通過公路行車安全智能誘導(dǎo)系統(tǒng)的建設(shè)，可有效增強公路沿線交通氣象環(huán)境的精確感知能力，提升特殊路段和特殊天氣條件下的在途車輛安全保障水平，有效降低和預(yù)防一次事故、避免二次事故的發(fā)生，提高道路通行效率，保障駕乘人員的生命和財產(chǎn)安全。其可實現(xiàn)目標如下：
(1)根據(jù)系統(tǒng)實時采集的能見度、雨、雪等行車環(huán)境數(shù)據(jù)，自動控制路側(cè)智能誘導(dǎo)裝置，以不同的亮度、顏色、閃爍頻率等組合進行針對性行車引導(dǎo)，實現(xiàn)雨雪霧霾等復(fù)雜氣象環(huán)境下的高速公路自適應(yīng)安全誘導(dǎo)。
(2)在夜間系統(tǒng)控制智能誘導(dǎo)裝置采用適合的亮度和工作同步閃爍頻率，提示道路線形，改善行車舒適性；同時，增加對駕駛員和司乘心理的有益刺激，預(yù)防駕駛疲勞，提高行車安全性；
(3)為高速公路運營管理部門提供更豐富的實時道路交通與環(huán)境信息，在保證行車安全的前提下，減少道路封閉時間及次數(shù)，綜合減少20%（根據(jù)因能見度過低導(dǎo)致封站的情況下），增強高速公路的全天候通行保障能力。
(4)公路行車安全智能誘導(dǎo)系統(tǒng)獲取的大量數(shù)據(jù)以及提供的各種安全管控能力，將進一步豐富和提升運營管理單位現(xiàn)有監(jiān)控平臺的管控效能，促進智慧高速公路發(fā)展。
因此，通過公路行車安全智能誘導(dǎo)系統(tǒng)的建設(shè)，可以從設(shè)計目標上滿足行車安全保障、特殊路段通行能力增強的需求。
另外，隨著技術(shù)創(chuàng)新與行業(yè)應(yīng)用發(fā)展，2016年交通運輸部發(fā)布了《霧天公路行車安全誘導(dǎo)裝置》（JTT 1032）交通行業(yè)標準，極大的促進了公路霧區(qū)行車安全智能誘導(dǎo)及防撞預(yù)警系統(tǒng)（以下簡稱：行車安全智能誘導(dǎo)系統(tǒng)）的發(fā)展。2018年交通運輸部、應(yīng)急管理部、公安部三部門聯(lián)合發(fā)布了交辦運【2018】74號文件《道路運輸安全生產(chǎn)工作計劃（2018-2020年）的通知》明確提出“積極做好主動智能防控技術(shù)的推廣應(yīng)用，利用大數(shù)據(jù)提升決策支持水平，加大交通應(yīng)急科技應(yīng)用推廣智能引導(dǎo)系統(tǒng)?！苯煌ㄖ鞴懿块T早已經(jīng)在上層政策頒布、標準制定方面為有效系統(tǒng)的廣泛使用展開了鋪墊，各地交通管理部門、運營管理單位也早已經(jīng)在團霧多發(fā)路段、特殊路段（如彎道、互通立交、上下坡等）引進了該系統(tǒng)，系統(tǒng)到目前已成功在全國各省開花落地，成功服務(wù)公路運營6年以上，因此系統(tǒng)已經(jīng)成熟進行了商業(yè)化應(yīng)用，不存在重大潛在隱患，成熟可靠。
公路行車安全智能誘導(dǎo)系統(tǒng)主要由交通氣象環(huán)境感知設(shè)備、行車安全智能誘導(dǎo)裝置（霧燈）、現(xiàn)場控制主機設(shè)備（數(shù)據(jù)預(yù)處理器）三大核心設(shè)備組成；根據(jù)需求，可以選擇配置監(jiān)控攝像機、交通廣播、可變情報板、交通流檢測器等配套監(jiān)控設(shè)施與設(shè)備。
（1）行車安全智能誘導(dǎo)裝置
誘導(dǎo)裝置是系統(tǒng)的主體設(shè)備，安裝在高速公路中央分隔帶及路側(cè)，可主動發(fā)出紅黃兩種可控光色，誘導(dǎo)車輛安全行駛。根據(jù)不同控制條件，黃燈與紅燈的開啟、關(guān)閉、常亮、同步閃爍等狀態(tài)會隨之變化，用于強化道路輪廓、警示追尾風險，誘導(dǎo)車輛安全行駛。該裝置由外部殼體、太陽能電池板、蓄電池、發(fā)光顯示組件、通信模塊、同步閃爍模塊、車輛檢測模塊、數(shù)據(jù)接口與控制模塊、電源模塊等構(gòu)成。
（2）現(xiàn)場控制主機設(shè)備
該設(shè)備是整個系統(tǒng)的核心設(shè)備，是數(shù)據(jù)匯聚、計算分析、操作控制、通信管理的“大腦”?？蓪Σ杉降默F(xiàn)場各類氣象和交通數(shù)據(jù)進行分析、處理，根據(jù)預(yù)設(shè)引導(dǎo)分級策略，控制現(xiàn)場智能誘導(dǎo)裝置工作模式的切換（自動控制）；可將系統(tǒng)的工作狀態(tài)、能見度數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆破脚_/監(jiān)控中心，讓云平臺/遠程監(jiān)控中心了解到現(xiàn)場智能誘導(dǎo)裝置的實時工作狀態(tài)；云平臺/遠程監(jiān)控中心也可以通過網(wǎng)絡(luò)下達控制指令到現(xiàn)場控制主機設(shè)備，再由該設(shè)備具體執(zhí)行上位指令（人工控制）。
交通氣象環(huán)境感知設(shè)備主要利用能見度傳感器等交通氣象傳感器，將實時采集到的所在點位交通氣象信息傳輸至現(xiàn)場控制主機設(shè)備，由主機設(shè)備進行數(shù)據(jù)處理分析，通過無線上傳至管理中心，采取對現(xiàn)場誘導(dǎo)裝置的針對性控制策略。
行車安全智能誘導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)如下主要功能：
(1)行車安全智能誘導(dǎo)功能
行車安全智能誘導(dǎo)系統(tǒng)根據(jù)能見度、天氣現(xiàn)象（雨雪等）、現(xiàn)場交通事件等實時監(jiān)測數(shù)據(jù)或交通事故與施工作業(yè)管控需求，可啟動道路輪廓強化、行車主動誘導(dǎo)、防追尾警示、事故施工保障等多重工作模式，滿足不同天氣與交通狀況下的交通安全引導(dǎo)與事故預(yù)防需求。除個別人工干預(yù)情形外，系統(tǒng)完全處于智能化自主運行狀態(tài)，并根據(jù)天氣與交通環(huán)境條件，采用適合的工作模式，啟動最優(yōu)的系統(tǒng)工作參數(shù)。需要指出的是，系統(tǒng)并非一直處于特定模式的工作狀況，通常白天無道路交通高影響天氣時，系統(tǒng)處于關(guān)閉模式，設(shè)備處于低功耗待機狀態(tài)。
道路輪廓強化功能：道路兩側(cè)的智能誘導(dǎo)裝置呈黃燈常亮狀態(tài)。
行車主動誘導(dǎo)功能：道路兩側(cè)智能誘導(dǎo)裝置黃燈呈同步閃爍狀態(tài)。
防止追尾警示功能：無車輛經(jīng)過時，道路兩側(cè)智能誘導(dǎo)裝置呈黃燈常亮狀態(tài)；當有車輛經(jīng)過時，車輛后方（上游）特定范圍內(nèi)的黃燈轉(zhuǎn)換成紅燈，形成一條隨車輛前行的紅色尾跡燈帶，在標準中稱為紅色警示區(qū)間，用于動態(tài)交通環(huán)境下提示后方車輛其前方的交通狀況。
事故施工保障功能：根據(jù)任一點的交通事故或施工作業(yè)位置，可人工手動開啟特定范圍內(nèi)的智能誘導(dǎo)裝置，使其處于黃燈或紅燈同步閃爍狀況，為交通事故發(fā)生點和施工作業(yè)區(qū)提供交通安全保障。
道路輪廓強化功能：當能見度大于 600 米，且環(huán)境照度比較低或夜間時，系統(tǒng)自動將黃色誘導(dǎo)燈常亮開啟，道路兩側(cè)黃色誘導(dǎo)燈常亮，通過高反差的燈光標示道路輪廓。紅色警示燈一直關(guān)閉。
圖1 道路輪廓強化功能
行車主動誘導(dǎo)功能：能見度大于 300 米，小于 600 米時，系統(tǒng)進入誘導(dǎo)模式，自動開啟黃色誘導(dǎo)燈并按照特定頻率同步閃爍，從而使用動態(tài)燈光提醒駕駛員小心駕駛，標示道路線形，引導(dǎo)車輛前行，紅色警示燈一直關(guān)閉
圖2 行車主動誘導(dǎo)功能
防止追尾警示功能：能見度小于 300 米時，系統(tǒng)進入防追尾警示模式，無車輛經(jīng)過時，黃色誘導(dǎo)燈同步閃爍；當有車輛經(jīng)過時，在車后一段距離的黃色誘導(dǎo)燈轉(zhuǎn)換成紅色警示燈，車輛駛過一定時間后（由車距控制策略確定），再由紅燈切換為黃燈（紅色警示區(qū)間會隨著車輛向前移動），從而在車輛后形成一段尾跡燈，警示后車避免駛?cè)胛槽E區(qū)域，保持合理車距，以防止追尾等嚴重交通事故的發(fā)生。
圖3 防止追尾警示功能
事故施工保障功能：該功能是一種人工觸發(fā)工作模式，當發(fā)生交通事故或進行施工作業(yè)時，監(jiān)控中心的管理人員根據(jù)事故或施工事件的具體位置、影響程度及影響范圍等因素，來綜合分析確定事件上游進行的范圍及其匹配的發(fā)光亮度、閃爍頻率等工作參數(shù)，并進行人工開啟。因此，系統(tǒng)需要具備任意位置、任意數(shù)量行車安全智能誘導(dǎo)裝置的單獨控制能力。
圖4 事故施工保障功能
行車安全智能誘導(dǎo)系統(tǒng)基本控制邏輯圖1給出了不同能見度條件下時的系統(tǒng)基本控制策略，在能見度較好的情況且在夜間低環(huán)境照度下，開啟行車主動誘導(dǎo)功能（視情況也可以采取道路輪廓強化模式），當能見度進一步降低到特定閾值后，不論環(huán)境照度條件，系統(tǒng)都將開發(fā)行車主動誘導(dǎo)功能，隨著能見度條件的進一步降低，系統(tǒng)將自動切換至防止追尾警示模式，該模式下，無車輛通過時仍采用行車主動誘導(dǎo)工作模式。需要指出的是：不同環(huán)境條件下，系統(tǒng)工作的具體參數(shù)如發(fā)光亮度、閃爍頻率等會有所差異，即便是處于相同工作模式下，為取得良好的誘導(dǎo)、警示、預(yù)警作用，系統(tǒng)需要自動的調(diào)整工作模式與工作參數(shù)；另外，系統(tǒng)啟動不同工作模式及參數(shù)的環(huán)境條件閾值可以通過平臺軟件進行調(diào)整，本圖給出的僅是一種典型的且可行的配置方案。行車安全智能誘導(dǎo)系統(tǒng)基本控制邏輯圖2給出是除行車安全智能誘導(dǎo)系統(tǒng)基本控制邏輯圖1外其他情況下的控制系統(tǒng)策略，控制策略主要是針對除霧天以外的其他交通高影響天氣以及自動星歷控制情形。
交通事件上報預(yù)警功能：在護欄板內(nèi)側(cè)凹槽內(nèi)安裝交通事件檢測器，對稱安裝，通過有線連接至誘導(dǎo)裝置，采用紅外對射探測技術(shù)，對車道內(nèi)截面的交通信息進行感知收集并傳輸給誘導(dǎo)裝置，通過數(shù)據(jù)計算與分析獲取該截面的交通狀況上傳與監(jiān)控中心。并自動聯(lián)動誘導(dǎo)裝置及揚聲器自動開啟，同時可與外場LED可變信息屏聯(lián)動，自動發(fā)布控制指令。實現(xiàn)了聲光預(yù)警、監(jiān)控救援一體化。
圖5 行車安全智能誘導(dǎo)系統(tǒng)基本控制邏輯圖1
圖6 行車安全智能誘導(dǎo)系統(tǒng)基本控制邏輯圖2
(2)傳感器接入功能
現(xiàn)場控制主機設(shè)備（數(shù)據(jù)預(yù)處理器）具備強大的外部傳感器接入、數(shù)據(jù)采集分析處理與控制功能。視具體傳感器與監(jiān)控設(shè)備配置情況，現(xiàn)場控制主機設(shè)備可在其設(shè)置位置就近接入各類交通氣象傳感器、交流檢測器、視頻監(jiān)控攝像機等。
(3)通信功能
智能誘導(dǎo)裝置之間采用433Mhz或附近頻段無線通信技術(shù)，且具有容錯能力和抗損毀功能，當連續(xù)100米范圍內(nèi)有智能誘導(dǎo)裝置損毀時，不影響其它智能誘導(dǎo)裝置的控制和使用。
現(xiàn)場控制主機設(shè)備與就近接入的傳感器直接可根據(jù)需要采用RS485、RJ45、CABBUS等有線通信方式。
現(xiàn)場控制主機設(shè)備與行車智能誘導(dǎo)裝置之間采用LORA無線通信技術(shù)。
現(xiàn)場控制主機設(shè)備與監(jiān)控中心（遠端上位機）之間采用GPRS/4G無線通訊或光纖有線通信。當采用無線通訊時，數(shù)據(jù)可直接接入云管理平臺，用戶可通過任意上網(wǎng)終端設(shè)備或APP進行系統(tǒng)的訪問與控制。