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1.背景
近年来，随着我国经济的快速发展，国有高速公路里程数正在不断增加，高速公路的便捷、高效等优势不断凸显，相对于低速、破烂的乡道来讲，选择高速公路通行无疑是最佳选择。但是正是因为高速公路这个车速快、流量大的全封闭路段的特点，受突发性的、随机性的团雾天气影响尤为严重，特别容易引发交通事故。团雾其本质上也是雾，是由于地面辐射冷却，使贴近地面的空气变冷、饱和比湿下降导致水汽凝而形成的，是受局部地区微气候环境的影响，在大雾中数十米到上百米的局部范围内，出现的更“浓”、能见度更低的雾。团雾外视线良好，团雾内一片朦胧。团雾的形成需要两个主要条件，一是低层水汽充沛、空气湿度大，二是昼夜温差大且风小。团雾的区域性很强、预测预报难，尤其是在高速公路上，团雾会导致能见度的突然变化，对高速公路交通安全极具危害性，容易酿成重大交通事故。胡思陶等总结了团雾条件下对司机驾驶状态的影响[1]。史桂芳等通过专业测试，验证了司机的紧急制动反应时间在2秒~2.5秒，并结合实验给出建议的车速[2]。因此，研究和探索高速公路上的团雾感知系统具有非常重大的意义。雾监测主要以能见度为指标，主要有人工观测法、光学测量法、数字摄像法[3-5]、卫星遥感法[6-7]这 4类检测法。在2003年ITU-T的汽车通信标准化会议上,各国专家提出的车用自组织网络技术有望在2010年将交通事故带来的损失降低50%[8]。
车辆自组织网络（VANET, vehicle ad hoc networks）可以被定义为快速移动的室外通信网络。车载自组织网络的基本思想是在一定通信范围内的车辆可以交换各自的速度，位置和其他信息以及车载传感器感知的数据，并自动建立移动网络。节点的单跳通信范围只有几百米到一公里。每个节点（车辆）同时肩负着接收器和收发器的功能，因此它可以把中间的车辆当作跳板将数据转发到更远的车辆，使车与车之间能够像人一样相互交流，能够提高行车的安全性并减少事故的发生率。
2．国内外研究现状
国外对于团雾的研究工作进行的比国内要早得多，早在上世纪60年代，Zdunkowski W G等人为了预测辐射雾的产生，研究了辐射雾的数学模型[9]。上世纪70年代，Lala G G 等人为了测试包含该模型的变量的灵敏度，开发了辐射雾的数值模型，并评估了其从标准无线电探空仪获取的天气数据来进行预测辐射雾的能力[10]。到了80年代，又继续进行了对于辐射雾的一系列研究项目[11]。90年代，Bergot T和Guedalia D等为了改进密集辐射雾的预测，开发了一种由3D有限区域操作模型提供的一维模型[12~13]。另外，Steffens C等[14]提出了利用照相机拍摄图片来测定某个区域的能见度。该方法使用黑色物体作为参考物，利用设定号的背景环境与黑色目标物体拍摄得到的图像具有亮度差异的原理进行能见度的检测，通过理论公式与实际照片相结合，在当时的条件下形成了特定的图像处理技术。Nicolas Hautiere等[15]使用了车载图像传感器拍摄法，实现了一种利用随车行驶测量路况能见度的能见度图像检测系统。这种方法基于光照环境的改变采集了正常天气和大雾天气的图像数据，形成了有序的数据集合。通过分析这些数据可以检测出雾天，晴天等不同的天气情况。其原理是利用了光线在大气中进行散射的实验模型，拍摄图像的视觉差异特征原理，局部灰度的特征对比原理以及视觉差异变化等。通过运种方案，他们测量了不同环境状况下的几组图像数据，进行了大量的数据分析，得出了可测量不同气象环境能见度的结论，但以上两种方法未曾考虑行车车速影响问题，同时并未对信息反馈进行研究。
在国内长安大学的杨鑫宇[16]针对高速公路大雾频发路段，以能见度和交通流量指标为主要控制指标，建立了多雾路段的安全控速方法，并对雾区高速公路限速具体实施方法进行相应的分析研究。同时，对雾区监测设备进行了相应的选型分析，建立了多雾路段气象信息监控系统和低能见度条件下交通诱导系统，通过可变信息情报板、可变限速标志、视线诱导、无线广播等多源方式发布可能的车速控制和有效的交通组织方式等技术措施，实现多雾路段警情信息和诱导措施的联动发布，但仍无法大面积构建完善高速公路的安全保障技术，因没有实时通信，对驾驶员的心理和车子的行驶状态无法进行掌控，还需要进行完善。
南通大学机械工程学院的黄希,王杰,王恒等[17]设计了一种高速公路用低成本能见度阈值检测装置。装置以前向散射法为基本检测原理，散射光照度为检测量,在Arduino单片机的控制下实现数据采集及传输，并通过超声波加湿器模拟团雾，对检测装置进行功能验证。解决当前能见度仪价格昂贵、性能过剩，无法适应团雾监测需要等问题，但实验中使用的是家用的普通加湿器，存在不稳定和团雾消散过快的缺点，与团雾相比还是有一定的差别。
长安大学的郭平[18]通过对大气能见度计算理论的分析，阐述了数字摄像法检测能见度的基本原理，提出了一种基于CCD数字摄像采集道路气象信息和DSP图像处理的团雾预警系统，进行了系统总体设计、硬件和软件设计。团雾预警系统采用模块化设计，以TMS320C6713型DSP芯片为核心，分设图像采集、图像处理、无线传输、信息发布等功能模块。该系统克服了传统团雾预警系统造价昂贵、数据采样少、警示效果不明显的缺点，满足了高速公路方便、快捷、安全的需求。在通过分析团雾成因、特征及危害的基础上，提出了高速公路团雾安全保障技术，但在信号采集上受到周边的事物和其他信号的影响较大，误报率很大。
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