高速公路智能交通诱导系统探讨

高速公路智能交通诱导系统探讨
发表时间：2019-04-19T10:46:52.160Z 来源：《基层建设》2019年第4期作者：谭娟
[导读] 摘要：当前信息技术发展迅猛，很多先进的信息科技成果在交通行业当中得到了广泛的应用。

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摘要：当前信息技术发展迅猛，很多先进的信息科技成果在交通行业当中得到了广泛的应用。

其中，智能交通诱导终端设备的使用，通过对高速公路智能交通诱导系统进行研究和分析，能够及时获得动态的交通信息，并且对路网的交通状况进行预测，提出相应的交通诱导方案，对交通路网交通流量进行均衡调配，从而缓解路网交通拥堵。

本文对高速公路智能交通诱导的实现进行了分析和研究。

关键词：行车安全；智能交通；诱导终端
引言：当前，我国高速公路交通诱导设施主要包括标志、标线、轮廓标、突起路标、爆闪灯、雾灯、警示灯、电子可变情报板等。

非智能诱导设施如路面逆反射交通标志、突起路标、轮廓标等，主要采用逆光反射材料作为信息（信号）发布介质，虽具有造价低、无需电源等优点，但需要车辆具有较好的灯光照明设备，且需在气候条件良好情况下才能够产生较好的诱导效果。

本文研究一种高速公路智能交通诱导护栏，利用现代传感器技术、通信技术、互联网技术、大数据技术、人工智能等技术来提升交通流诱导信息水平，并减少交通事故和拥堵的发生。

1、高速公路智能交通诱导系统概述
1.1 高速公路智能交通诱导系统定义
智能交通诱导系统也被叫作交通流诱导系统，主要是通过云计算、大数据、机电设施、网络通信等技术，向行驶人员提供相关的引导信息，使驾驶员处于最优路径当中，或者实时发布一些交通信息，让行驶者能够自行判断最优行驶路线。

整个系统的特点主要是综合考虑路、车、人，利用诱导信息让驾驶员出行行为得到管理，对路面交通系统进行优化，从而减少车辆在道路上的逗留时间，合理分配路网中的交通流。

1.2 高速公路智能交通诱导系统基本架构
通常条件下，智能交通诱导终端主要分为两个部分：行车预警显示采集部分以及行车预警汇聚部分。

行车预警汇聚部分主要是依靠WiFi、GPRS等技术，高速公路行车预警终端主要包含了一个通信模块，通信模块中又包含若干个采集预警终端和汇聚终端。

预警终端主要包含了一个处理器，以及与处理器连接的WiFi模块，信息数据采集模块和指示模块，指示模块当中至少有3种显示颜色。

而汇聚部分主要包含了GPRS通讯模块和WiFi路由模块，GPRS通信模块的作用主要是与外部远程控制终端进行连接，而WiFi路由模块主要用于进行相互连接，通信组当中的各个预警模块对周围信息进行采集，并且向汇聚终端发布。

1.3 高速公路智能交通诱导系统的主要功能
研究发现，在高速公路两侧的护栏按照监控系统，可及时获取相关路段的路况信息、车辆的通行状态以及车辆的驾驶状态，并且采集天气风速等环境信息，同时在护栏上使用LED灯等低成本显示元件实时发布路网路况信息，将交通诱导信息及时动态的发布出来，让交通流智能诱导信息水平大幅度提高，避免出现交通拥堵或者交通事故的出现，并且可与绿色环保太阳能发电技术进行结合，通过绿色可持续能源解决高速公路智能交通诱导护栏的供电问题。

合理设计，将智能护栏与周围的环境融为一体，形成一道亮丽的风景线。

智能护栏具有一定的安全性和实用性，并且与智能化、人性化相结合，依托各种技术实现交通的智能诱导。

2、高速公路智能交通诱导系统功能模块分析
2.1 智能交通诱导功能
连续进行光学车道线的布设，能够将道路轮廓清晰地描绘出来，依照前方路况的实际特点，通过不同的颜色指示灯进行闪烁显示，对驾驶人员进行提醒，让他们关注公路交通的状况，并且对行车路程进行调整。

红色表示的是道路堵塞，黄色表示的是道路拥堵，而绿色表示的是道路畅通，闪烁灯主要表示的是可能有信息需要交驾驶人员注意交通。

诱导设备的信息量较大，而且显示非常直观，具有能即时预警等诸多优点。

2.2 拥堵检测功能
如果发现障碍物的位置或者车辆的位置处于拥堵距离内，那么智能诱导设备会通过监控中心向外发出预警警报，并且实时收集相关的信息和数据分析这些数据，通过人工智能算法对拥堵的长度和拥堵的位置进行判断，监控中心人员可以通过闭路电视、监控系统判断这一个路段是否出现了拥堵的情况，并且及时通知相关人员将事故车辆拖走，并且对人员进行救助。

2.3 应急车道占用警示功能
如果发现车辆处于应急车道，智能诱导设备会向监控中心发出相应的警报，另外一些邻近的设备会发出预警，只是让驾乘人员停止对应急车道占用或者保持安全距离，监控人员收到预警信息之后，会对该车进行确认，利用闭路电视判断是否出现了故障，并且派出相应的车辆进行救援，对交通进行及时的疏导。

2.4 雾灯控制的功能
指示灯具有穿透性强而且灯光亮度较高等特点，不会由于雾气而出现漫反射，如果天气恶劣，如处于尘埃弥漫雾、雨天、雪天、大雾天气等能见度较高的条件下，会将智能诱导设备的显示系统亮起作为引导灯使用，将道路行车边界标明，让驾驶人员降低车速，安全地通行。

2.5 团雾检测功能
因为团雾的区域性非常强，在对团雾进行预报方面具有一定的难度，车辆无法提前得到相关警示和通知，容易导致重大交通事故的出现。

依照相关统计数据发现高速公路上容易出现团雾现象，所以，团雾也被叫作高速公路的流动杀手，本设备依照团雾的能见度低、区域性强等特点，对团雾的能见度范围、位置等进行有效检测，并且及时对驾驶人员进行预警，让驾驶人员更好地提高警惕，降低车速，避免出现交通事故。

3、系统硬件设计
3.1 终端适配器
终端适配器用于适配智慧护栏节点的各类传感器、LED灯带、LED显示屏、分布式光伏发电系统；兼容CAN或485总线式通信，以及
NB-IoT无线组网通信。

其系统框架如图1所示。

3.2 主控
通信主控结构如图2所示。

4G模块用于外部网络进行通信；NB-IOT联网模块用于与各个终端适配器进行无线通信；处理器用于协调处理各个终端适配器数据、网络通信；CAN/485总线用于与各个终端适配器进行有线通信；232/485接口用于对接各种传感器等；电源100W用于光伏发电与市电相结合的电源；壳体是不锈钢材质，可靠运行于恶劣环境，低功耗、高稳定性、可无人值守。

4、系统软件设计
4.1 终端适配器嵌入式软件设计
终端适配器包括分布式能源管理模块、节点定位模块、无线联网模块、总线通信模块、传感器适配模块、离线检测及时钟同步。

分布式能源管理模块主要控制太阳能电源充发电，当没有市电时，可以根据太阳能电源电量，控制系统进入不同模式。

节点定位模块通过GPS/北斗模块，获取并上报当地理位置。

无线联网模块控制NB-IoT联网模块,将电源状态、位置信息、LED灯条状态、LED屏显示状态、各传感器状态等发送给主控。

总线通信模块在不适合使用无线联网通信的情况下，可通过CAN/485总线和通信主控进行数据交互。

传感器适配模块适配各类传感器，包括但不限于环境/交通态势等传感器。

4.2 主控嵌入式软件设计
主控软件有无线联网模块、总线通信模块、传感器适配模块、离线检测及时钟同步模块。

无线联网模块控制NB-IoT联网模块，获取智慧护栏节点信息；总线通信模块在不适合使用无线联网通信的情况下，可通过CAN/485总线和智慧护栏节点进行数据交互；传感器适配模块适配各类传感器，包括但不限于天气信息；离线检测实现全网心跳检测。

4.3 软件界面设计
控制中心软件基于Web页面，可以远程访问；可以显示、控制各个智慧护栏；可以综合、分析、显示交通态势。

效果如图3所示。

图3控制中心界面
图3中左侧罗列着可连接的智慧护栏列表，可以对其进行一些相应操作。

在右侧的地图路线中，以红色、橙色和绿色分别代表“拥堵”、“较拥堵”和“畅通”三种交通状态。

位于路线左右的大量蓝色logo代表着智慧护栏在路线中的实际分布，白色弹出框可以显示正在操作的某智慧护栏所收集的的详细信息以及状态。

5、结束语
智能交通诱导系统主要是通过互联网技术、通信技术、现代传感器等技术让交通流诱导信息水平大幅度提高，及时获得动态的数据信息，并且对路网的交通状况进行掌握，及时对路网的情况进行预测和推算，并且做好相应的交通出行诱导工作，让交通服务和交通需求的矛盾得到解决，让服务和管理水平大幅度提高。

参考文献：
[1]智能交通诱导信息系统技术监理要点[J].张有战.智能建筑.2014（04）
[2]智能道路系统的体系框架及其关键技术研究[J].李清泉，熊炜，李宇光.交通运输系统工程与信息.2008（01）
[3]智能交通系统在国外的发展趋势[J].李峰.国外公路.1999（01）
[4]基于BIM理念的建设项目全生命周期应用研究[D].彭正斌.青岛理工大学2013。