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申请/专利权人：同济大学;昭通市高速公路投资发展有限责任公司;昭通市大永高速公路投资开发有限公司;山东省交通规划设计院集团有限公司

摘要：本发明创新性地提出了一种高速公路隧道定向主动预警系统及方法，结合摄像装置、可变信息标志、定向发声装置、信息识别装置、速度传感器以及主动发光标线包括压力传感器和发光器件的布置，实现了对隧道内变道、超车、超速行为和事故的检测、识别、诊断和发布；主动发光标线集成了检测和发布功能，内部压力传感器能检测隧道内变道、超车的违法行为，发光器件可通过不同发光颜色和闪烁频率发布事故的告警信息；告警信息还可通过可变信息标志和或定向发声装置和或智能网联汽车的内置显示屏和或智能网联汽车内语音播报发布，实现对违法车及事故点上游车辆的定向预警。本发明实现了对隧道内车辆行驶的更安全管控。

主权项：1.一种高速公路隧道定向主动预警系统，其特征在于，包括：主控终端以及分别与主控终端通信的摄像装置、可变信息标志、定向发声装置、信息识别装置、速度传感器以及主动发光标线；可变信息标志和信息识别装置均布置在隧道内顶部，摄像装置布置在隧道内部及出入口位置，定向发声装置布置在隧道内，主动发光标线沿道路标线布置，主动发光标线内设有发光器件以及压力传感器；主控终端，被配置为：当车辆碾压主动发光标线使得压力传感器接收到的压力大于设定阈值时，判定发生了车辆变道或者超车，根据信息识别装置的信息判断当前时刻碾压主动发光标线的车辆信息，并生成告警信息；当信息识别装置无法读取到当前时刻碾压主动发光标线的车辆时，根据摄像装置抓拍到的图像进行车辆号牌的识别，根据识别结果生成告警信息；告警信息通过可变信息标志和或定向发声装置和或智能网联汽车的内置显示屏和或智能网联汽车内语音播报发布；所述主动发光标线的发光颜色和闪烁频率与事件严重程度相关联，当事件为第N严重程度时，发光标线发出第N种颜色光线并以第N种设定频率进行闪烁，其中，N大于或者等于2；其中，采用预构建的图神经网络进行事件严重程度的判断，图神经网络的构建，包括：定义图，其中是节点集合，是边集合，节点，每个节点代表一个实体，事故点作为中心节点，车辆作为其他节点，边，每条边代表两个节点之间的关系，所述关系包括车辆间的相对位置和相对速度；对于每个车辆节点，定义特征向量包括速度、类型以及是否停车；对于两个车辆节点之间的边，定义边的特征向量包含相对位置和相对速度：假设每辆车辆在同一车道上的位置由其到事故点的直线距离表示，且每个车辆所在的车道由表示，对于两辆车辆和，相对距离为：，其中：和分别表示车辆和实时所在车道的编号，是车道宽度，用于将车道差异转换为距离衡量，默认车道平行且车道间距为常数；对于两辆车辆和，相对速度可以简单表示为它们的速度差：；其中：和分别是车辆和的实时速度；对于每个节点，更新规则为： ；其中：是节点在第层的特征表示，初始时=，表示节点的邻居节点集合，表示边的特征，包括车辆间的相对位置和相对速度，和分别是第层的权重矩阵和偏置向量，是一个聚合函数；将最终层的节点表示聚合为图级表示，然后通过全连接层进行分类，使用交叉熵损失函数训练GNN模型：，其中：是分类的总数，是真实分类的独热编码表示；通过历史事故的监控数据训练上述图神经网络算法，历史事故的监控数据对上游交通影响的严重程度变量由专家打分评定的方式进行标定。

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