一种新型高速公路雾灯协同控制系统

吴明亮 朱欢

摘要：高速公路雾区路段，由于可见度和视野受限，极易发生交通事故。本文在全面分析雾区行车安全的基础上，分析了以往雾灯的技术优劣，提出了一种新型高速公路雾灯协同控制系统，其基于无线传感器技术和GPRS技术，具有感知、决策高速公路状况，各雾灯间协同控制，使该区段内雾灯同步闪烁。研究表明，该协同控制系统能有效保证雾区雾灯的同步频闪，实时监测雾区内车辆行驶状态，对雾区路段车辆提供预警，有效提高行车的安全性，同时提供雾区路段交通情况实时报告，为管理方及时准确的做出决策提供可靠依据。

[关键词]雾灯;无线传感器;协同;GPRS

本文提出的协同控制系统，首先通过安装在雾灯上的探测器实时监测浓雾的程度，根据浓雾的不同，调节不同的亮度，给司乘人员提供车速和车距的参考，保持平稳安全驾驶，确保驾驶安全。其次利用无线短频通信技术，链接了区间内各雾灯，相互校正时钟，保证了雾灯频闪的同步性。同时利用GPRS模块，实现远程数据传输，为控制中心实时监测雾区浓雾情况提供决策依据，雾灯也能接收控制中心的控制指令，执行多种功能，来确保车辆安全通行，保证交通的安全通畅。

1.协同控制系统

1.1多雾灯集群

长时间驾驶车辆遇到恶烈气象条件或路面状况差的路段，交通拥堵或堵塞，驾驶人容易出现疲劳。驾驶车辆高速或持续高速行驶时，驾驶人的注意力十分集中，始终处于高度精神紧张的状态，随着速度的不断提高和驾驶时间的延长，驾驶人视线变窄，会逐渐出现疲劳感觉。尤其在道路情况单一，交通干扰少，速度稳定，行车中的噪声和振动频率小的道路上高速行驶，易使驾驶人产生单调感而困倦瞌睡。安装LED防雾警示灯可通过道路两侧警示灯的同频闪烁，刺激司机的视觉，及时提醒司机需谨慎驾驶。雾区雾灯集群安装要求如下：

（1）现场安装时需注意智能边缘标的地址编号必须顺序安装，不能跳跃。

（2）起点编号通常从上行线开始，顺序安装至上行线终点后自从下行线折返。（编号从小号至大号与行车方向一致）发光源面对来车。

（3）单号在隔离带一侧安装，双号在紧急停车带一侧安装。距离每隔20米或（可根据现场情况延长至24米一个）每公里单向安装数量为100个、每公里双向安装时数量是200个。

（4）针对不同的护栏采用不同的安装结构和配件单双号配一对。

防雾警示灯间隔25米安装一组，同频闪烁，可起轮廓标的作用，在恶劣天气条件下引导司机按正确的路线行驶。

1.2协同控制流程

由于定时器的差异，造成雾灯长时间运行后闪烁的不同步性，会对驾驶员行车观感造成影响，不利于行车安全。本文提出了新型高速公路雾灯协同控制方法来保证雾灯的闪烁频率一致。

1.2.1双目标控制。本文将雾灯1的闪烁时延设置为1秒（可调），雾灯2的闪烁时延设置相同。每间隔一小时雾灯1会发出时钟同步命令，雾灯2根据指令校正时间，返回校正完成命令，完成同步闪烁。

雾灯与相邻雾灯间通过DSRC无线通信，各雾灯通过GPRS上传数据至监控中心。出现故障的雾灯会自身上报故障位置，雾灯也会通过有无通信来判别相邻雾灯是否故障，协助讲故障上报监控中心，保证雾区行车的安全。

1.2.2多目标区域控制。本文的雾灯控制系统为一个独立运作的系统，无论节点数量自组网，形成可自愈的闭环传输网，高效，可控的防治雾区灾害。本文选取的目标区域中，线路中的全部雾灯链接成闭环系统，其中每个雾灯与前后雾灯相互通信。雾灯控制器发送的是信息帧，每一信息帧由前导字、系统地址、目标地址、控制命令块和数据块五部分组成。前导字和系统地址各占两个字节，目标地址、控制命令块和数据块各占三个字节。 前导字用来使发射雾灯和接收雾灯同步，它由两个8位字节序列组成。接收模块用它来调整接收时钟，达到同步闪烁的目的。当其中某一个雾灯损坏，相邻雾灯通信无应答则向中心报送损坏信息，不影响其他雾灯正常工作。

2.结束语

浓雾恶劣天气、复杂路况下雾灯保证了安全行車。本文提出的协同系统，保证了雾区雾灯开启后的同步频闪，清晰指明了行驶路径，即使出现某个雾灯故障，雾区高耦合自组网雾灯也不会收到其干扰，能继续稳定运行，给司乘人员提供了驾驶参考，保障高速公路安全通车、平稳运行。

【参考文献】

[1]苏雪松. 高速公路雾区行车智能引导技术研究与系统构建[D].重庆交通大学，2016.

[2]杨艳群，卓曦，赖元文，王峰.高速公路路侧雾灯控制与设置技术[J].公路工程，2009，34（02）：86-91.