技術領域

本發明涉及一種高速公路行車安全預警系統及預警方法。

背景技術

高速公路具有車流量大、行車速度高等特點，因而如果行駛中的車輛由于道路因素、人為因素或者天氣因素而發生碰撞或者急停，都可能造成重大的交通事故，并極有可能帶來次生事故，給人們生命和財產造成巨大的損失。高速公路交通事故分為追尾碰撞、撞固定物、翻車、側面碰撞、刮擦、墜車和失火等形式，其中追尾碰撞、撞固定物和側面碰撞是肇事的主要形式。因此，針對高速公路行車安全預警系統的研究得到了日益廣泛的關注，以往的研究中有從監測駕駛員的表征入手，如攝像機、腦電圖儀和其他儀器來精確測量駕駛員的頭部運動、瞳孔直徑變化和眨眼頻率，用以研究駕駛員的駕駛行為等問題；也有以雷達測量車輛間的距離等技術進行研究，其中以毫米波雷達測距技術最為突出。但大多研究都是針對單車而言，缺少車輛間的信息交互，當車輛出現緊急狀況時，不能及時提醒其他車輛進行避險，有一定的局限性。

車輛自組網（VANET）作為一種將移動自組織網（MANET）應用于車輛環境的新式網絡能夠有效的解決上述問題。其通過在行駛的車輛之間建立Ad?Hoc網絡，完成信息交互、緊急事件提醒，并且結合GPS和電子地圖的應用，通過獲得有比較豐富的外部輔助信息，使得車載Ad?Hoc網絡能夠獲取周圍環境特征，完成輔助駕駛的功能，使駕駛者可以及時的對突發事件做出反應，避免造成嚴重的事故。基于上述功能，將VANET技術應用于高速公路行車安全預警具有極佳的前景。

發明內容

本發明是為了實現運行中的車輛實時有效地進行安全預警，從而提供一種基于VANET的高速公路行車安全預警系統及預警方法。

基于VANET的高速公路行車安全預警系統，它包括M個車載通信單元，M為大于1的整數；M個車載通信單元之間能夠進行無線通信；

每個車載通信單元均包括車載主控1、車間通信模塊2、GPS定位模塊3、Internet通信模塊4、供電模塊5、顯示屏6、動態測速測距模塊8和人車交互模塊9；

所述車間通信模塊2的車間信號輸入或輸出端與車載主控1的車間信號輸出或輸入端連接；所述GPS定位模塊3的GPS信號輸出端與車載主控1的GPS信號輸入端連接；車載主控1通過Internet通信模塊4接入遠程信息查詢平臺；供電模塊5用于給車載主控1、車間通信模塊2、GPS定位模塊3、Internet通信模塊4和顯示屏6提供工作電源；顯示屏6的顯示信號輸入端與車載主控1的顯示信號輸出端連接；動態測速測距模塊8的測距信號輸出端與車載主控1的測速測距信號輸入端連接；人車交互模塊9的交互信號輸入或輸出端與車載主控1的交互信號輸出或輸入端連接。

它還包括車載數據源7，所述車載數據源7的車載數據信號輸出端與車載主控1的車載數據信號輸入端連接。

車載主控1為嵌入式微處理器。

基于上述系統的基于VANET的高速公路行車安全預警方法，它由以下步驟實現：在一個時間周期內，

步驟一、預警車輛在預置范圍內廣播預警數據包；所述預警數據包括預警標志、預警車輛ID、預警時間、預警車輛位置信息、預警車輛速度和預警車輛行駛方向；

其中預警車輛在預置范圍內廣播預警數據包的方式為如下兩種方式之一：

方式一、預警車輛檢測自身的速度變化，當速度的變化值大于預設值時，則向預置范圍內廣播預警數據包；

方式二、預警車輛停車時，則以周期性向預置范圍內廣播預警數據包；

步驟二、第i跳車輛判斷是否超出預置范圍，i的初始值為1；如果判斷結果為是，則結束本次通信；如果判斷結果為否，則執行步驟二一；

步驟二一、第i跳車輛根據預警數據包中的預警車輛位置信息和預警車輛行駛方向判斷本身是否位于預警車輛的同向車道后方，如果判斷結果為是，則執行步驟二二；如果判斷結果為否，則結束本次通信；

步驟二二、第i跳車輛根據預警數據包中的預警車輛速度，以及通過自身車載通信單元中動態測速測距模塊8以及GPS定位模塊3和車間通信模塊2獲得的自身與預警車輛的距離和相對速度，并結合天氣狀況，依據風險等級評價算法，對應在自身車輛內發出警示信息；

步驟二三、令i=i+1，并返回執行步驟二；

完成該時間周期后，結束一次高速公路行車安全預警；

同一車輛在一個時間周期內對同一車輛的ID信息只處理一次。

步驟二二中第i跳車輛通過自身車載通信單元中動態測速測距模塊（8）和GPS定位模塊3獲得的自身與預警車輛相對速度。