技示範工程建設(江西永武高速)、2009年~2012年期間完成了科技部、交通部、公安部三部委聯合示範項目(京港澳高速湖北段、河南段及蚌淮高速淮南段等)及部分省級示範及應用;2013年交通運輸部科技司在江西永武展開現場會,宣傳推廣十一五期間重點交通科技成果,其中霧條件下道路交通安全保障項目是會議的重點推薦項目,目前本項目已經產業化。

我公司在2010年完成霧區主動引導及防撞預警係統的國家級科技示範及一係列部級、省級科技示範建設後,經過近2年的連續數據追蹤及運行情況匯總,證明該技術是一種先進的霧區道路交通安全保障技術,2016年交通運輸部批準了對本項目的行業標準,行業標準編號是JT/T 1032-2016,標準名稱是《霧天公路行車安全誘導裝置》,其原型就是我公司提供的霧區主動引導及防撞預警係統,並參與標準的編製。


惡劣天氣所包含的不僅僅是“霧”,通常包含“霧、雨、雪、冰、霜”等多項對道路交通安全構成嚴重威脅的自然現象,惡劣天氣下道路交通安全保障今後的發展趨勢是在一個智能平台上對多個的災害性環境下道路交通提供安全保障,我公司與交通運輸部公路科學研究院共同承擔了十二五規劃《國家道路交通安全科技行動計劃》二期項目,其中“霧條件下道路交通安全保障”課題在一期成果基礎上繼續深入發展,這些發展是與一期計劃緊密關聯的,並且具有兼容性。

我國有95.3%的地域有霧,上述區域內的道路交通或多或少會受到霧、霾、雨及其他類型低能見度影響;本項目重點根據中國國情設計,適合我國高等級道路使用,其主要特點有:

安裝環境:項目安裝時無需依托專門的安裝環境,通過適配件可非常方便的安裝在路側護欄的立柱上或水泥護牆上,這些適配件是按照我國高速公路技術標準設計的,它不但適用於新建道路,也同樣適用於已經通車的所有高等級道路。

運維環境:本項目自帶光能發電裝置及無線數據鏈,其運行無需外部環境支撐,自身就具備了係統運行所需的全部要素,且可以設置成全自動運行模式或人工控製模式;

運行成本:本項目采用綠色可再生能源,無需外部電源供電,其運行成本為“0”。

維護量:本項目主要部件設計壽命超過12年,維護周期3年,無交通事故所致損毀時其維護量非常低。維護采用替換方式,現場更換一個終端設備最長所需時間不超過10分鍾。

擴展性:本項目具有雙向可擴展性,容量、功能、配置均可根據需要擴展,且具有延展的控製與管理能力;在外場設備更新或擴展後,隻需要在控製端輸入更新或擴展的設備代碼即可實現全域自動管理。

兼容性:本項目的各項技術指標及功能設置已經由行業標準予以規範,符合行業標準的設備均可兼容;同時本項目還兼容下一代相關設備及裝置。它可以是一個智能交通係統的模塊,也可以是一個獨立的霧區道路交通安全保障係統。

環保:我們隻有一個地球,本項目全部部件均采用公認的綠色環保材料及可再生材料,運行期內無汙染、無排放,即使設備報廢以後的廢棄物也不會造成環境汙染。

針對霧條件下道路交通安全保障全球範圍內研發方向分為車載型和道路基礎設施型二類,據交通部公路科學研究院提供的信息顯示,截止到2014年12月,針對霧條件下道路交通安全保障,美國正在發展的是局域性二次事故防範技術及車聯網事故防範技術,該技術突破方向是在車輛上安裝特殊設備,其實現必須基於全部車輛安裝車聯網設備;歐洲的發展方向是基於道路基礎設施實現霧區主動誘導,2012年意大利、荷蘭進行了路麵主動引導試驗,目前試驗仍然在進行中;韓國在2012年由國家交通院牽頭完成了有線控製霧區主動引導樣機生產,目前僅有二個應用實例;日本沒有這方麵的研究報道;我國發展方向是基於道路基礎設施實現惡劣天氣下道路交通安全保障,並且在2009年就已經開始建設第一個霧條件下道路交通安全保障的國家級科技示範工程,該示範工程采用了目前為止業界最先進的一次事故防範技術及二次事故預警技術,我國在上述技術領域擁有全部自主的知識產權及全部核心技術。

本項目是在國家級科技示範工程綜合技術基礎上形成的升級產品,它由“智能邊緣標”、“數據預處理器”、“能見度探測儀”、“上位控製平台”四個主要部件組成,重點創新技術及模塊分別是:

光能供電技術:光能供電技術是一種太陽能供電技術的升級技術,采用它配置負載設備後,該設備隻需要安裝在“頂天”(頂天是指設備安裝點頂部沒有被遮擋)的環境中光能供電模塊即可對設備保持長期正常供電;在可靠性試驗中采用光能供電的設備已經連續正常運行5年;目前正在運行的霧區主動引導及防撞預警係統全部采用光能供電方式,該技術是業界最先進的創新型實用專利技術,它解決了外場設備的供電難題。

尾跡生成技術:霧天發生交通事故的最大原因是看不到前方車輛,尾跡生成技術是在前車經過時通過電子技術及信號技術在前車後部點亮一定長度的紅燈,這些紅燈會隨車輛同步移動,形成動態“尾跡”,由於尾跡是通過信號技術手段生產的,長度可設置(默認60米),後車在行進時如果前方有車則會首先發現前車尾跡,即使在濃霧環境下也可發現前方車輛,這就可以避免重特大事故的發生;它對前方車輛存在及位置采用電信號傳遞及定位顯示方式,尾跡長度及顯示方式是人為設定的,所以該技術能夠在霧天超視距發現前方車輛,是一種業界領先的創新型實用專利技術。

同步引導技術:低能見度環境下高速公路周圍是一個渾沌的環境,道路遠視可見性降低或消失,通過同步主動發光所形成的誘導線形與道路平行,可有效顯示道路走向;係統能夠自動控製主動誘導線形且提供不低於2倍當前能見度的遠視可見性,該功能不僅僅在霧天有用,在黑夜、雨天等環境下同樣有效;它使得霧條件下在途車輛能夠獲得更有效的安全預視距離;本功能的屬性是霧天“指路”,其遠視可見性絕對值大於2.5~5倍當前能見度,默認值2.5倍當前能見度,由內置控製策略自動調整。

抗損毀通訊技術:高速公路環境下交通事故無法避免,采用有線通訊或供電則會產生很多後期運維難題,例如有線通訊線路故障或中斷則係統就癱瘓了。本項目全部采用無線組態方式,外場通訊采用抗損毀無線通訊技術,該技術是以一種“鏈”狀組態的,每一節“鏈”覆蓋區內具有不低於NX個雙向冗餘節點,隻有在這個節點群同時損毀的情況下該鏈接點才中斷,但斷點的上遊及下遊通訊仍然能正常運行,具有繞行通訊能力,即使外場通訊中斷的情況下係統仍可基於迂回路由實現有效通訊。在該技術支撐下,個別或部分智能邊緣標故障或事故所致損毀時,不會影響整個係統的正常運行,該技術有效解決了外場設備的通訊難題。

離散控製技術:高速公路的特征是長距離,如果采用星形控製方式則控製成本會非常高,且可靠性及事件針對性大為降低;本項目采用創新的無線組態離散控製技術,智能邊緣標相互之間及與上位控製係統之間沒有物理上的連接,係統能夠根據外場實時能見度數值有針對性調用對應的控製策略,該技術重點針對團霧設計,當配置路段出現團霧時則團霧區域的控製策略有別於非團霧區域,該技術能夠在道路環境出現團霧時自動快速響應並且實時對團霧區域內的車輛提供有效誘導及防止追尾事故的發生。

專用能見度檢測技術:自動實現霧區主動引導及防撞預警的關鍵是能夠有效檢測到當前的能見度數值,本項目可以選配不同類型的能見度檢測設備:A、鏈式能見度檢測係統,它是一種專門針對團霧檢測而設計的高密度配置能見度檢測設備,它安裝在智能邊緣標內,共享智能邊緣標的供電及通訊資源,具有目前為止業界最高能見度地域分辨率,在設置區域內,地域能見度分辨率是20米,能見度數值分辨率是20~1000米,該技術是未來道路交通能見度檢測技術的發生趨勢(目前正在交通部檢測,暫時不能配套銷售);B、專用配套散射型能見度檢測設備,它是一種適應AGS係統的氣象級能見度檢測設備。本項目兼容上述兩種能見度檢測技術。


基於“雲計算”、“互聯網+”技術,搭建惡劣天氣交通安全大數據平台 ,利用AGS係列路側設備采集的數據,如經緯度、海拔、能見度、車流量、車道占用、路麵濕滑係數及摩擦係數、車頭時距等信息,在雲端對海量數據進行分析,獲取惡劣環境發生的內在因素,將高速公路的安全管理從“事後處理”變成“事前預判”;逐步過渡到對事故進行預警及智能事故主動防範。

   係統所需的基礎物理設施利用一期工程搭建的AGS係統,並根據實際情況進行擴充,增加交通數據獲取通道,如車速、道路條件、視頻等,為雲端計算獲取更豐富的數據,搭建更為完善的雲計算係統。

       平台層利用雲計算技術搭建,作為大數據處理的核心層麵,負責路側設備的雲端接入、網絡管理與控製、數據存儲與分析,並支撐上層用戶應用,為實際需要提供數據的分析處理計算能力。

        係統的應用層作為與用戶交互的界麵,為交通管理者、駕駛人員、決策人員提供基於數據支撐的分析結果與交互手段。應用層具有良好的可擴展性,並對外提供交互接口,便於與交通管理部門、數據需求部門的現有係統進行對接。

 

發展曆程

國家唯一授權研製與生產應用於惡劣氣象條件下道路交通安全保障專項技術與成套產品的專業化高科技企業;參與《霧天公路行車安全誘導裝置》行業標準的編寫、獲得公安部/交通部雙證檢測的生產企業。

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