一种冰雪条件下基于V2X的交通安全预警系统与方法

本发明涉及一种冰雪条件下基于v2x的交通安全预警系统与方法，属于交通预警。

背景技术：

1、我国北部部分地区冬季易出现冰雪天气，使得道路变得湿滑，车辆在行驶中容易打滑或失控，特别是在陡坡、拐弯和立交桥等路段，车辆的抓地力明显减弱，驾驶员很难掌控车辆。其次，积雪天气会造成道路能见度降低，给司机带来视觉上的困扰，雪花的飞舞和积雪的覆盖会影响驾驶员对前方路况的判断，尤其是在夜间或白天能见度较差的情况下，驾驶员很难及时发现障碍物或其他车辆从而增加了交通事故的风险。此外，积雪天气还会引发车辆故障，如制动失灵等问题，这些故障可能会导致驾驶员失去对车辆的控制能力，增加交通事故的风险。

2、目前政府和交通管理部门采取了一系列措施。如在交通管理方面采用道路保障救援、交通管制、宣传教育等多种手段。预警技术方面气象部门会及时发布冰雪天气预警信息，包括降温、降雪、结冰等情况，并建议公众避免不必要的出行，或者采取特殊的安全措施。

3、但是目前气象预警信息具有滞后性和非实时性，传统预警可以取得一定效果，但是对冰雪条件下的路面状况和行车状况很难进行实时监测和预警。

技术实现思路

1、本发明为解决现有技术中驾驶员在行驶过程中出现因冰雪条件造成的摩擦系数不足从而导致交通事故的技术问题，进而提出一种冰雪条件下基于v2x的交通安全预警系统与方法。

2、本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明提出一种冰雪条件下基于v2x的交通安全预警系统，包括：

3、路侧智能设备、v2x智能设备、车载智能设备；

4、路侧智能设备包括路侧感知单元、信息处理单元、数据存储单元、预警信息生成单元、信息发布与展示单元、与v2x智能设备交互单元、与云端交互单元；

5、v2x智能设备包括与路侧智能设备交互单元、路侧通信单元、与车载智能设备交互单元；

6、车载智能设备包括车载与v2x智能设备交互单元、车载定位单元、车载信息处理单元、车载信息发布与展示单元。

7、可选的，路侧智能设备中路侧感知单元包括路面状态传感器、高清监控摄像头、一体化气象站路侧感知设备；

8、信息发布与展示单元包括路侧可变信息板和路侧广播设备。

9、可选的，路侧智能设备中与云端交互单元与交通管理部门建立光纤连接，用于将信息发布与展示单元发出的被处理信息传送至交通管理部门。

10、可选的，车载智能设备中车载定位单元包括北斗卫星导航系统、gps全球定位系统；

11、车载信息发布与展示单元包括预警信息提示系统。

12、可选的，路侧智能设备、v2x智能设备之间通过与v2x智能设备交互单元和与路侧智能设备交互单元建立v2x短程直接通信无线连接，进行数据内部传输；

13、v2x智能设备和车载智能设备之间通过与车载智能设备交互单元和车载与v2x智能设备交互单元之间建立v2x短程直接通信无线连接，进行数据内部传输。

14、一种冰雪条件下基于v2x的交通安全预警方法，包括：

15、步骤1：基于路侧智能设备实时获取路侧信息；

16、步骤2：信息处理单元接收路侧信息并对路侧信息进行判断，选择相应的预警模型对路侧信息进行初步处理，将初步处理后的路侧信息储存至数据储存单元；

17、步骤3：预警信息生成单元根据初步处理后的路侧信息对路面摩擦系数、冰雪分布系数、矫正系数进行标定，确定当前冰雪条件下的交通预警等级；

18、步骤4：信息发布与展示单元基于当前冰雪条件下的交通预警等级对进入车辆进行预警。

19、可选的，步骤1中路侧信息包括当前道路气象信息、路面状态信息、路面冰雪分布信息、路外状态信息、交通流信息。

20、可选的，步骤4中对进入车辆进行预警的步骤包括：

21、基于v2x智能车载设备、路侧可变信息板、路侧广播设备和现代数字传媒对装载车载智能设备的车辆进行预警；

22、基于路侧可变信息板、路侧广播设备和现代数字传媒对未装载车载智能设备的车辆进行预警。

23、可选的，基于v2x智能车载设备进行预警的步骤包括：通过v2x智能设备中的与路侧智能设备交互单元将路侧智能设备初步处理的路侧信息转换为标准v2x信息，基于车载智能设备中的车载定位单元实时获取车辆所在位置，并将标准v2x信息分发到进入预设范围内的车辆，车辆将标准v2x信息通过车载智能设备中的车载信息处理单元进行处理，然后通过车载信息发布与展示单元进行实时预警；

24、基于路侧可变信息板进行预警的步骤包括：基于路侧智能设备中的预警信息生成单元将初步处理的路侧信息转换为视觉信息，通过路侧可变信息板展示视觉信息对经过车辆进行实时预警；

25、基于路侧广播设备进行预警的步骤包括：基于路侧智能设备中的预警信息生成单元将初步处理的路侧信息转换为听觉信息，通过路侧广播设备广播听觉信息对经过车辆进行实时预警；

26、基于现代数字传媒进行预警的步骤包括：基于路侧智能设备中的与云端交互单元将初步处理的路侧信息和交通预警等级发到交通管理部门，交通管理部门利用调频广播、微信公众号对路段上车辆进行预警。

27、本发明的有益效果是：

28、1.本发明采用多种路侧感知设备对信息进行采集，有效提升信息收集和相应参数标定的准确性。

29、2.本发明结合实时感知信息和信息存储单元的历史信息综合预估风险等级，有效提升冰雪条件下交通安全预警系统的科学性。

30、3.本发明采用v2x短程直接通信进行信息和数据的快速处理与传输，有效提升冰雪恶劣天气下交通安全预警的即时性。

31、4.本发明使用多种预警方式组合的形式对于预设范围内车辆进行提醒，有效提升不同驾驶习惯的驾驶员接受预警的普适性。

32、5.本发明考虑在冰雪特殊条件下设备的运营与维护等情况，有效提升了整体预警系统和预警方法的稳定性。

技术特征：

1.一种冰雪条件下基于v2x的交通安全预警系统，其特征在于，所述一种冰雪条件下基于v2x的交通安全预警系统的结构包括：

2.根据权利要求1所述的一种冰雪条件下基于v2x的交通安全预警系统，其特征在于，所述路侧智能设备中路侧感知单元包括路面状态传感器、高清监控摄像头、一体化气象站路侧感知设备；

3.根据权利要求1所述的一种冰雪条件下基于v2x的交通安全预警系统，其特征在于，所述路侧智能设备中与云端交互单元与交通管理部门建立光纤连接，用于将信息发布与展示单元发出的被处理信息传送至交通管理部门。

4.根据权利要求1所述的一种冰雪条件下基于v2x的交通安全预警系统，其特征在于，车载智能设备中车载定位单元包括北斗卫星导航系统、gps全球定位系统；

5.根据权利要求1所述的一种冰雪条件下基于v2x的交通安全预警系统，其特征在于，所述路侧智能设备、v2x智能设备之间通过与v2x智能设备交互单元和与路侧智能设备交互单元建立v2x短程直接通信无线连接，进行数据内部传输；

6.一种冰雪条件下基于v2x的交通安全预警方法，应用于权利要求1-5任意一项所述的一种冰雪条件下基于v2x的交通安全预警系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的一种冰雪条件下基于v2x的交通安全预警方法，其特征在于，步骤1中路侧信息包括当前道路气象信息、路面状态信息、路面冰雪分布信息、路外状态信息、交通流信息。

8.根据权利要求6所述的一种冰雪条件下基于v2x的交通安全预警方法，其特征在于，步骤4中对进入车辆进行预警的步骤包括：

9.根据权利要求8所述的一种冰雪条件下基于v2x的交通安全预警方法，其特征在于，

技术总结本发明提出了一种冰雪条件下基于V2X的交通安全预警系统与方法，其中系统包括：路侧智能设备、V2X智能设备、车载智能设备；路侧智能设备包括路侧感知单元、信息处理单元、数据存储单元、预警信息生成单元、信息发布与展示单元、与V2X智能设备交互单元、与云端交互单元；V2X智能设备包括与路侧智能设备交互单元、路侧通信单元、与车载智能设备交互单元；车载智能设备包括车载与V2X智能设备交互单元、车载定位单元、车载信息处理单元、车载信息发布与展示单元。本发明采用多种路侧感知设备收集路侧信息，有效提升信息收集和相应参数标定的准确性，结合实时感知信息和信息存储单元的历史信息综合预估风险等级，提升冰雪条件下交通安全预警系统的科学性。技术研发人员：郑来,关荣博,焦瀚生受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/26