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申请/专利权人：山东诺方电子科技有限公司;济南市生态环境数字化应用中心(济南市生态环境保护网格化监管中心)

摘要：本发明公开了一种沙尘天气下高速公路交通流量智能调控系统及方法，涉及交通控制技术领域，调控系统包括环境感知系统、监测平台、数据处理模块、智能预测模块、动态交通调控模块、人机交互模块和应急响应协调模块；调控方法为环境感知系统将监测到的数据上传至监测平台，所述数据处理模块将监测到的数据与监测平台存储的数据进行比对、分析，并通过智能预测模块智能判断是否发生沙尘天气，如果有沙尘天气风险，及时发出预警，动态交通调控模块接收到预警信息后，及时采取相应的道路干预措施；本发明能够实现沙尘的实时在线监测以及智能预警，有效解决高速公路上风蚀、堆积和沙埋等现象，从而提升高速公路的交通安全水平。

主权项：1.一种沙尘天气下高速公路交通流量智能调控方法，其特征在于，采用沙尘天气下高速公路交通流量智能调控系统进行调控，所述沙尘天气下高速公路交通流量智能调控系统包括环境感知系统、监测平台、数据处理模块、智能预测模块、动态交通调控模块、人机交互模块和应急响应协调模块；所述环境感知系统用于监测高速公路上指定位置的气象数据、路面积尘数据以及车流量数据，并将监测到的数据上传至监测平台；所述环境感知系统包括立杆，所述立杆固定在高速公路待测位置，所述立杆上固定安装有太阳能电池板、摄像头、自动气象粒径谱仪以及路面积尘监测设备，所述路面积尘监测设备包括有采样头，所述采样头紧贴地面，所述太阳能电池板用于为摄像头、自动气象粒径谱仪以及路面积尘监测设备供电，摄像头、自动气象粒径谱仪以及路面积尘监测设备将监测到的数据上传至监测平台；所述的路面积尘监测设备设置有检测路面是否有水的水监测传感器，当路面积尘监测设备运行时，水监测传感器检测路面是否有水，当检测到路面有水时，路面积尘监测设备采集的尘荷数据存在偏差，数据处理模块将路面积尘监测设备监测的尘荷数据进行剔除，并标明该路面有水，否则判定路面积尘监测设备监测的尘荷数据有效；所述监测平台用于存储环境感知系统上传的监测数据以及监测数据的参考数据库；所述数据处理模块用于分析处理环境感知模块监测到的各类数据；所述智能预测模块用于根据数据处理模块的分析结果，智能判断沙尘天气，并及时发出预警；所述动态交通调控模块用于对道路行驶状况采取相应的干预措施，该干预措施包括自动调整交通信号、限速及导流策略；人机交互模块根据动态交通调控模块的调控措施和智能预测模块的风险预测，为驾驶员提供实时交通状况、安全驾驶提示及最优路线建议；应急响应协调模块用于在预测到极端沙尘天气事件时，快速启动应急预案；所述调控方法为：环境感知系统将监测到的数据上传至监测平台，所述数据处理模块将监测到的数据与监测平台存储的数据进行比对、分析，并通过智能预测模块智能判断是否发生沙尘天气，如果有沙尘天气风险，及时发出预警，动态交通调控模块接收到预警信息后，及时采取相应的道路干预措施，并将预警信息以及道路干预措施通过人机交互模块实时的提供给车辆驾驶员；所述智能预测模块的智能判断方法包括如下步骤：步骤一，自动气象粒径谱仪谱图分析判断是否发生了沙尘：通过自动气象粒径谱仪自身数据校验以及通过与固定站点气象、监测平台存储的颗粒物数据比对，判断自动气象粒径谱仪输出数据是否正常；对粒径谱图中的PM1、PM2.5、PM10、TSP、中心峰值数据及粒谱变化时间T这6个重要数据进行统计分析，形成8个重要指标，指标记录为ZB1-ZB8；ZB1表示可吸入颗粒物PM10质量浓度峰值是否达到阈值A，满足指标，ZB1记为1，未满足指标，ZB1记为0；ZB2表示总悬浮颗粒物TSP质量浓度峰值是否达到阈值B，满足指标，ZB2记为1，未满足指标，ZB2记为0；ZB3表示PM10TSP比值是否小于阈值C，满足指标，ZB3记为1，未满足指标，ZB3记为0；ZB4表示PM2.5PM10比值是否小于阈值D，满足指标，ZB4记为1，未满足指标，ZB4记为0；ZB5表示粒径谱图中心峰值是否对应粒径区间E，满足指标，ZB5记为1，未满足指标，ZB5记为0；ZB6表示小于1μm粒子个数浓度密度下降阈值F，满足指标，ZB6记为1，未满足指标，ZB6记为0；ZB7表示大于10μm粒子个数浓度密度增加阈值G，满足指标，ZB7记为1，未满足指标，ZB7记为0；ZB8表示变化时间t，变化时间t为分钟级别ZB8记为1，为小时级别ZB8记为0.7；对每项指标都设有不同的比重，判断沙尘置信度Y=ZB1*10%+ZB2*10%+ZB3*5%+ZB4*5%+ZB5*40%+ZB6*10%+ZB7*10%+ZB8*10%；当置信度Y大于80%时，触发地面积尘连续监测和智能拍照；步骤二，智能拍照验证：摄像头对周围大气环境进行拍照，通过机器训练审核照片，能见度大于阈值H时，摄像头会持续拍照监测，不发出预警通知；能见度小于阈值H，系统发出预警通知，通过地图导航或高速展示屏对来往车辆发布不同的减速、限速提示；步骤三，路面积尘监测验证：能见度小于阈值H时，触发路面积尘监测设备开始进气监测，路面积尘浓度小于阈值I时，持续发出预警通知，通过地图导航或高速展示屏对来往车辆发布不同的减速、限速提示；当积尘浓度达到阈值I时，触发摄像头对路面进行拍照验证，通过机器训练审核照片，当路面沙面覆盖率小于阈值I时，系统持续发出预警通知，通过地图导航或高速展示屏对来往车辆发布不同的减速、限速提示；当路面沙面覆盖率达到阈值I时，系统发出报警通知，对车辆发布限速及导流指令。

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