全決定于隧道的幾何條件，即理想狀態(tài)下視距為 但由于在實際情況中，隧道光線往往不夠充分，會對駕駛員的視距產(chǎn)生很大的影響。 在與該隧道當(dāng)前路段相同的光線條件下，駕駛員所能看到的的最遠距離為Ii,那么最終駕 駛員的實際視距應(yīng)該由取小函數(shù)Li"=Min(L/ij，li)決定。Li"即為該隧道環(huán)境下駕駛員的 實際視距。
[0072] 步驟9、終端服務(wù)器從道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中獲取摩擦系數(shù)fi,j，并利用式(3)判斷第j 個路側(cè)設(shè)備所檢測范圍的路段上第i輛車的最大安全行駛速度，從而實現(xiàn)第i輛車在第j個 路側(cè)設(shè)備所檢測范圍的路段內(nèi)的速度預(yù)警Vi,J:
(3)
[0074] 式(3)中，ti表示第i位駕駛員的基本反應(yīng)時間；A t/1,J表示第j個路側(cè)設(shè)備所檢測 范圍的路段內(nèi)的環(huán)境參數(shù)對第i位駕駛員反應(yīng)時間的影響值，變化范圍為〇.17s-〇.43s;ti" 表示第i輛車的制動力上升的時間。ai,J表示第i輛車在第j個路側(cè)設(shè)備所檢測范圍的路段內(nèi) 的剎車加速度，并有：
[0075] 上坡逆風(fēng)
[0076] 上坡順風(fēng)
[0077] 下坡逆風(fēng)；
[0078] 下坡順風(fēng)；
[0079] 式(4)、式(5)、式(6)、式(7)中，g表示重力加速度;fij表示第i輛車在第j個路側(cè)設(shè) 備所檢測范圍的路段內(nèi)的摩擦系數(shù)，Ai為汽車的迎風(fēng)面積，Cwi為風(fēng)阻系數(shù)，Vwj為風(fēng)速，Mi為 汽車與駕駛員的總質(zhì)量。摩擦系數(shù)fi,J是屬于道路的本身性質(zhì)，由隧道建設(shè)單位測試得出， 技術(shù)人員將其儲存在終端服務(wù)器的道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中。
[0080] 如圖4a和圖4b所示，車輛處于上坡和下坡時，受到重力G、道路對車輛的支持力Fn、 道路對車輛的摩擦力Ff和風(fēng)力Fw。實線表示的風(fēng)力Fw為車逆風(fēng)時所受的風(fēng)力。虛線表示的風(fēng) 力Fw為車順風(fēng)時所受的風(fēng)力。由受力分析可得，車輛在上下坡剎車的加速度如式（4)、式 (5)、式(6)、式(7)所示。車輛在行駛時若要保證安全，則需要滿足剎車距離小于視距運一條 件，即必須滿足式(3)。也就是說，滿足式(3)的最大速度值就是我們所需要的最大安全行駛 速度。
[0081] 需要說明的是，W上實施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實 施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進 行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán) 利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1. 一種隧道速度預(yù)警的車路協(xié)同控制系統(tǒng)，其特征包括:車載子系統(tǒng)、路側(cè)子系統(tǒng)和終 端服務(wù)器； 所述車載子系統(tǒng)包括η個車載設(shè)備;所述η個車載設(shè)備分別設(shè)置在η輛車上;第i個車載 設(shè)備包括:第i個數(shù)據(jù)坡度儀、第i個通訊設(shè)備、第i個眼動儀、第i個風(fēng)速檢測儀和第i個存儲 設(shè)備；<n; 所述路側(cè)子系統(tǒng)包括m個路側(cè)設(shè)備;所述m個路側(cè)設(shè)備包括m個測距儀、m個環(huán)境采集器 和m個重力傳感器，并分別設(shè)置在所述η輛車所行駛的道路上； 所述終端服務(wù)器中設(shè)置有道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫;所述道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中包含有所述η輛車 所行駛道路的摩擦系數(shù)fi,神日轉(zhuǎn)彎半徑Rj; 所述第i個眼動儀獲取第i位駕駛員的視距集以并存入第i輛車的存儲設(shè)備中；第i個通 訊設(shè)備從第i輛車的存儲設(shè)備中讀取第i位駕駛員的視距集k并發(fā)送至第j個路側(cè)設(shè)備上； 所述第i個數(shù)據(jù)坡度儀檢測第i輛車所行駛的道路坡度并通過第i個通訊設(shè)備發(fā)送至 第j個路側(cè)設(shè)備上； 所述第i個風(fēng)速檢測儀檢測在第j個路側(cè)設(shè)備所檢測范圍的路段上的風(fēng)速vw，并通過第 i個通訊設(shè)備發(fā)送至第j個路側(cè)設(shè)備上； 所述第i個存儲設(shè)備中儲存有車輛迎風(fēng)面積Ai和風(fēng)阻系數(shù)Cwi，第i個通訊設(shè)備從第i個 存儲設(shè)備中讀取車輛迎風(fēng)面積Ai和風(fēng)阻系數(shù)Cwi并發(fā)送至第j個路側(cè)設(shè)備上； 所述第j個路側(cè)設(shè)備通過第j個重力傳感器獲得人車總質(zhì)量Ml,通過第j個測距儀獲得第 i輛車的行駛軌跡中屯、線與路邊的距離ri,j、通過第j個環(huán)境采集器獲得第i輛車行駛的光線 強度，并將所述道路坡度Qi、距離ri, j、視距集k、光線強度、風(fēng)速vwj、車輛迎風(fēng)面積Ai、風(fēng)阻系 數(shù)Cwi、人車總質(zhì)量Ml發(fā)送給所述終端服務(wù)器，用于存儲在所述道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中； 所述終端服務(wù)器根據(jù)所述光線強度從所述視距集以中提取相應(yīng)環(huán)境下的視距參數(shù)ll; 并利用所述視距參數(shù)1 i、道路坡度Qi、距離ri, j、光線強度、風(fēng)速vwj、車輛迎風(fēng)面積Ai、風(fēng)阻系 數(shù)Cwi、人車總質(zhì)量MiW及相應(yīng)行駛道路上的摩擦系數(shù)fi,神日轉(zhuǎn)彎半徑扣判斷第j個路側(cè)設(shè)備 所檢測范圍的路段上第i輛車的最大安全行駛速度，從而實現(xiàn)隧道速度預(yù)警。2. -種螺旋隧道速度預(yù)警的車路協(xié)同控制方法，其特征是應(yīng)用于由η個車載設(shè)備、m個 路側(cè)設(shè)備和終端服務(wù)器所組成的隧道行駛環(huán)境中，所述η個車載設(shè)備分別設(shè)置在η輛車上； 第i個車載設(shè)備包括:第i個數(shù)據(jù)坡度儀、第i個通訊設(shè)備、第i個眼動儀、第i個風(fēng)速檢測儀和 第i個存儲設(shè)備；1 ^ i ^n;所述m個路側(cè)設(shè)備包括m個測距儀、m個環(huán)境采集器和m個重力傳感 器，并分別設(shè)置在所述η輛車所行駛的道路上;所述終端服務(wù)器中設(shè)置有道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫； 所述道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中包含有所述η輛車所行駛道路的摩擦系數(shù)fi,神日轉(zhuǎn)彎半徑扣;所述車 路協(xié)同控制方法按如下步驟進行： 步驟1、所述第i個眼動儀獲取第i位駕駛員的視距集以并存入第i輛車的存儲設(shè)備中； 步驟2、所述第i個通訊設(shè)備從第i輛車的存儲設(shè)備中讀取第i位駕駛員的視距集以并發(fā) 送至第j個路側(cè)設(shè)備上； 步驟3、所述第i個數(shù)據(jù)坡度儀檢測第i輛車所行駛的道路坡度αι并通過第i個通訊設(shè)備 發(fā)送至第j個路側(cè)設(shè)備上； 步驟4、所述第i個風(fēng)速檢測儀檢測在第j個路側(cè)設(shè)備所檢測范圍的路段上的風(fēng)速vw，并 通過第i個通訊設(shè)備發(fā)送至第j個路側(cè)設(shè)備上； 步驟5、所述第i個存儲設(shè)備中儲存有車輛迎風(fēng)面積Ai和風(fēng)阻系數(shù)Cwi，第i個通訊設(shè)備從 第i個存儲設(shè)備中讀取車輛迎風(fēng)面積Ai和風(fēng)阻系數(shù)Cwi并發(fā)送至第j個路側(cè)設(shè)備上； 步驟6、所述第j個路側(cè)設(shè)備通過第j個重力傳感器獲得人車總質(zhì)量Ml,通過第j個測距儀 獲得第i輛車的行駛軌跡中屯、線與路邊的距離ri,j、通過第j個環(huán)境采集器獲得第i輛車行駛 路段的光線強度，并將所述道路坡度日1、距離rij、視距集k、光線強度、風(fēng)速vw、車輛迎風(fēng)面 積Ai、風(fēng)阻系數(shù)Cwi、人車總質(zhì)量Ml發(fā)送給所述終端服務(wù)器，用于存儲在所述道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫 中； 步驟7、所述終端服務(wù)器從所述道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中獲取轉(zhuǎn)彎半徑扣，并根據(jù)所述光線強 度從所述視距集以中提取相應(yīng)環(huán)境下的視距參數(shù)li;并利用式（1)計算第i個駕駛員的理想 視距(1) 式(1)中，咕表示第j個路側(cè)設(shè)備所檢測范圍的路段上的轉(zhuǎn)彎半徑； 步驟8、利用式(2)獲得第i個駕駛員的當(dāng)前視距L"i: L"i=Min(L'i'j，li) (2) 步驟9、所述終端服務(wù)器從所述道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中獲取摩擦系數(shù)fi,j，并利用式(3)判斷 第j個路側(cè)設(shè)備所檢測范圍的路段上第i輛車的最大安全行駛速度，從而實現(xiàn)第i輛車在第j 個路側(cè)設(shè)備所檢測范圍的路段內(nèi)的速度預(yù)警Vi,j:式(3)中，ti表示第i位駕駛員的基本反應(yīng)時間；Δ i,j表示第j個路側(cè)設(shè)備所檢測范圍 的路段內(nèi)的環(huán)境參數(shù)對第i位駕駛員反應(yīng)時間的影響值，變化范圍為〇.17s-〇.43s;t"i表示 第i輛車的制動力上升的時間;表示第i輛車在第j個路側(cè)設(shè)備所檢測范圍的路段內(nèi)的剎 車加速度，并有：式(4)、式(5)、式(6)、式(7)中，g表示重力加速度;fij表示第i輛車在第j個路側(cè)設(shè)備所 檢測范圍的路段內(nèi)的摩擦系數(shù)，Ai為汽車的迎風(fēng)面積，Cwi為風(fēng)阻系數(shù)，Vw為風(fēng)速，Ml為汽車 與駕駛員的總質(zhì)量。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種隧道速度預(yù)警的車路協(xié)同控制系統(tǒng)及其方法，其特征包括：車載子系統(tǒng)、路側(cè)子系統(tǒng)和終端服務(wù)器；終端服務(wù)器根據(jù)外界環(huán)境從車載子系統(tǒng)和路側(cè)子系統(tǒng)中提取相應(yīng)環(huán)境下的視距參數(shù)、道路坡度、車與隧道邊緣的距離、風(fēng)速、車輛迎風(fēng)面積、風(fēng)阻系數(shù)、人車總質(zhì)量以及相應(yīng)行駛路段上的摩擦系數(shù)和轉(zhuǎn)彎半徑；利用獲取數(shù)據(jù)判斷路側(cè)設(shè)備所檢測范圍的路段車輛的最大安全行駛速度，以期能給駕駛員提供一個實時安全速度，實現(xiàn)速度預(yù)警，從而能避免車輛撞上前方不可規(guī)避物，減少交通事故概率。
【IPC分類】G08G1/16, G08G1/0967
【公開號】CN105702070
【申請?zhí)枴緾N201610240345
【發(fā)明人】唐飛, 詹志, 李嘉璐, 張凱凱, 程明, 徐童, 梅鳳珠, 丁建勛, 丁中俊, 石琴
【申請人】合肥工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2016年4月14日