一种无信号交叉口主动安全防控方法及其系统技术方案

本发明专利技术属于交通安全和智能交通领域，涉及一种无信号交叉口主动安全防控方法及其系统。本发明专利技术采用的技术方案是根据交叉口场景情况，确定主路优先的通行方向，明确路权的分配；以高精度感知、高可靠通信技术为依托，以边缘计算单元数据汇聚和决策模型算法为核心，实时检测主路、支路动态移动目标，通过边缘计算决策算法实时向主路和支路发布预警信息，从而集成创新构建了无信号交叉口前端闭环主动交通安全实时预警系统。本发明专利技术能够实时、主动对无信号交叉口的安全风险发布预警，经测试验证和示范应用，具有很强的可复制性、可推广性。可推广性。可推广性。

【技术实现步骤摘要】
一种无信号交叉口主动安全防控方法及其系统


[0001]本专利技术属于交通安全和智能交通领域，涉及一种无信号交叉口主动安全防控方法及其系统。

技术介绍

[0002]交通安全是交通强国战略任务重点攻克的难题，统计数据显示：国省干线公路无信号交叉口交通事故率占比为31％，其中无信号交叉口事故率是信控交叉口的2.5倍，主要表现为机非冲突、行人碰撞、超速碰撞等，不良交通行为是交通事故发生的主要原因。针对不良交通行为引发的无信号交叉口交通安全问题，管理部门先后实施了生命防护工程、长大纵坡安全提升、交通安全精细化提升、国省干线减量控大等专项行动，国省干线公路基础设施质量得到大幅提升、基础设施安全改善投资边际效益逐渐收窄，主动安全防控技术成为缓解交通安全问题的主要手段之一。
[0003]行业一直关注无信号交叉口的安全问题，通常通过渠化、限速、交通标志、交通标线等方式进行路权分配，甚至在局部交叉口出现增设红绿灯的方案。以上方案主要存在两方面的问题：
[0004]①
传统交安设施为静态管控手段、针对不良交通行为效果有限；
[0005]②
局部交叉口增设红绿灯与干线公路快速通行的功能定位不符，是以损失通行能力为代价的手段。
[0006]为解决上述存在的问题，现有相关专利解决方法如下：
[0007]专利技术专利201310392596.X提出了一种山区干线公路T形交叉口交通安全设计方法，从交安设施设置角度提出了新的设计方法；专利技术专利201610255693.8提出了一种无信号交叉口交通安全评价方法，实现了相对综合化的安全评价指标确定以及整个交叉口范围内安全评价的可视化输出；专利技术专利202110830282.8提出了一种基于V2I通信的无信号控制道路交叉口碰撞预警方法，通过车辆网联信息弥补自车感知系统固有的局限性，通过路段信息与冲突区域预先匹配显著降低冲提高冲突检测效率。
[0008]以上设计方法和评价方法是优化设计阶段方案的手段，但是，不能体现运营期主动安全预警的效果；基于V2I通信交叉口碰撞预警方法，是主动安全预警的方式之一，但是受制于车载通行OBU的渗透率，难以达到大规模应用。
[0009]基于此，国省干线无信号交叉口的安全管控和改善既要考虑不良交通行为、又要兼顾功能定位和路权需求，针对无信号交叉口安全问题和已有专利技术专利的局限性，迫切的需要一种无信号交叉口主动安全防控方法及系统来解决上述问题。

技术实现思路

[0010]本专利技术提供一种无信号交叉口主动安全防控方法及其系统，其充分考虑可实施性、可复制性、可推广性的要求，通过集成前端感知、短程通信、边缘计算、模型算法等要素，实现主路、支路实时安全预警和执法，从而提高无信号交叉口交通安全水平。
[0011]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0012]一种无信号交叉口主动安全防控方法，包括感知端、通信端、决策端和预警端四部分；
[0013]感知端：通过对主路和支路分别进行检测，输出移动目标集；
[0014]通信端：将检测结果传送给边缘计算单元，边缘计算单元通过计算将预警信号分别传给可变信息板和声光预警一体机；
[0015]决策端：根据无信号交叉口条件，首先确定主路、支路，确定主路优先的行驶原则；根据行驶原则，搭建对应的主动安全预警决策逻辑模型和算法；
[0016]预警端：通过无线通信的方式，将预警决策信息通过不同的方式在主路和支路显示，主路通过可变信息板显示预警信息、支路通过声音播报和信息板传递预警信息。
[0017]具体的方法步骤为：
[0018]感知端：主路检测依靠雷达视频一体机，纵向检测范围交叉口来车方向停车线上游200m、横向检测中央分隔带至土路肩边线，形成矩形检测区域，输出结果目标集为O1；
[0019]支路检测依靠红外AI相机，纵向检测停车线上游50m、横向检测支路左右侧土路肩边缘线，形成矩形监测区域,输出结果目标集为O2。
[0020]通信端：雷达视频一体机和相机将检测结果，通过有线方式传送给边缘计算单元，边缘计算单元将模型决策结果通过无线网桥的方式将决策信息分别传给可变信息版和声光预警一体机。
[0021]决策端：结合O1是否存在行驶车辆和O2是否存在移动目标，将目标集简化为O1＝{0,1}和O2＝{0,1}，其中，
[0022]O1集中的0代表主路没有行驶车辆驶入交叉口，
[0023]1代表主路有行驶车辆驶入交叉口，
[0024]O2集中的0代表支路没有移动目标，
[0025]1代表支路有移动目标；
[0026]根据O1和O2形成决策集S{s1,s2,s3,s4}，其中，
[0027]s1代表主路有车、支路有移动目标，
[0028]s2代表主路有车、支路无移动目标，
[0029]s3代表主路无车、支路有移动目标，
[0030]s4代表主路无车、支路无移动目标；
[0031]预警端:
[0032]①
主路预警方式为距离停车线30～50m设置F可变情报板、支路预警方式为距离停车线10～15m设置声光预警一体机，
[0033]F可变情报板可根据决策信息显示不同文字；
[0034]声光预警一体机可根据决策信息显示不同文字和预警喇叭是否触发播报，当主路来车时播报喇叭为触发状态；
[0035]②
根据决策集S发布对应的预警信息，预警信息集合为W＝{w1,w2,w3,w4}，预警信息集合分别与决策集一一对应；其中，
[0036]w1对应s1主路显示“路口来车减速慢行”、支路闪烁显示“主路来车注意安全”+声音播报，
[0037]w2对应s2主路显示“前方路口谨慎驾驶”、支路静态显示“主路来车注意安全”，w3对应s3主路显示“前方路口谨慎驾驶”、支路静态显示“注意安全”，
[0038]w4对应s4主路显示“前方路口谨慎驾驶”、支路静态显示“注意安全”。
[0039]一种无信号交叉口主动安全防控系统，包括声光预警一体机、红外AI相机、雷达视频一体机、可变信息板、边缘计算模块，所述的雷达视频一体机、红外AI相机、可变信息板和边缘计算模块分别与边缘计算模块电性连接。
[0040]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和效果:
[0041]1)本专利技术可实现主路、支路同时精准动态预警，可保障不损失主路通行能力条件下最大程度降低交通冲突风险，避免了增设红绿灯或路口降速迫停带来的通行能力损失；经示范路段观测，相比同期事故率降低30％左右、通行能力提高10％左右。
[0042]2)本专利技术声光预警一体机可根据时间控制预警喇叭工作时间，避免夜间扰民。
[0043]3)本专利技术的主动安全预警方法同样适用于急弯陡坡、不良气象等交通安全场景，并且经检测预警精确率达98％以上。
[0044]4)本专利技术无信号交叉口的监测信息可与交警执法平台联动，从执法教育的角度规范不良交通行为。
附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无信号交叉口主动安全防控方法，其特征在于：包括感知端、通信端、决策端和预警端四部分；感知端：通过对主路和支路分别进行检测，输出移动目标集；通信端：将检测结果传送给边缘计算单元，边缘计算单元通过计算将预警信号分别传给可变信息板和声光预警一体机；决策端：根据无信号交叉口条件，首先确定主路、支路，确定主路优先的行驶原则；根据行驶原则，搭建对应的主动安全预警决策逻辑模型和算法；预警端：通过无线通信的方式，将预警决策信息通过不同的方式在主路和支路显示，主路通过可变信息板显示预警信息、支路通过声音播报和信息板传递预警信息。2.根据权利要求1所述的一种无信号交叉口主动安全防控方法，其特征在于：具体的方法步骤为：感知端：主路检测依靠雷达视频一体机，纵向检测范围交叉口来车方向停车线上游200m、横向检测中央分隔带至土路肩边线，形成矩形检测区域，输出结果目标集为O1；支路检测依靠红外AI相机，纵向检测停车线上游50m、横向检测支路左右侧土路肩边缘线，形成矩形监测区域,输出结果目标集为O2；通信端：雷达视频一体机和相机将检测结果，通过有线方式传送给边缘计算单元，边缘计算单元将模型决策结果通过无线网桥的方式将决策信息分别传给可变信息版和声光预警一体机；决策端：结合O1是否存在行驶车辆和O2是否存在移动目标，将目标集简化为O1＝{0,1}和O2＝{0,1}，其中，O1集中的0代表主路没有行驶车辆驶入交叉口，1代表主路有行驶车辆驶入交叉口，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建蓓，单东辉，靳媛媛，马小龙，刘玮蔚，史恒，邓涵月，赵斌，赵超杰，马媛媛，杨林，
申请(专利权)人：中交第一公路勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：