[发明专利]基于5G-V2X的道路大规模拥堵告警方法及系统

权利要求书

1.一种基于5G-V2X的道路大规模拥堵告警方法，其特征在于，是应用于由一个云端服务器、若干个路侧单元所构成的单向行驶的道路环境中，在所述路侧单元中设置有信息采集模块、数据处理模块、道路拥堵判断模块和5G网络通信模块；在行驶车辆上设置有车载传感器、行驶判断模块和5G-V2X通信模块，且所述信息采集模块是利用摄像头拍摄视野范围内的道路，并对视野范围内的道路总长度L进行等距离为S的分段处理，并依次对每段进行标记，其中，任一分段记为L_i，且车辆的长度小于距离S；

所述道路大规模拥堵告警方法包括以下步骤：

步骤1、当前车辆的车载传感器在实时采集行驶车辆实时的速度信息和制动信息；

步骤2、当前车辆的行驶判断模块根据所述速度信息和制动信息判断自身车辆是否发送拥堵，并生成车辆判断结果及其车牌号一起通过5G-V2X通信模块进行广播；

步骤2.1.定义车载传感器在任意时刻t所采集的实时速度信息记为定义制动信息包括：车辆在任意时刻t的手刹处于制动状态下的手刹信号STOP_t^HAND以及车辆的脚刹制动状态下的任意时刻t脚刹信号STOP_t^FOOT；

步骤2.2.判断是否小于所设定的第一速度阈值，且手刹信号STOP_t^HAND和脚刹信号STOP_t^FOOT的持续时间是否达到时间阈值，若是，则表示相应车辆发生拥堵，并生成任意时刻t的判断结果当时，表示车辆发生拥堵；当时，表示车辆未发生拥堵；

步骤3、当前路侧单元的信息采集模块利用摄像头获取驶入第一分段L₁的所有车辆的实时图像，并根据所接收到的车辆判断结果及其车牌号，识别实时图像中相应车牌号的车辆，并标记相应车辆为R_c，从而利用所述摄像头跟踪所标记的车辆R_c；

步骤4、当前路侧单元的信息采集模块将标记车辆R_c驶入第一分段L₁的初始时刻记为T_a，并从T_a时刻开始，每隔周期T采集标记车辆R_c的实时图像，直至标记车辆R_c驶出拍摄视野范围内的道路为止；

步骤5、当前路侧单元的道路拥堵判断模块根据每个周期所采集的实时图像判断所述标记车辆R_c是否发生拥堵，并得到每个周期的路侧判断结果；

步骤5.1.定义变量Δ，并初始化Δ＝1；

步骤5.2.判断T_a+(Δ-1)T时刻标记车辆R_c是否遮挡所标记的路段，若是，则执行步骤5.2；否则，表示标记车辆R_c已驶离当前路侧单元的信息采集模块的视野范围，并记录驶离时刻T_b，并由下一路侧单元继续跟踪；

步骤5.3.根据标记车辆R_c的T_a+(Δ-1)T时刻的标记位置和T_a+ΔT时刻的标记位置，计算第Δ个周期下标记车辆R_c的速度V_Δ，并判断V_Δ是否小于所设定的第二速度阈值，若小于，则表示标记车辆R_c发生拥堵，并生成第Δ个周期下的路侧判断结果当时，则表示标记车辆R_c发生拥堵；当时，表示标记车辆R_c未发生拥堵；

步骤5.4.将Δ+1赋值给Δ后，返回步骤5.2；

步骤6、数据处理模块对视野范围内所接收到的所有车辆的实时车辆判断结果和每个周期的路侧判断结果进行统计融合处理，以判断当前信息采集模块的视野范围内的道路是否发生拥堵，若发生拥堵，则根据视野范围内的道路位置生成拥堵信息；

步骤6.1.数据处理模块统计T_a+ΔT时刻所接收到的所有车辆的车辆判断结果中发生拥堵的车辆数量A，以及T_a+ΔT时刻路侧单元对所有标记车辆的路侧判断结果中发生拥堵的车辆数量B；

步骤6.2.利用式(1)得到融合结果

式(1)中，X是相关系数，且0≤X≤1；

步骤7、路侧单元通过5G网络通信模块将拥堵信息广播发送给在自身通信范围内的行驶车辆以及下游的路侧单元，并上传云端服务器；

步骤8、下游的路侧单元或其他路侧单元通过5G网络通信模块接收到拥堵信息后，将所述拥堵信息广播给自身通信范围内行驶车辆及其相邻的下游路侧单元；

步骤9、所述云端服务器接收拥堵信息后，通过5G网络实时共享给较大范围内的行驶车辆；

步骤6.3.若则表示视野范围内的道路发生拥堵，并将路侧单元所在的位置路段与拥堵状态打包为拥堵信息，否则，表示视野范围内的道路未发生拥堵，其中，表示拥堵阈值。