[发明专利]高速公路出口分流区车路协同安全预警控制方法

权利要求书

1.高速公路出口分流区车路协同安全预警控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、控制主机初始化系统

初始化控制主机上车辆轨迹点存储列表；主机上存储列表包括：车载终端ID、当前时间、车型、车辆位置、行驶速度、行驶方向角、所在车道；

步骤二、车载终端实时采集车辆行驶信息，通过车路通信发送到路侧设备

分流区域车辆A上的车载终端通过卫星定位功能，实时采集车辆行驶信息，并通过无线车路通信方式以10赫兹的频率向分流区路侧设备发送自己的行驶信息；采集和发送的信息包括：车辆A的位置坐标(x，y)、行驶速度v、方位角θ、时间T；

步骤三、路侧设备通过有线网络将车辆A的信息传输到控制主机

分流区路侧设备通过无线车路通信接收到分流区车辆A发送来的信息，将这些信息通过有线网络传送到本地控制主机；

步骤四、控制主机将车辆A信息进行地图匹配，判断车辆所在区域

本地控制主机得到车辆A信息，通过车辆A的位置与主机上电子地图分流区域匹配的方法，判断车辆所在区域，如果车辆不处于分流点前150米的危险范围内，则车辆A对分流区交通不会产生安全风险，返回步骤二；如果车辆在分流区域内，则需要进一步判断，记录当前车辆A据出口距离，执行下一步骤；

步骤五、控制主机将车辆A信息进行地图匹配，判断车辆所在车道

本地控制主机通过车辆A的位置与主机上电子地图分流区域道路车道中心线匹配的方法，判断车辆所属车道，如果车辆处于分流区分流车道，则车辆A是正常分流的车辆，对分流区交通不会产生安全风险，返回步骤二；如果车辆不在分流车道上，则需要进一步判断，记录当前车辆A所在车道，执行下一步骤；

步骤六、查找提取车辆A的前一轨迹点A₀的信息

查找提取车辆A的前一轨迹点信息，将车辆A的车载终端ID与控制主机上已存储的轨迹点列表中的车载终端ID进行比对，如果控制主机轨迹点列表中没有该车辆ID存在，则存储车辆A的ID和车辆A的信息到控制主机上的轨迹点存储列表，返回步骤二；如果存在车辆A的ID号和信息，提取最近的该ID的信息为车辆A的前一个轨迹点A₀，执行下一步骤；

步骤七、根据车辆前后两个连续轨迹点的信息，判断车辆速度异常变化

计算车辆A位置点A_t与前一位置点A₀之间的速度变化，判断车辆A在分流区域内的异常加减速行为；如果车辆加减速度变化超出正常范围，则存在危险驾驶行为，记录当前车辆A所在车道、距离出口距离和速度异常信息，对即将进入分流区的车辆进行预警，执行步骤十；如果车辆加减速度变化在正常范围内，执行下一步骤；

步骤八、根据车辆前后轨迹点的信息，判断车辆异常变道行为；

通过车辆A后一位置点与前一位置点相对于车道中心线横向位置的变化，判断车辆在分流区域内的异常变道行为；计算车辆在单位时间内相对于车道横向位置的变化值大于一个车道宽度3.75米，则车辆A存在横向变道行为，存在安全风险，对即将进入分流区的车辆进行预警，记录当前车辆A所在车道、距出口距离和变道异常信息，执行步骤十；否则执行下一步骤；

步骤九、驾驶行为判断结束；

存储车辆A的ID和车辆A的信息到控制主机上的轨迹点存储列表，返回步骤二；

步骤十、通过车路协同和可变情报板发送安全预警信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤十具体为：

控制主机将车辆A所在车道i、距出口距离|AF|和异常事件信息通过有线网络传送到路侧设备和可变情报板，路侧设备通过车路通信向即将进入分流区具有车载终端的车辆以语音或文字的方式进行安全预警，同时可变情报板向普通车辆进行安全预警，提醒驾驶人员注意安全；如果车辆具有自动驾驶功能，则自动驾驶车辆接收到预警信息后，根据周边交通环境自动协同控制车辆规避安全风险。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤七具体为：

已知车辆连续两个位置点A₀、A_t的速度和间隔时间，分别为v₀、v_t和t，正常加速度变化值通常a＝3米/秒²；计算车辆A从A₀行驶到点A_t的加速度a＝(v₀-v_t)/t，如果|a_0t|≥a,则车辆A在A₀到点A_t之间行驶的加速度超出了正常加速度变化范围，存在安全风险，记录当前车辆A所在车道i、距出口距离|AF|和速度异常信息，对即将进入分流区的车辆进行预警，执行步骤十；如果车辆A的加速度在正常加速度范围内，即|a_0t|＜a，则车辆A没有异常减速行为。