诱导卫士:声光联动守护高速公路平安出行

2025-07-04 10:53:33
申报单位:广西交通投资集团梧州高速公路运营有限公司、广西计算中心有限责任公司
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  一.总体介绍

  高速公路作为国家交通命脉,在改扩建施工、事故多发区、夜间及恶劣天气(如暴雨、大雾)等场景下,普遍面临应急诱导手段单一的安全挑战。传统警示方式(如反光锥桶、静态标牌)存在响应滞后、信息单一、穿透力不足、易受环境干扰等缺陷,难以满足全天候、动态化、高响应的安全管控需求。2024年8月7日,交通运输部印发《关于进一步加强监测预警提升公路防灾抗灾能力的通知》(交办公路函〔2024〕1538号),明确要求高速公路依据灾害高风险路段划分标准,在全国高速公路灾害高风险路段增设照明设施和爆闪警示装置,提高警示效果,保障行车安全。

  广西作为典型的喀斯特地貌区,境内山区占比超70%,高速公路多伴随长隧道、连续弯道、陡坡路段密集分布,此类地形不仅加剧了恶劣天气的发生频率,更易引发局部积水、滑坡及低能见度风险,传统静态警示手段难以适应复杂多变的行车环境。

  在此背景下,本案例针对广西地貌特点研发高速公路声光预警系统,深度融合电力载波通信技术(PLC)与物联网技术,通过集群化部署红蓝爆闪灯、高亮文字屏与定向语音设备,构建“声+光+文”三位一体警示网络,重点攻克山区弯道盲区预警、长下坡路段积水滑移等区域性安全难题,通过科技手段,为高风险路段提供全天候动态防护。

  二、案例架构:

  (一)设计高穿透力预警装置,破解恶劣环境警示难题

  针对广西山区暴雨频发、夜间弯道能见度低等痛点,研发一种高速公路声光预警装置(简称“诱导卫士”),利用红蓝爆闪灯形成超强视觉警示,采用高密度LED模组,文字屏常亮/闪烁双态显示,亮度达到5000cd/㎡(约为普通信号灯3倍),确保暴雨浓雾中可视距离≥500米;同时,配备105dB高音户外喇叭通过语音循环/实时播报自由组合形成定向声波穿透,精准覆盖目标车辆,多重感官刺激避免驾驶员麻痹大意。

  图 高速公路声光预警装置

  (二)构建多级联动预警体系,实现风险精准响应

  与高速公路原有管理平台实现对接,建立“平台指令—设备联动—同步输出”的闭环工作机制。当高速公路指挥中心通过后端平台下发预警指令(如事故告警、暴雨提示、施工管制),部署于路侧的预警装置立即通过声光、文字、红蓝闪烁灯等强效提醒方式对后方来车主动预警,对车辆进行引导,提醒车辆前方道路异常,注意行车安全。具体相应步骤如下:

  1.红蓝爆闪优先触发:设备自动开启高强度红蓝警示灯,强光穿透雨雾能力显著优于传统设备。

  2.文字与语音同步输出:高亮LED屏显示“慢”“停”等简明指令,同步启动定向语音播报,也可实时喊话精准干预,指导车辆避让或分流。

  3.集群设备同步执行:实现事故前后特定距离内所有高速预警设备的毫秒级同步。

  (三)创新电力载波组网模式,有效降低部署成本

  针对广西山区地形复杂、传统通信布线成本高的难题,采用“电力线即通信线”的轻量化组网方案。通过“1+N”低成本组网架构有效降低成本。

  主机配备4G/5G通信模块接收平台指令并转发至从机,从机仅需接入电力线路,通过电力载波调制解调器实现零布线通信。这种模式免除了光纤/专用通信线路铺设成本,使设备在改扩建临时路段、偏远山区等场景可实现快速部署和路段封闭期的“即装即用”。

  三、取得成效

  (一)节假日拥堵场景应用

  本案例成果于2025年3月7日在G6517梧柳路下行K113+850事故多发路段完成部署,该路段因连续弯道+长下坡地形,2024年五一假期发生交通事故3起。2025年五一期间(5月1日-5日),系统启动动态诱导策略:

  1.高峰车流管控:当高速公路管理平台检测到风险点前方已发生拥堵时,自动触发文字屏显示“慢”+定向语音循环播报;

  2.事故快速响应:5月18日梧柳路下行K113+300处路段内突发追尾事故,平台3分钟内下发指令,事故点后方700米内设备同步爆闪+语音播报“请减速慢行,注意安全”,引导车流谨慎驾驶避开事故区;

  据统计,应用高速公路声光预警系统后,路段内交通事故降至1起(较2024年下降66.7%),未产生缓行记录。基于梧柳高速的应用实效,目前系统已在广西G6517梧柳高速\S31三南高速等高速的灾害高风险路段部署超51台设备,覆盖急弯陡坡、桥隧连接路段、高大风险边坡、团雾区等关键风险点,具有较强的可推广意义。

  (二)“龙舟水”强降雨场景应用

  2025年5月中旬,广西迎来多强降雨、强对流天气,大部分地区遭遇持续暴雨,多地降水量达300毫米,梧柳高速K113段能见度最低仅110米。端午期间(5月31日-6月2日)广西全区高速公路出入口车流量累计达到720万辆次,较2024年同比上升18.91%。在节假日+雷电天气预警双重影响下,系统启动全功能响应,在强降雨风险路段利用红蓝爆闪灯预警装置以高频模式穿透雨幕,形成0.5公里可视警示带,文字显示屏提示“慢”,配合定向语音循环播报限速指令;如遇突发事故,高速公路管理平台监测到事故上报后,则自动切换应急模式,同步启动事故点后方700米内所有设备爆闪+语音引导,有效防止二次事故。据记录,本案例成果通过太阳能发电及接入市电,在暴雨期间能够长时间持续运行,预警响应延迟低于1秒,事故点后方未发生车辆追尾,较往年同比降低66.7%。

  综上,高速公路声光预警系统(诱导卫士)通过声光多级联动有效解决了低能见度环境下的预警难题,未来还可通过与气象监测、车路协同系统的融合,为构建“全天候通行保障体系”提供核心支撑,切实响应交通运输部“提升公路防灾抗灾能力”的战略目标。

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