光纤网络如何使“智能”高速公路更安全

2020-12-28 14:09:13 27

对于世界许多国家来说,核心道路网络的拥堵是一个主要问题。的确,根据INRIX在2017年进行的全球流量的最大规模研究,仅在美国的拥堵成本就高达3050亿美元(2570亿欧元)。

在英国,英国高速公路协会估计,高速公路和主要道路网络的拥堵成本每年约为20亿英镑(20亿欧元)。

交通拥堵的经济负担意味着许多国家正在试用“智能高速公路”的概念。智能高速公路项目的首次测试是在2006年在英国进行的,此后随着在澳大利亚,新西兰和瑞士等多个国家中普遍采用的方案,该概念引起了人们的极大兴趣。

“智能高速公路”实际上包括几种不同的变体。无论这些细微差别如何,智能高速公路的最常见和最明显的特征包括将硬肩用作行车道和可变速度限制。这些措施旨在增加道路通行能力并保持交通尽可能顺畅。

“有待改进”

来自英国(目前部署最多)的证据表明,支持智能高速公路的技术仍在不断改进。

尽管数据显示智能高速公路的容量增加了多达三分之一,但英国运输部  (DfT)最近  发布的一份报告强调指出,尽管智能高速公路在2015-18年(含)期间承载了10.7%的高速公路交通,平均占严重人员伤亡的11.4%。

因此,智能高速公路是解决拥堵问题的潜在强大解决方案,但是如果要扩大其使用范围,我们必须确保将对驾驶员的风险降到最低。如果有的话,智能高速公路应该比普通道路网络更安全。

如果要实现这一目标,那么我们需要研究支撑智能高速公路计划的基础技术。

智能高速公路的局限性

智能高速公路的关键技术问题是对摄像机和感应回路的依赖。通常,沿着智能高速公路每400米安装一次环路或摄像机。显然,这些“点”传感器无法对整个高速公路进行全面的连续监控。

保险范围内固有地存在差距,这些差距是延迟和错误蔓延的地方,这反过来又增加了驾驶员的风险。例如,DfT报告强调指出,用于识别故障车辆或遇到问题的驾驶员的基于摄像头的系统仍然平均需要17分钟才能发现有故障的车辆。

然后,救援队再花17分钟到达现场。如果驾驶员在快速行驶的高速公路上遇到麻烦,那么半小时的响应时间显然是一个重大风险。

不幸的是,以更规则的间隔安装传感器非常昂贵,因此在传感器可以提供的覆盖点方面总会有折衷。但是,我们如何使用技术来提高性能,尤其是加快事件检测时间呢?

使用光纤网络作为附加传感器

潜在的解决方案已经在地下。智能高速公路的传感器网络已经通过光纤电缆连接,该光纤可以单独用作传感器。对于光纤拥有者和安装者而言,这是一个为智能高速公路计划提供更多价值的重大机会。

无论在高速公路旁安装光纤的地方,添加的分布式声学传感器(DAS)技术都可以将电缆有效地转换为成千上万个振动传感器,就像您在车道上部署大量的麦克风一样。

这些振动传感器可以检测道路交通干扰或车辆行为改变(即放慢/加速/改变车道)中的一系列干扰的独特“声学特征”,并告知操作员发生了什么事件地点,确切发生的地点以及发生的时间。

由于是基于纤维的,该系统固有地提供了高速公路全长的完整覆盖,从而“填补”了摄像机和环路之间的间隙,从而提高了识别事故的效率和准确性。

光纤传感器还可以实时提高响应时间,从而提供自动警报。这对于最大程度地减少潜在干扰,保持交通顺畅和最大程度降低驾驶员风险至关重要。

尽管智能高速公路仍处于起步阶段,但很显然,它们是应对拥堵挑战的有吸引力的解决方案。但是,道路使用者的安全性至关重要。尽管现有的传感器可以提供一定程度的性能,但我们必须探索使系统更有效并使风险最小化的所有可能技术。光纤基础设施在应对这一挑战方面可发挥巨大作用。

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