1. 研究目的与意义
随着高速公路的持续修建和私家车的拥有数量急剧增多,高速公路上的安全形势日趋严峻,节假日时段因团雾引发的大型事故被频繁报道。
团雾引起的交通事故已是人们关注的热点问题之一。
因此提出基于车载自组织网络的高速公路智能感知系统,通过实时监控高速公路的团雾情况,为驾驶者提供路况信息,为车辆的安全行驶保驾护航。
2. 国内外研究现状分析
国外:1949年, Steffens C等提出了利用照相机拍摄图片来测定耨个区域的能见度;1969年, Zdunkowski等人研究了辐射雾的数学模型,用于预测辐射雾的产生;1975年, Lala等人测试了模型变量的灵敏度,并评估标准空气象预报辐射雾的数值模型,1992年, K.J.Noone等人就比较了当时较为流行的测量雾中水份含量的4种方法,并指出基于前散射激光光谱仪(forward scattering laser spectromemter)的PVM具有最好的性能指标;1994年, Thomas Legal等利用摄像机拍摄实时图片来检测特定区域的能见度; Daniel Guedalia和Thierry Bergot研究了辐射雾的一维模型用于预测;2002年, Andreas Bott研究了一种新的一维预测辐射雾和低层次的层状云的模型PAFOG,目的是为了改善机场和雾频繁发生地区的能见度预测;2005年, Nicolas Hautiere等使用了车载图像传感器拍摄法,实现了一种利用随车行驶测量路况能见度的能见度图像检测系统;2008年, Jeffery L.Collett Jr. 等人又设计出一个基于光衰减原理的云/雾检测器;2009年, SHI Q. 等通过分析在雾天行车环境下不同能见度对车辆行驶速度的干扰,以及与最佳安全车距的关系,并模拟分析了不同情况下的安全间距和车辆的平均安全速度,以期为高速公路管理策略提供理论依据;田纳西州使用能见度检测设备和车辆限速策略建立了低能见度预警系统。
国内:2004年,冯民学等通过建设高速公路环境气象监测站获取与浓雾发生密切相关的各种表征要素的特征和演变规律,建成了高速公路浓雾监测预警系统;2009年, WANG Jianjun 等从速度、密度和交通量角度出发,利用模糊均值算法(FCM)对雾天的交通流状态进行了大量的数据分析,并对雾期内的交通流状态进行分类;2010年,李季等利用大气散射回波信号的强弱来判断团雾;2011年, TANG Junjun等根据雾的特点、分布特征、到达强度和持续时间,并结合公路、交通和地形等因素,提出了雾天高速公路路网交通状况预警分级方法;2012年,路晓波等通过对高速公路上图像颜色的分析来判断团雾;2013年,刘伟等将激光发射和接收装置安装在高速公路两侧,通过光强的衰减来判断团雾;丁秋冀等统计分析了从2006年至2009年期间发生在宁沪高速公路上的团雾过程,对团雾发生的气象和地形、地貌等条件做出探讨,并对不同环境路段的团雾特征做出比较,得出高速公路团雾天气的发生规律和局地性特征; LIU Zhaohui等通过对车辆视觉传感器采集的实时雾场图像进行研究,搭建车辆自动识别避碰预警平台来提高车辆在雾天的主动安全性;2014年,张萌等利用CCD数字摄像机来判断团雾; LI Lunbo等提出了一种基于无线传感器网络技术的辐射雾探测预警系统框架;2015年,刘建磊等从视频图像对比角度出发,提出团雾检测算法,实现了团雾浓度的检测;2017年,王月琴等以采集高速公路部分站点的风向、风速、温度、相对湿度、气压和能见度等6个指标作为样本,建立BP神经网络模型预测团雾的产生;2018年,孙良恒利用手机APP的便捷性和云端服务器的快速计算能力,设计并开发基于Android的高速公路团雾预警系统。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:(1)熟悉掌握团雾灾害的相关知识以及车载自组织网络通信的内容;(2)运用visualbasic编写上位机软件;(3)运用上位机软件对高速公路上可能出现的团雾灾害进行感知、显示。
计划:第一周第二周:查阅收集文献资料,对车载自组织网络通信和visualbasic相关资料进行学习与思考。
第三周第四周: 对设计的上位机软件进行功能和结构框架的确定,设计执行方案。
4. 研究创新点
提出基于车载自组织网络的团雾感知方案,实现通过串口通信的上位机软件对高速上出现的团雾灾害感知。
