一种用于公路改扩建工程的防误闯智能预警系统及方法与流程

技术特征：
1.一种用于公路改扩建工程的防误闯智能预警系统，其特征在于，包括感知器、声光报警器、报警肩灯、预警驱离频闪标牌以及系统后台，所述感知器安装于改扩建公路上，通过内置的激光雷达和多目标毫米波雷达对可能闯入施工作业控制区车辆的速度、车型以及道路上的交通流量、车道占有率进行监测、识别；所述感知器内设定有三个级别预警阈值，通过无线传输方式与用于预警的声光报警器、报警肩灯、预警驱离频闪标牌联动控制并发出分级报警信号；所述系统后台与感知器通讯相连用于记录检测相关数据。2.根据权利要求1所述的用于公路改扩建工程的防误闯智能预警系统，其特征在于，所述多目标毫米波雷达通过预警距离和速度及激光雷达监测阈值，利用速度、距离以及监测宽度指标参数与报警时间的映射关系，得出基于时间与空间特征的三级预警标准。3.根据权利要求1所述的用于公路改扩建工程的防误闯智能预警系统，其特征在于，所述预警驱离频闪标牌包括一级预警驱离频闪标牌以及二级预警驱离频闪标牌，所述毫米波雷达设定有一级预警距离和速度，当毫米波雷达识别出车辆同时满足一级预警距离和速度时，将发送给一级预警驱离频闪标牌；所述毫米波雷达设定有二级预警距离和速度，当毫米波雷达识别出车辆同时满足二级预警距离和速度时，将发送给二级预警驱离频闪标牌。4.根据权利要求1所述的用于公路改扩建工程的防误闯智能预警系统，其特征在于，所述激光雷达扫描监测长度，通过设置设定的扫描监测长度，当误闯车辆出现在激光雷达扫描区域内，将三级报警信息发送给声光报警器、报警肩灯，告知施工作业人员立即撤离现场。5.根据权利要求1所述的用于公路改扩建工程的防误闯智能预警系统，其特征在于，所述声光报警器设置在施工作业人员附近，报警肩灯设置在施工作业人员肩上，预警驱离频闪标牌设置在路侧和封闭车道锥桶内侧。6.根据权利要求1所述的用于公路改扩建工程的防误闯智能预警系统，其特征在于，所述感知器配设有控制面板，所述控制面板上设置毫米波雷达检测宽度、毫米波雷达一级预警距离和速度、毫米波雷达二预警距离和速度、激光雷达扫描监测长度，并设置有毫米波雷达、报警肩灯以及声光报警器开关按钮。7.一种用于公路改扩建工程的防误闯智能预警方法，其特征在于，使用如权利要求1-6任一所述的用于公路改扩建工程的防误闯智能预警系统，具体包括以下步骤：s1、根据现场施工作业控制区布设形式确定感知器布设位置；s2、将感知器的多目标毫米波雷达监测方向设为逆车流对警告区交通状况持续扫描监测；s3、将感知器的激光雷达监测方向设定为沿上游过渡区锥桶方向进行持续监测；s4、根据现场监测需要，设定感知器多目标毫米波雷达监测宽度、一级预警驱离阈值、二级预警驱离阈值和激光雷达监测长度阈值；s5、根据现场驱离预警需要，架设一级预警驱离频闪标牌a；s6、布设二级预警驱离频闪标牌b；s7、将声光报警器布设在施工作业人员附近，将报警肩灯挂设在施工人员肩上部位；s8、当感知器识别到车辆持续接近上游过渡区且未进行换道，达到一级预警驱离标准时，首先向标牌a发出驱离警告信号，常绿箭头模式变为红叉频闪模式，提示车辆变道；当车辆未进行变道，近距离接近上游过渡区达到二级预警驱离标准时，感知器向标牌b发出警告
信号，常绿箭头模式变为红叉频闪模式提示车辆及时变道；当车辆由于某种原因，未变道而闯入了施工作业控制区，感知器激光雷达立即识别，触发三级预警标准，感知器向声光报警器、报警肩灯发出信号，进而提示作业人员及时撤离；系统后台对车辆闯入时间、部位、速度以及设备运行状况等数据进行统计，对路段闯入交通事故特征进行分析，为现场防护和交通管控提供依据，并对设备运行状态进行监测。8.根据权利要求7所述的用于公路改扩建工程的防误闯智能预警方法，其特征在于，所述s4步骤中的激光雷达监测长度阈值根据现场实际情况确定，其长度阈值为感知器的位置与过渡区结束点位之间的距离；多目标毫米波雷达监测宽度可用来区分目标所监测的目标车道；一、二级预警驱离阈值通过设定车辆距离感知器的距离与速度实现，当通行车辆进入设定的监测预警范围阈值且其速度超过设定的速度阈值时，即可触发感知器向预警驱离频闪标牌报警功能。9.根据权利要求8所述的用于公路改扩建工程的防误闯智能预警方法，其特征在于，所述二级预警驱离阈值最小设定值应按照最不利情况设定，即驾驶员收到二级驱离信号后未能变道，而是采取减速措施，并停驶于过渡区锥桶前的情景，其计算方法见下式：s2为感知器二级预警驱离阈值中
″
距离
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设定数值最小建议值，v2为感知器二级预警阈值中
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速度
″
设定数值，t2为通行车辆触发感知器二级报警后到驾驶员采取制动措施所需要的时间，a车辆平均减速度。10.根据权利要求7所述的用于公路改扩建工程的防误闯智能预警方法，其特征在于，所述s5步骤中的一级预警驱离频闪标牌a通过支架形式设置于感知器逆车流方向的路右侧，使其标志牌的频闪标志正对着车辆驶来方向，预警驱离频闪标牌距离感知器最远位置，可按照下式确定：l1＝s
1-v1·
t1式中，l1为一级预警驱离频闪标牌距离与感知器最远的距离，s1为感知器一级预警阈值中
″
距离
″
设定数值，v1为感知器一级预警阈值中
″
速度
″
设定数值，t1为通行车辆触发感知器一级报警后到驾驶员观察到标牌模式变化所需要的时间。

技术总结
本发明提供了一种用于公路改扩建工程的防误闯智能预警系统，感知器安装于改扩建公路上，通过内置的激光雷达和多目标毫米波雷达对可能闯入施工作业控制区车辆的速度、车型以及道路上的交通流量、车道占有率进行监测、识别；感知器内设定有三个级别预警阈值，通过无线传输方式与用于预警的声光报警器、报警肩灯、预警驱离频闪标牌联动控制并发出分级报警信号；系统后台与感知器通讯相连用于记录检测相关数据。本发明还提供了一种用于公路改扩建工程的防误闯智能预警方法。本发明相较于其他防护设施，车辆闯入施工作业控制区事故率平均降低了达60％，车辆闯入施工作业控制区后对施工人员报警准确率达98％，显著降低了改扩建工程交通安全风险和事故损失。通安全风险和事故损失。通安全风险和事故损失。


技术研发人员：吴忠广 陈宗伟 王祥 田万利 韩峰 陈景 潘硕 李娟 王冀
受保护的技术使用者：江苏省交通工程建设局
技术研发日：2022.05.23
技术公布日：2022/8/30