车联网环境下交通事件警示与发布装置设计与实现

无锡技师学院 孙丹颖

随着物联网(IOT)技术的发展,V2X车路协同平台快速运用于智能交通管控与路况服务。而现有交通事件采集、发布方式存在不及时、不精确的问题,且无法解决二次事故、缓解交通拥堵。针对上述问题,本文设计一款车联网环境下交通事件警示与发布装置,作为LTE-V2X车路协同平台路侧智慧设备,实现交通事件实时快速的采集与上报,并通过V2X车联网服务平台实时下发,帮助驾乘人员调整行车线路、规避堵点,帮助交通管理部门快速定位事件并进行有效处置,以期最短时间内消除事件给交通运行带来的负面影响,进一步提高道路运行的安全畅通指数和运行效率。

0 引言

随着物联网技术的发展,任何时间、任何地点,人、机、物的互联互通成为可能。同样,在道路交通领域,随着LTE-V2X车路协同平台的建立,越来越多的路侧设备与行驶车辆互联互通,破解了原有的车路数据交互的壁垒。其中,作为一款路侧智慧设备,交通事件警示与发布装置在LTE-V2X车联网服务应用平台中得以应用而备受关注。

1 交通事件警示与发布需求

在道路交通运行中,道路施工现场、交通事故现场、车辆故障现场的警示装置设置和警示信息发布关系到道路交通行车安全问题,每年因上述交通事件造成的大量二次事故与交通拥堵,对人民群众安全、顺畅出行造成了极大影响[1]。

目前,交通事件信息的上报主要通过人工电话实现。人工电话上报信息需要进行规范录入,而上报人往往无法精准描述事件类型与发生地点,这样就曾加了信息上报的时间周期。在交通事件发生之后,用户会将便携式交通安全设施(如交通锥、警示三角架等)放置于警示位置,以起到警示作用[2]。但是,这种方式需要依靠人眼来发现便携式交通安全设施,警示距离容易受到视距限制,处于远方的车辆驾驶人无法在看到便携式交通安全设施之前采取减速、避行、绕行等措施,造成警示效用有限,交通安全隐患大,道路通行率低的问题。而现有的交通现场警示装置与交通现场警示信息发布系统通常服务于市政与交警,再通过广播、手机App等通知驾乘人员。这种方式无法打破信息传递的壁垒,无法将有效交通事件信息实时快速的发布,无法及时帮助驾驶人员快速发现并规避事故拥堵点[3]。

在这样的背景下,将交通事件信息及时上报交通管理部门,并推送给路面附近行驶车辆,可以发挥出极大的社会效益。因此,本文设计研发一款车联网环境下交通事件警示与发布装置,实时快速地实现交通运行状况与交通事件信息采集与上报。装置与路侧RSU、车载OBU组成路侧智能网联系统,通过边缘数据交互方式,通知驾乘人员调整行车线路、规避堵点、减少行程时间,通过V2X车联网服务平台向车载终端下发道路交通事件信息,帮助交通、市政管理部门快速定位事件并进行有效处置,以期最短时间内消除事件给交通运行带来的负面影响,进而提高道路运行的安全畅通指数和运行效率[4]。

2 交通事件警示与发布装置设计

为解决上述存在问题,搭建交通事件警示与发布装置架构,如图1所示。

图1 交通事件警示与发布装置架构Fig.1 Traffic incident warning and release device architecture

交通事件警示与发布装置由通信模块、电源模块、定位模块以及控制模块四部分组成,具体工作原理如下:

警示与发布装置向车联网云平台(IOV Cloud)发送交通事件的位置定位信息和警示信息。具体来说,该定位信息包括道路位置定位信息和车道方向位置信息,可根据定位模块中搭载的高精度GPS模块或北斗定位模块来实现。警示信息包括施工、急救、事故等交通事件信息,积水、积冰等道路状态信息以及车道、方向等事件位置信息。

车联网云平台将现场警示装置发送的交通事件信息标注在道路区域电子地图上,并通过路侧RSU向行驶在这一区域的车辆智能车载终端或智能手机发送交通事件的定位信息和警示信息。

装置满足IP66的防尘防水等级,具备在雨雪、大雾、雷电等恶劣气象条件下平稳安全运行的能力。

3 交通事件警示与发布装置应用研究

交通事件警示与发布装置可实现如下场景应用:

3.1 交警单兵作战装备

交通事件警示与发布装置可作为一种用于发布道路事故信息、状态信息、管制信息的交警单兵作战装备。当遇到交通事故、交通管制或积水、积冰等道路异常状态时,交警可启用装置并布置于事件位置,装置会自动上传事件信息以及包含车道、方向等参数的位置信息。事件信息接收与分发中心系统通过LTE-V2X车联网服务应用平台向距离事故现场5公里的智能网联汽车推送事件信息,如图2所示,提示通行车辆主动降速通过事故路段,主动绕行通过管制路段、积水、积冰路段。

图2 交通事件发布示例图Fig.2 Example diagram of traffic incident release

3.2 道路施工区域警示设备

交通事件警示与发布装置可作为一种发布施工占道、封闭道路等事件的施工区域警示设备。由于道路施工涉及的点多面广,占道、临时封闭道路等措施常见。市政道路养护部门将装置应用于施工作业路段,在占道、临时封闭道路时立即开启,实时向距离施工路段5公里的智能网联汽车推送提示信息,如图2所示,提示通行车辆主动降速或绕行通过施工路段,较好地预防了因施工引发的道路交通事故。通过在施工起点、终点放置采集与上报装置,可以直观的掌握施工区域长度,掌握施工单位何时作业、何时收工,实现了对施工现场的远程监管[5]。

4 结语

交通事件警示与发布装置作为LTE-V2X车联网服务应用平台路侧智慧设备,设备使用维护简易,可采用太阳能、点烟器、充电宝等多种充电方式,具备无外接电源条件下长期续航,在雨雪、大雾、雷电等恶劣气象条件下平稳安全运行的能力;装置在箱体上暴露预定义的拨码,通过简单开关操作就能快速的表达出丰富的事件信息并立即上报[6]。其结构紧凑高效,安装使用灵活便捷,部署维护方便,应用场景广泛,能满足包括车辆驾乘人员、交通管理者、车生活服务者等在内的各类交通参与主体对事件迅速感知与及时处理的需求。同时,交通事件警示与发布装置的投入运用为智能网联汽车提供了规范的道路交通事件数据服务,为V2X车路协同技术全面推广创造了有利条件。

引用

[1] 杨世伟,龚鹏飞.临时交通控制设施探析:基于美国《统一交通控制设施手册》的相关规定及启示[J].中外公路,2019,39(4):282-286.

[2] 康成龙,艾瑶.公路交通事件检测研究综述[J].交通工程,2019,19(2):21-26.

[3] 陈漩,蔡子华.面向下一代车联网的V2X关键技术研究[J].广东通信技术,2018,38(4):22-25.

[4] GA/T 900-2010城市道路施工作业交通组织规范[S].2020.

[5] GA/T 1044.1-2012道路交通事故现场安全防护规范[S].2012.

[6] 交通运输部办公厅发布《道路运输突发事件应急预案》[J].中国应急管理,2018(4):29-33.