一種新型高速公路霧燈協同控制系統

吳明亮 朱歡

摘要：高速公路霧區路段，由于可見度和視野受限，極易發生交通事故。本文在全面分析霧區行車安全的基礎上，分析了以往霧燈的技術優劣，提出了一種新型高速公路霧燈協同控制系統，其基于無線傳感器技術和GPRS技術，具有感知、決策高速公路狀況，各霧燈間協同控制，使該區段內霧燈同步閃爍。研究表明，該協同控制系統能有效保證霧區霧燈的同步頻閃，實時監測霧區內車輛行駛狀態，對霧區路段車輛提供預警，有效提高行車的安全性，同時提供霧區路段交通情況實時報告，為管理方及時準確的做出決策提供可靠依據。

[關鍵詞]霧燈;無線傳感器;協同;GPRS

本文提出的協同控制系統，首先通過安裝在霧燈上的探測器實時監測濃霧的程度，根據濃霧的不同，調節不同的亮度，給司乘人員提供車速和車距的參考，保持平穩安全駕駛，確保駕駛安全。其次利用無線短頻通信技術，鏈接了區間內各霧燈，相互校正時鐘，保證了霧燈頻閃的同步性。同時利用GPRS模塊，實現遠程數據傳輸，為控制中心實時監測霧區濃霧情況提供決策依據，霧燈也能接收控制中心的控制指令，執行多種功能，來確保車輛安全通行，保證交通的安全通暢。

1.協同控制系統

1.1多霧燈集群

長時間駕駛車輛遇到惡烈氣象條件或路面狀況差的路段，交通擁堵或堵塞，駕駛人容易出現疲勞。駕駛車輛高速或持續高速行駛時，駕駛人的注意力十分集中，始終處于高度精神緊張的狀態，隨著速度的不斷提高和駕駛時間的延長，駕駛人視線變窄，會逐漸出現疲勞感覺。尤其在道路情況單一，交通干擾少，速度穩定，行車中的噪聲和振動頻率小的道路上高速行駛，易使駕駛人產生單調感而困倦瞌睡。安裝LED防霧警示燈可通過道路兩側警示燈的同頻閃爍，刺激司機的視覺，及時提醒司機需謹慎駕駛。霧區霧燈集群安裝要求如下：

（1）現場安裝時需注意智能邊緣標的地址編號必須順序安裝，不能跳躍。

（2）起點編號通常從上行線開始，順序安裝至上行線終點后自從下行線折返。（編號從小號至大號與行車方向一致）發光源面對來車。

（3）單號在隔離帶一側安裝，雙號在緊急停車帶一側安裝。距離每隔20米或（可根據現場情況延長至24米一個）每公里單向安裝數量為100個、每公里雙向安裝時數量是200個。

（4）針對不同的護欄采用不同的安裝結構和配件單雙號配一對。

防霧警示燈間隔25米安裝一組，同頻閃爍，可起輪廓標的作用，在惡劣天氣條件下引導司機按正確的路線行駛。

1.2協同控制流程

由于定時器的差異，造成霧燈長時間運行后閃爍的不同步性，會對駕駛員行車觀感造成影響，不利于行車安全。本文提出了新型高速公路霧燈協同控制方法來保證霧燈的閃爍頻率一致。

1.2.1雙目標控制。本文將霧燈1的閃爍時延設置為1秒（可調），霧燈2的閃爍時延設置相同。每間隔一小時霧燈1會發出時鐘同步命令，霧燈2根據指令校正時間，返回校正完成命令，完成同步閃爍。

霧燈與相鄰霧燈間通過DSRC無線通信，各霧燈通過GPRS上傳數據至監控中心。出現故障的霧燈會自身上報故障位置，霧燈也會通過有無通信來判別相鄰霧燈是否故障，協助講故障上報監控中心，保證霧區行車的安全。

1.2.2多目標區域控制。本文的霧燈控制系統為一個獨立運作的系統，無論節點數量自組網，形成可自愈的閉環傳輸網，高效，可控的防治霧區災害。本文選取的目標區域中，線路中的全部霧燈鏈接成閉環系統，其中每個霧燈與前后霧燈相互通信。霧燈控制器發送的是信息幀，每一信息幀由前導字、系統地址、目標地址、控制命令塊和數據塊五部分組成。前導字和系統地址各占兩個字節，目標地址、控制命令塊和數據塊各占三個字節。 前導字用來使發射霧燈和接收霧燈同步，它由兩個8位字節序列組成。接收模塊用它來調整接收時鐘，達到同步閃爍的目的。當其中某一個霧燈損壞，相鄰霧燈通信無應答則向中心報送損壞信息，不影響其他霧燈正常工作。

2.結束語

濃霧惡劣天氣、復雜路況下霧燈保證了安全行車。本文提出的協同系統，保證了霧區霧燈開啟后的同步頻閃，清晰指明了行駛路徑，即使出現某個霧燈故障，霧區高耦合自組網霧燈也不會收到其干擾，能繼續穩定運行，給司乘人員提供了駕駛參考，保障高速公路安全通車、平穩運行。

【參考文獻】

[1]蘇雪松. 高速公路霧區行車智能引導技術研究與系統構建[D].重慶交通大學，2016.

[2]楊艷群，卓曦，賴元文，王峰.高速公路路側霧燈控制與設置技術[J].公路工程，2009，34（02）：86-91.