解决方案 | 高速公路恶劣天气智能预警防控系统
一、系统概述
由于我国幅员辽阔，地理位置复杂、不同地区气候多样化，部分地区在特定季节容易出现雨雪、雨雾、雾霾、路面结冰等各类恶劣天气，严重威胁人们的生命和财产安全，也给当地的交通事故预防、交通秩序维护工作带来了巨大的压力。
针对这种背景，研发出高速公路恶劣天气智能预警防控系统，系统由气象监测子系统、沿线破雾警示子系统、区间测速子系统、预警发布子系统等组成建设，通过后端管理平台进行统一分析和关联，实现针对局部路段出现恶劣天气时（比如团雾、路面结冰等）的车距引导控制、车速控制以及发生事故时，后方车辆的警示和引导，避免二次事故的发生，以科技手段降低安全事故的发生。
二、恶劣天气行车安全风险分析
高速公路上车速快，出现大雾、雨雪、结冰天气时，极低的能见度和复杂的路面环境使司机不能及时察觉前方车辆，极易导致追尾事故，严重威胁行车安全。
分析高速公路上恶劣天气引发的交通事故的诱因，主要的原因有三种：
１.道路结冰易发生侧滑
当道路结冰时，由于没有提前预警，驾驶人员无提前减速意识，车辆易打滑，极易导致交通事故的发生。
２.能见度低易发生追尾
能见度低是导致交通事故的较大因素之一，当道路出现大雾等情况时，驾驶人员甚至无法看清前方是否有车辆、道路轮廓、标线以及各种交通标志，容易导致追尾事故的发生，甚至在弯道路段直接驶出路面。
３.易发生二次事故
由于恶劣天气导致交通事故发生时，停驶在道路中间的出事车辆本身又成为了极为危险的障碍物，如果不能及时发现并预警跟驰车辆，极易造成多车连续追尾，发生二次事故。
根据恶劣天气路段内大雾或雨雪天气的特点和恶劣天气路段内行车安全分析，该系统着重解决三个方面问题，即提前预警、道路引导、预防二次事故的发生，实现一次事故预防、二次事故预警的功能，针对这些问题分别采用不同的对策实现系统功能。
三、系统设计组成
系统安装在高速公路恶劣天气（大雾、雨、雪）多发路段，主要实现在恶劣天气下的一次事故预防，二次事故预警。系统由气象监测子系统、区间测速子系统、沿线防撞子系统、预警发布子系统等组成。
系统设计图
1、气象监测子系统
实时检测大气能见度、路面温度、水膜高度、结冰点温度等多种指标，给系统提供精确的当前气象参数。当系统接收到的气象参数达到设定的阈值时，系统可以自动发送指令给区间测速子系统、沿线防撞子系统和预警发布子系统，使子系统自动切换到恶劣天气下的工作模式，给车辆预警、提示和引导。
2、区间测速子系统
该子系统与气象检测子系统和可变限速牌关联。当遇到恶劣天气环境，如能见度低于限定值，设备将相关报警信息发送至后端平台，后台将调整后的限速发送至前端1km可变限速牌以及路段内的区间测速设备中，自动监测该路段车辆行驶速度，将不按照低能见度环境限速行驶车辆，自动捕捉抓拍。
3、沿线防撞子系统
在恶劣天气易发路段每隔25m处建设1套防撞预警模块，模块集成破雾指示灯、车辆检测装置、高精度同步模块。该子系统关联气象监测子系统，可根据不同天气状况开启不同工作模式，主要实现雾天高速公路在途车辆的 “指路”及防止追尾的“防撞预警”两大功能。
4、预警发布子系统
在恶劣天气易发路段入口约1km左右，通过在入口建设LED交通诱导屏、高音广播、可变限速牌、语音广播、LED信息诱导屏，从视听双角度动态提醒驾驶人员注意前方道路状况、减速行驶等事项，警惕提醒驾驶人员，确保道路交通安全畅通，杜绝二次事故的发生。
该子系统同气象检测子系统和区间测速子系统进行关联。当接收到发生恶劣天气指令时。通过LED诱导屏和语音广播警告即将驶入雾区的车辆前方路段有恶劣天气，限速慢行，让驾驶员做好雾中行车的心理准备。LED诱导屏用文字的形式告知驾驶员前方雾区状况、行车限制，以法律法规的途径控制恶劣天气下的行车速度，从而有效降低事故发生率。
系统布局图
四、主要技术指标
➤能见度传感器测量范围：（10～50000）m；
➤能见度测量准确度：10m＜L≤10km（±10%），10km＜L≤50km（±20%）；
➤车辆检测精度：≥98%；
➤雾灯波长：（590-594）nm；
➤雾灯工作模式：长亮、闪烁（频率可调）；
➤雾灯控制模式：前端自动接收能见度数据，实现雾灯自动开启、关闭，根据能见度仪的数据自动调整雾灯闪烁频率；
➤工作电压：直流12v交流220v（可选）；
➤供电方式：市电/太阳能（可选）；
➤整机支持7×24小时无间断工作。
五、系统主要功能
➤恶劣天气自动监测功能
系统实时检测大气能见度，测量路面温度、水膜高度、结冰点温度、含冰量/冰百分比、含盐量、摩擦系数，并能准确判别路面干湿状况。
➤安全行车主动诱导功能
系统利用高速公路沿线安装的车辆检测显示模块，在雾区高速道路上，黄灯同步闪烁，很好的显示前方道路走向，尤其弯道，提前做好准备，减速通行。
➤车辆动态同步轨迹显示功能
系统利用高速公路沿线安装的车辆检测显示模块，实时检测车辆在车辆后面点亮几组红灯，随着车辆的前进，红灯光带随车辆移动，警示后面车辆。
➤路况透雾显示功能
采用590nm波长的琥珀色高亮LED破雾灯，具有良好的透雾能力，能显示前方道路状况。
➤路段入口视听角度预警功能
采用在路段安装LED诱导屏、高音广播及可变限速牌，从视听双角度动态限速提醒司机注意减速行驶；通过高速沿线安装警示灯告知司机运行状况及当前道路信息。
➤匝道分流功能
系统检测天气恶劣达到一定程度不允许车辆在高速公路行驶，在附近匝道路口车辆分流系统，及时将车辆疏导驶离高速公路恶劣天气路段。
➤区间测速联动监测功能
针对恶劣天气环境，当能见度等气象参数低于限定值，设备将相关报警信息发送至后端管控平台，后台将调整后的限速发送至前端可变限速牌以及相应的测速卡口设备中，自动监测该路段车辆行驶速度，将不按照低能见度环境限速行驶车辆，自动捕捉抓拍。系统通过采集天气状况，智能分析并合理设置相应的限速值，规范车辆安全行驶，从而有效提升交通安全，降低交通事故发生率。
六、系统主要特点
➤节点间点对点无线通讯；
➤车辆轨迹动态显示；
➤系统通过测量路面温度、结冰点温度、水膜厚度、残盐量采集天气状况，准确判别路面干湿状况，智能分析并合理设置相应的限速值，规范车辆安全行驶，为准确监测道路天气及路面情况提供可靠的依据，从而有效提升交通安全，降低交通事故发生率。
➤可采用市电、太阳能等多种供电方式。
▼结束
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