本發(fā)明屬于智能交通技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及自主網(wǎng)團(tuán)霧多發(fā)區(qū)交通主動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前我國高速交通迅猛發(fā)展，高速里程不斷增加，同時(shí)環(huán)境狀況進(jìn)一步惡劣，大霧、霧霾、風(fēng)沙揚(yáng)塵、大雪等天氣出現(xiàn)頻率居高不下，特別是對團(tuán)霧多發(fā)區(qū)的偶發(fā)特大團(tuán)霧,目前交管部門沒有相關(guān)設(shè)備和方法,能夠?qū)崿F(xiàn)對能見度(雨、雪、霧霾、風(fēng)沙揚(yáng)塵)變化的測試，尤其是團(tuán)霧多發(fā)區(qū)的偶發(fā)團(tuán)霧測試，缺乏交通道路主動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)，造成司乘人員視線不好，導(dǎo)致交通事故頻發(fā)的現(xiàn)狀。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種實(shí)時(shí)監(jiān)測團(tuán)霧、并引導(dǎo)車輛通行的自主網(wǎng)團(tuán)霧多發(fā)區(qū)交通主動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)及方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種自主網(wǎng)團(tuán)霧多發(fā)區(qū)交通主動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)，包括至少一組控制系統(tǒng)，每一組控制系統(tǒng)包括至少一個(gè)主控單元和多個(gè)輔助單元，主控單元設(shè)置于高速路同向車道的其中一側(cè)，輔助單元分別間隔設(shè)置于高速路同向車道的兩側(cè)；同一組控制系統(tǒng)內(nèi)，主控單元和輔助單元間無線信號(hào)連接；主控單元和輔助單元均用于與交通管理部門無線信號(hào)連接；主控單元用于探測高速路上的車輛流量和能見度，并將能見度信息傳輸給同組內(nèi)的輔助單元，顯示車輛流量及能見度警示；并將車輛流量和能見度信息傳輸至交通管理部門；輔助單元用于探測高速路上的車輛流量，并接收主控單元發(fā)送的能見度信息，顯示出該車輛流量及與主控單元同步的能見度警示；并將車輛流量和能見度信息傳輸至交通管理部門。

進(jìn)一步地，每一組控制系統(tǒng)中至少包括如下：依次間隔設(shè)置于高速路同向車道的其中一側(cè)的一個(gè)主控單元和兩個(gè)輔助單元，還包括間隔設(shè)置于高速路同向車道相對側(cè)的三個(gè)輔助單元。

進(jìn)一步地，該主控單元包括依次相連接的第一能見度測量模塊、第一控制信號(hào)信息處理板和第一自組網(wǎng)通信模塊；還包括第一引導(dǎo)警示燈模塊，第一引導(dǎo)警示燈模塊與第一控制信號(hào)信息處理板相連接；

上述第一能見度測量模塊包括一對間隔設(shè)置的紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置；紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置相配合，通過第一控制信號(hào)信息處理板確定出發(fā)射及接收的紅外光的光強(qiáng)差，確定出能見度值；

上述第一引導(dǎo)警示燈模塊包括一對雷達(dá)發(fā)射單元和雷達(dá)接收單元，雷達(dá)發(fā)射單元和雷達(dá)接收單元相配合，通過第一控制信號(hào)信息處理板確定出接收雷達(dá)信號(hào)的時(shí)間差，得出車輛流量；

上述第一引導(dǎo)警示燈模塊還包括多個(gè)橫行成排豎向成列排布的第一LED指示燈，第一LED指示燈用于接收第一控制信號(hào)信息處理板的信號(hào)，以顏色和亮滅頻率來顯示車輛流量及能見度；

上述第一控制信號(hào)信息處理板用于控制紅外發(fā)射裝置發(fā)射相應(yīng)強(qiáng)度的紅外光，并根據(jù)紅外發(fā)射裝置發(fā)射和紅外接收裝置接收的紅外光脈沖的光強(qiáng)差，確定出能見度值，并控制第一LED指示燈工作；

上述第一控制信號(hào)信息處理板還用于記錄反射回的不同雷達(dá)信號(hào)的時(shí)間間隔，由時(shí)間間隔確定車輛流量，并控制第一LED指示燈工作；

上述第一自組網(wǎng)通信模塊用于與交通管理部門控制管理中心相連接，將車輛流量和能見度信息傳輸至交通管理部門控制管理中心。

進(jìn)一步地，還包括相連接的第一電池模塊和第一太陽能模塊，第一電池模塊用于向能見度測量模塊、第一引導(dǎo)警示燈模塊、第一控制信號(hào)信息處理板和第一自組網(wǎng)通信模塊供電。

進(jìn)一步地，還包括第一殼體，雷達(dá)發(fā)射單元、雷達(dá)接收單元、第一控制信號(hào)信息處理板和第一自組網(wǎng)通信模塊均設(shè)置于第一殼體內(nèi)，第一LED指示燈成排排布于第一殼體的至少一組相對應(yīng)的外側(cè)壁上；紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置分別安裝于第一殼體的兩側(cè)。

進(jìn)一步地，該紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置的前端均朝向高速路待測區(qū)域，紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置的后端與水平線的夾角均為20°～26°。

進(jìn)一步地，該輔助單元包括依次相連接的第二引導(dǎo)警示燈模塊、第二控制信號(hào)信息處理板和第二自組網(wǎng)通信模塊；上述第二引導(dǎo)警示燈模塊包括一對雷達(dá)發(fā)射單元和雷達(dá)接收單元；，雷達(dá)發(fā)射單元和雷達(dá)接收單元相配合，通過第二控制信號(hào)信息處理板確定出接收雷達(dá)信號(hào)的時(shí)間差，得出車輛流量；上述第二引導(dǎo)警示燈模塊還包括多個(gè)橫行成排豎向成列排布的第二LED指示燈，第二LED指示燈用于接收第一控制信號(hào)信息處理板和第二控制信號(hào)信息處理板的信號(hào)，以顏色及亮滅頻率來顯示車輛流量和能見度；第二自組網(wǎng)通信模塊用于與交通管理部門控制管理中心相連接，將車輛流量和能見度信息傳輸至交通管理部門控制管理中心。

進(jìn)一步地，還包括相連接的第二電池模塊和第二太陽能模塊，第二電池模塊用于向第二引導(dǎo)警示燈模塊、第二控制信號(hào)信息處理板和第二自組網(wǎng)通信模塊供電。

進(jìn)一步地，還還包括第二殼體，雷達(dá)發(fā)射單元、雷達(dá)接收單元、第二控制信號(hào)信息處理板和第二自組網(wǎng)通信模塊均設(shè)置于第二殼體內(nèi)，第二LED指示燈成排排布于第二殼體的至少一組相對應(yīng)的側(cè)壁上。

本發(fā)明還公開了上述的一種自主網(wǎng)團(tuán)霧多發(fā)區(qū)交通主動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)的使用方法，該方法如下：主控單元向高速路待測區(qū)域發(fā)射接收紅外光，根據(jù)發(fā)射和接收的紅外光的光強(qiáng)的不同，確定出待測區(qū)域的能見度值，并將能見度信息傳輸至同組內(nèi)的輔助單元，以顏色和亮滅頻率顯示車輛流量及能見度警示；并將車輛流量和能見度信息傳輸至交通管理部門；輔助單元向高速路待測區(qū)域發(fā)射接收雷達(dá)信號(hào)，并接收所述主控單元發(fā)送的能見度信息，顯示出該車輛流量及與主控單元同步的能見度警示；并將車輛流量和能見度信息傳輸至交通管理部門。

本發(fā)明自主網(wǎng)團(tuán)霧多發(fā)區(qū)交通主動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)環(huán)境狀況，實(shí)時(shí)測量環(huán)境能見度狀況、提前進(jìn)行團(tuán)霧偶發(fā)預(yù)警，并確定車輛流量，主動(dòng)引導(dǎo)車輛順利通行定能見度區(qū)域和團(tuán)霧多發(fā)區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)惡劣天氣狀況車輛通行主動(dòng)引導(dǎo)，大大降低高速交通事故頻發(fā)的局面。

附圖說明

圖1是本發(fā)明自主網(wǎng)團(tuán)霧多發(fā)區(qū)交通主動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)排布圖；

圖2是本發(fā)明中主控單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中主控單元的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明中第一能見度測量模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明中輔助單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明中輔助單元的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：A.主控單元；B.輔助單元；1-1.第一引導(dǎo)警示燈模塊；1-11.第一LED指示燈；1-2.第一能見度測量模塊；1-21.紅外發(fā)射裝置；1-22.紅外接收裝置；1-3.第一自組網(wǎng)通信模塊；1-4.第一控制信號(hào)信息處理板；1-5.第一太陽能模塊；1-6.第一電池模塊；1-7.第一殼體；1-8.遮光罩；2-1.第二引導(dǎo)警示燈模塊；2-11.第二LED指示燈；2-3.第二自組網(wǎng)通信模塊；2-4.第二控制信號(hào)信息處理板；2-5.第二太陽能模塊；2-6.第二電池模塊；2-7.第二殼體。

具體實(shí)施方式

一種自主網(wǎng)團(tuán)霧多發(fā)區(qū)交通主動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)，如圖1所示，包括至少一組控制系統(tǒng)，每一組控制系統(tǒng)包括至少一個(gè)主控單元A和多個(gè)輔助單元B，主控單元A設(shè)置于高速路同向車道的其中一側(cè)，輔助單元B分別間隔設(shè)置于高速路同向車道的兩側(cè)；同一組控制系統(tǒng)內(nèi)，主控單元A和輔助單元B間無線信號(hào)連接；主控單元A和輔助單元B均用于與交通管理部門無線信號(hào)連接；主控單元A用于探測高速路上的車輛流量和能見度，并將能見度信息傳輸給同組內(nèi)的輔助單元B，顯示車輛流量及能見度警示；并將車輛流量和能見度信息傳輸至交通管理部門；輔助單元B用于探測高速路上的車輛流量，并接收主控單元A發(fā)送的能見度信息，顯示出該車輛流量及與主控單元A同步的能見度警示；并將車輛流量和能見度信息傳輸至交通管理部門。

上述每一組控制系統(tǒng)中至少包括如下：依次間隔設(shè)置于高速路同向車道的其中一側(cè)的一個(gè)主控單元A和兩個(gè)輔助單元B，還包括間隔設(shè)置于高速路同向車道相對側(cè)的三個(gè)輔助單元B。在實(shí)際安裝過程中，選擇如下：同一側(cè)的相鄰的主控單元A和輔助單元B間的距離、相鄰的兩個(gè)輔助單元B間的距離均為25米，兩個(gè)主控單元A間的距離為75米。

如圖2、3和4所示，主控單元A包括依次相連接的第一能見度測量模塊1-2、第一控制信號(hào)信息處理板1-4和第一自組網(wǎng)通信模塊1-3；還包括第一引導(dǎo)警示燈模塊1-1，第一引導(dǎo)警示燈模塊1-1與第一控制信號(hào)信息處理板1-4相連接；第一能見度測量模塊1-2包括一對間隔設(shè)置的紅外發(fā)射裝置1-21和紅外接收裝置1-22；第一引導(dǎo)警示燈模塊1-1包括一對雷達(dá)發(fā)射單元和雷達(dá)接收單元，雷達(dá)發(fā)射單元和雷達(dá)接收單元相配合，通過第一控制信號(hào)信息處理板1-4確定出接收雷達(dá)信號(hào)的時(shí)間差，得出車輛流量；第一引導(dǎo)警示燈模塊1-1還包括多個(gè)橫行成排豎向成列排布的第一LED指示燈1-11，第一LED指示燈1-11用于接收第一控制信號(hào)信息處理板1-4的信號(hào)，以顏色和亮滅頻率來顯示車輛流量及能見度；第一控制信號(hào)信息處理板1-4用于控制紅外發(fā)射裝置1-21發(fā)射相應(yīng)強(qiáng)度的紅外光，并根據(jù)紅外發(fā)射裝置1-21發(fā)射和紅外接收裝置1-22接收的紅外光脈沖的光強(qiáng)差，確定出能見度值，并控制第一LED指示燈1-11工作；第一控制信號(hào)信息處理板1-4還用于記錄反射回的不同雷達(dá)信號(hào)的時(shí)間間隔，由時(shí)間間隔確定車輛流量，并控制第一LED指示燈1-11工作；第一自組網(wǎng)通信模塊1-3用于與交通管理部門控制管理中心相連接，將車輛流量和能見度信息傳輸至交通管理部門控制管理中心。紅外發(fā)射裝置1-21發(fā)射和紅外接收裝置1-22的上方還設(shè)置有遮光板1-8。第一控制信號(hào)信息處理板1-4采用ARM技術(shù)，處理軟件可分為后臺(tái)式和嵌入式兩種，后臺(tái)式可安裝在交通管理部門控制管理中心，通過無線傳輸模式實(shí)施控制，相關(guān)的控制指令實(shí)時(shí)備案待查；嵌入式安裝在殼體內(nèi)，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，相關(guān)的控制指令等信息可通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至交通管理部門控制管理中心，實(shí)施備案待查。

該第一能見度測量模塊1-2是一種利用光的前向散射原理，利用第一控制信號(hào)信息處理板1-4控制發(fā)射裝置發(fā)射紅外光脈沖，同時(shí)接收裝置接收發(fā)射的紅外光脈沖，通過測量發(fā)射和接收的紅外光脈沖的光強(qiáng)的不同，實(shí)現(xiàn)大氣中懸浮粒子的濃度測試，根據(jù)國家測試標(biāo)準(zhǔn)，將懸浮粒子的濃度值轉(zhuǎn)換成能見度值。

該第一引導(dǎo)警示燈模塊1-1是基于激光實(shí)施探測車輛通行情況，實(shí)時(shí)控制第一LED指示燈1-11，實(shí)現(xiàn)車輛尾跡判讀和第一LED指示燈1-11顯示。雷達(dá)發(fā)射單元朝向待測區(qū)域發(fā)射雷達(dá)波束，雷達(dá)接收單元接收由對面發(fā)射來的雷達(dá)信號(hào)的能量編碼。如果此時(shí)有車輛通過，那么反射回來的雷達(dá)信號(hào)脈沖間隔周期不同，通過測量接收雷達(dá)脈沖回波的間隔周期，來分辨車輛通行情況和車輛流量。第一LED指示燈1-11由紅黃兩種顏色構(gòu)成，紅色用來進(jìn)行車輛尾跡和車輛流量顯示，根據(jù)不同的車輛流量，通過第一控制信號(hào)信息處理板1-4進(jìn)行紅色顯示頻率的控制。黃色進(jìn)行當(dāng)團(tuán)霧多發(fā)區(qū)偶發(fā)團(tuán)霧時(shí)進(jìn)行主動(dòng)車輛通行引導(dǎo)，根據(jù)不同的能見度對團(tuán)霧的測量值，通過第一控制信號(hào)信息處理板1-4進(jìn)行黃色顯示頻率的控制。

還包括相連接的第一電池模塊1-6和第一太陽能模塊1-5，第一電池模塊1-6用于向能見度測量模塊2、第一引導(dǎo)警示燈模塊1-1、第一控制信號(hào)信息處理板1-4和第一自組網(wǎng)通信模塊1-3供電。還包括第一殼體1-7，雷達(dá)發(fā)射單元、雷達(dá)接收單元、第一控制信號(hào)信息處理板1-4和第一自組網(wǎng)通信模塊1-3均設(shè)置于第一殼體1-7內(nèi)，第一LED指示燈1-11成排排布于第一殼體2-7的至少一組相對應(yīng)的外側(cè)壁上；紅外發(fā)射裝置1-21和紅外接收裝置1-22分別安裝于第一殼體1-7的兩側(cè)。紅外發(fā)射裝置1-21和紅外接收裝置1-22的前端均朝向高速路待測區(qū)域，紅外發(fā)射裝置1-21和紅外接收裝置1-22的后端與水平線的夾角均為20°～26°。

如圖5和圖6所示，輔助單元B包括依次相連接的第二引導(dǎo)警示燈模塊2-1、第二控制信號(hào)信息處理板2-4和第二自組網(wǎng)通信模塊2-3；第二引導(dǎo)警示燈模塊2-1包括一對雷達(dá)發(fā)射單元和雷達(dá)接收單元；雷達(dá)發(fā)射單元和雷達(dá)接收單元相配合，通過第二控制信號(hào)信息處理板1-4確定出接收雷達(dá)信號(hào)的時(shí)間差，得出車輛流量；第二引導(dǎo)警示燈模塊2-1還包括多個(gè)橫行成排豎向成列排布的第二LED指示燈2-11，第二LED指示燈2-11用于接收第一控制信號(hào)信息處理板1-4和第二控制信號(hào)信息處理板2-4的信號(hào)，以顏色及亮滅頻率來顯示車輛流量和能見度；第二自組網(wǎng)通信模塊2-3用于與交通管理部門控制管理中心相連接，將車輛流量和能見度信息傳輸至交通管理部門控制管理中心。第二控制信號(hào)信息處理板2-4采用ARM控制技術(shù)，處理軟件可分為后臺(tái)式和嵌入式兩種，后臺(tái)式可安裝在交通管理部門控制管理中心，通過無線傳輸模式實(shí)施控制，相關(guān)的控制指令實(shí)時(shí)備案待查；嵌入式安裝在殼體內(nèi)，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，相關(guān)的控制指令等信息可通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至交通管理部門控制管理中心，實(shí)施備案待查。

該第二引導(dǎo)警示燈模塊2-1是基于激光實(shí)施探測車輛通行情況，實(shí)時(shí)控制第二LED指示燈2-11，實(shí)現(xiàn)車輛尾跡判讀和第二LED指示燈2-11顯示。雷達(dá)發(fā)射單元朝向待測區(qū)域發(fā)射雷達(dá)波束，雷達(dá)接收單元接收由對面發(fā)射來的雷達(dá)信號(hào)的能量編碼。如果此時(shí)有車輛通過，那么反射回來的雷達(dá)信號(hào)脈沖間隔周期不同，通過測量接收雷達(dá)脈沖回波的間隔周期，來分辨車輛通行情況和車輛流量。第二LED指示燈2-11由紅黃兩種顏色構(gòu)成，紅色用來進(jìn)行車輛尾跡和車輛流量顯示，根據(jù)不同的車輛流量，通過第二控制信號(hào)信息處理板2-4進(jìn)行紅色顯示頻率的控制。黃色進(jìn)行當(dāng)團(tuán)霧多發(fā)區(qū)偶發(fā)團(tuán)霧時(shí)進(jìn)行主動(dòng)車輛通行引導(dǎo)，根據(jù)不同的能見度對團(tuán)霧的測量值，通過第二控制信號(hào)信息處理板2-4進(jìn)行黃色顯示頻率的控制。

一種自主網(wǎng)團(tuán)霧多發(fā)區(qū)交通主動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)，還包括相連接的第二電池模塊2-6和第二太陽能模塊2-5，第二電池模塊2-6用于向第二引導(dǎo)警示燈模塊2-1、第二控制信號(hào)信息處理板2-4和第二自組網(wǎng)通信模塊2-3供電。還包括第二殼體2-7，雷達(dá)發(fā)射單元、雷達(dá)接收單元、第二控制信號(hào)信息處理板2-4和第二自組網(wǎng)通信模塊2-3均設(shè)置于第二殼體2-7內(nèi)，第二LED指示燈2-11成排排布于第二殼體2-7的至少一組相對應(yīng)的側(cè)壁上。

該第一太陽能模塊1-5和第二太陽能模塊2-5均采用現(xiàn)有成熟技術(shù)，主要由分別安裝在對應(yīng)的第一殼體1-7和第二殼體2-7上方和四個(gè)側(cè)方，各共五個(gè)構(gòu)成。第一電池模塊1-6和第二電池模塊2-6均對應(yīng)安裝在第一殼體1-7和第二殼體2-7內(nèi)，采用現(xiàn)有成熟技術(shù)，已達(dá)到對由太陽能模塊產(chǎn)生的電量進(jìn)行存儲(chǔ)，滿足7～15天微光情況下的供電指標(biāo)。

上述第二LED指示燈2-11由紅黃兩種顏色構(gòu)成，紅色用來進(jìn)行車輛尾跡和車輛流量顯示，根據(jù)不同的車輛流量，通過第二信號(hào)控制信息處理板2-4進(jìn)行紅色顯示頻率的控制。黃色用于當(dāng)團(tuán)霧多發(fā)區(qū)偶發(fā)團(tuán)霧時(shí)進(jìn)行主動(dòng)車輛通行引導(dǎo)，根據(jù)不同的能見度對團(tuán)霧的測量值，通過第二信號(hào)控制信息處理板2-4進(jìn)行黃色顯示頻率的控制。如表1所示：

表1顯示模式和顯示頻率列表

備注：超高頻、高頻、中頻、低頻、超低等都又分為三個(gè)不同頻率。

上述第一自主網(wǎng)通信模塊1-3和第二自組網(wǎng)通信模塊2-3通過無線發(fā)射方式進(jìn)行傳輸，每一單元最大節(jié)點(diǎn)數(shù)為256個(gè)，每一節(jié)點(diǎn)均可即作為主機(jī)也可作為分機(jī)，同時(shí)也可以直接定義為某一節(jié)點(diǎn)為主機(jī)，當(dāng)指定的節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，其最近的相鄰節(jié)點(diǎn)自動(dòng)升為主機(jī)，對其他節(jié)點(diǎn)響應(yīng)為控制權(quán)。上述第一殼體1-7和第二殼體2-7為安裝承載機(jī)構(gòu)，主要材料為硬鋁或鋼結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同需方和應(yīng)用場合的不同可實(shí)施定制。

本發(fā)明還公開了上述的一種自主網(wǎng)團(tuán)霧多發(fā)區(qū)交通主動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)的使用方法，該方法如下：主控單元A向高速路待測區(qū)域發(fā)射接收紅外光，根據(jù)發(fā)射和接收的紅外光的光強(qiáng)的不同，確定出待測區(qū)域的能見度值，并將能見度信息傳輸至同組內(nèi)的輔助單元B，以顏色和亮滅頻率顯示車輛流量及能見度警示；并將車輛流量和能見度信息傳輸至交通管理部門；輔助單元B向高速路待測區(qū)域發(fā)射接收雷達(dá)信號(hào)，并接收主控單元A發(fā)送的能見度信息，顯示出該車輛流量及與主控單元A同步的能見度警示；并將車輛流量和能見度信息傳輸至交通管理部門。