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中国智能交通协会

基于车内信号灯技术的智慧路口

2021-10-19   来源:中国智能交通协会


南京莱斯信息技术股份有限公司 陆阳 郑岳标


  一、车内信号灯应用背景
  随着时代发展、社会进步,城市路网逐步成熟,车辆行驶需求进一步增加,供需矛盾显现,交通拥堵成为城市普遍存在现象。在道路基础设施增长乏力的情况下,充分利用交通系统分配时空资源,提高道路的使用效率和安全性来满足不断增长的运输需求,已成为主要手段。
  车内信号灯是利用移动互联网、卫星定位等相关技术,通过手机或车载终端将路口交通信息实时提供给驾驶人;同时对驾驶行为、出行规律、交通状况等信息挖掘分析,更好地为驾驶人和交通管理者服务。

  二、车内信号灯技术现状分析
  车内信号灯只是一个通俗称谓,能够直观理解该技术的一般应用,即人在车内即可超视距观测到下个路口的红绿灯情况从而提前做出驾驶判断,这也是智慧路口的一个体现。目前该技术应用尚未普及推广,主要涉及的核心设备包括路口神经元、路侧RSU、车载OBU等设备。
  从车内信号灯应用的覆盖推广层面考虑,路口神经元、路侧RSU显得更为重要,作为智慧路口建设重要的核心部件,它能够将路口信息采集上报并回馈给过路车辆,其内部设有自主研发协议栈,使得该技术门槛大大提高,目前国内拥有该项技术成熟应用企业数极少。

  三、“智慧路口”模块组成
  “智慧路口”模块组成主要为路(路口神经元、路侧RSU)、端(前端交通信息采集设备、后台用户端)、云(车路协同云平台、数据分析平台等),具体组成关系如图1所示。


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图1  智慧路口示意图


  各模块功能如下:
  1、前端采集设备
  包括雷达检测器、视频检测器、电子警察、视频检测器等设备,可采集各类交通流信息,包括视频图像、路口红绿灯信息、车流量密度、车道占有率等信息。
  2、路口神经元
  主要装配于信号控制机内部,目前支持4G无线传输,通过连接路口设备,获取设备信息后统一传输至后台系统经过数据分析处理反馈给后台用户端,包括手机app用户、车载终端等等,如图2所示。
  3、路侧RSU
  5G产品,一般安装于路侧,大致功能与路口神经元类似,但其传输速度更快、反应更为灵敏,且无需通过后台数据处理,可直接内部完成数据处理提供给用户,如图3所示。
  4、车路协同云管控平台、数据分析云平台
  路口神经元等获取前端采集设备信息后传输导向的应用平台,对各类交通数据信息筛选汇聚后按需提供给用户。
  5、车载OBU
  接收车路协同云管控平台、路侧RSU反馈的实时道路信息,为驾驶人提前判断路口情况提供依据,同时车与车之间也能通过该设备进行信息交互,有效避免交通事故,如图4所示。
  6、手机客户端
  包括其他车载显示终端、智能后视镜等在内都可以支持“车内信号灯”app应用。


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图2  路口神经元

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图3  路侧RSU

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图4  车载OBU


  四、系统简介
  车内信号灯作为“智慧路口”典型应用,该系统分为交警使用版本和普通用户体验版本,iOS、安卓用户都可以在应用商城下载使用,主要功能包括地图导航、路口红绿灯车内显示、路口渠化信息提示、交通异常情况上报等功能,手机APP界面如图5所示。          
  将道路渠化、红绿灯、拥堵信息“搬进”车内,实现超视距的交通信息提示,通过车路通信,向接近交叉口的车辆发布信号相位和配时信息,判断在剩余绿灯时间内是否能安全通过交叉。 提醒驾驶人不要危险驾驶(例如闯红灯),并协助驾驶人做出正确判断,避免车辆陷入交叉口的“两难区”,防止信号交叉口的直角碰撞事故。减少驾驶过程中的跟车闯红灯、走错车道、路口急刹等现象,有助于提高驾驶安全性,减少交通事故发生率。


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图5 车内信号灯手机APP界面


  五、总结
  以车内信号灯为典型代表的“智慧路口”应用基于无线通信、传感探测等技术进行车路信息获取,通过车辆与车辆、车辆与道路信息交互和共享,实现车辆和道路基础设施之间智能协同与配合,达到优化利用系统资源,提高道路交通安全、缓解交通拥堵的目标,实现人、车、路实时信息交互,有效降低了交通违法、交通事故率,具有很好的发展应用前景。

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