CN101377884A - 公路交通智能管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了公路交通智能管理系统，属于交通管理领域。所述系统包括：车载机、监测器、定位器、收费计算机以及监控中心，用于高速公路自动收费、车速检测、车辆监控、事故预防、可疑车辆追踪等功能的综合系统和装置。车载机与监控中心之间及监测器与监控中心之间可进行远程通讯；收费计算机设置在公路各出口和入口处；在入口处将车载机发放给驶入车辆，并将车辆信息和起点信息分别录入车载机和所述收费计算机内；在出口处所述收费计算机与所述车载机进行数据交换，完成收费计算并将所述车载机收回。利用本发明的系统可以实现公路智能化管理，有利于促进交通管理快速化和智能化。

Description

公路交通智能管理系统

技术领域

本发明涉及一种道路交通管理系统，特别是涉及一种智能公路交通管理系统。

背景技术

随着公路的等级化提高和高速公路的快速建设，车辆的不断更新，行驶速度也越来越快，与公路交通的快速机动化发展不适应的是，公路交通使用者的交通安全意识较低，交通违章相当普遍。我国高速公路的管理明显滞后于高速公路的建设。交通拥挤和堵塞在有些地段十分严重，拥挤包括收费站收费等运行因素和几何因素造成的常发性拥挤以及道路维修等随机事件造成的偶发性拥挤，这使得高速公路不高速成了很多人对高速公路的直接感受；交通事故不时发生，而由于高速公路的特点决定了一旦发生交通事故，就很可能是重大、恶性事故，造成巨大的损失；空气污染、交通噪声以及能源消耗问题则由于行车的不顺畅而加剧。

高速公路作为经济运输的大动脉，其承担的运输量与我国经济和社会需求同步增长。与一般公路相比，高速公路具有线型好、设计标准高、交通流量大、行车速度快等特点，但如果不采用先进的管理措施，在交通量大、气候恶劣的情况下，极易发生交通事故和交通阻塞。为了提高高速公路的使用效率和行车安全，高速公路需要有先进的监控系统对其进行管理。

智能交通系统(Intelligent Transportation System，简称ITS)，是综合应用先进的信息、通信、网络、自动控制、交通工程等技术，改善交通运输系统的运行情况，提高运输效率和安全性、减少交通事故，降低环境污染，从而建立一个智能化的、安全、便捷、高效、舒适、环保的综合运输体系。智能交通系统利用先进的科学技术在道路、车辆和驾驶人(乘客)之间建立起智能的联系。借助系统的智能，车辆可以在道路上安全、自由地行驶，靠智能化手段将车辆运行状态调整到最佳，保障人、车、路的和谐统一，在提高运输效率的同时，充分保障交通安全、改善环境质量、提高能源利用率。

在智能交通系统体系框架中，包括交通监控与管理(交通监视、交通控制、城市出入口控制)、信息服务(路线引导服务、旅行者信息服务、出行信息服务、驾驶人信息服务)、安全保障(事故报警、事故响应、应急车辆管理、行车安全警报服务、自动驾驶)、电子收费(人工收费、半自动收费、不停车收费)、运输管理(快速客货运服务、电子数据交换、运营车辆调度管理、公共交通服务)等服务功能。

因此，高速公路智能交通系统的主要任务应该围绕如何向驾驶人发布服务信息；如何对高速公路全程或复杂路段进行监视；如何对车辆行驶状态进行有效的监控，对检测到的违法行为及时进行警告与处理；如何对交通事故进行预警并及时开展事故紧急处理与救援；使路网上的交通流处于最佳运行状态，达到避免交通拥挤和阻塞，提高高速公路通行能力、安全性和运输效率，最大限度地消除事故隐患，预防交通事故，尤其是群死群伤重特大交通事故发生的目的。

目前已有多种对高速公路的智能监控方法，包括视频监控、无线监控、光纤网络等，对于车速检测、事故预防也有多种方法提出。但缺乏成本低、系统性强、功能全面、有效可靠的整体监控方法。

发明内容

针对目前公路交通交通系统功能不全面、难以构成现代智能交通体系、成本高等缺点，本发明提出一种融合了交通管理调度、高速公路实时监控、交通事故预防及报警救援、交通信息服务的全面的智能公路交通管理系统。所述技术方案如下：

本发明的一种公路交通智能管理系统，包括车载机、监控中心以及一台以上收费计算机；所述车载机和监控中心都安装有远程通讯GPRS模块；所述车载机与所述监控中心之间可进行远程通讯；所述收费计算机设置在公路各出口和入口处；在入口处将所述车载机发放给驶入车辆，并将车辆信息和起点信息分别录入所述车载机和所述收费计算机内；在出口处所述收费计算机与所述车载机进行数据交换，完成收费计算并将所述车载机收回。

本发明的一种公路交通智能管理系统，所述车载机主要由中央处理器CPU、无线自动识别RFID模块、语音模块以及显示模块构成；所述无线自动识别RFID模块、语音模块以及显示模块分别与所述中央处理器CPU相连接；所述车载机与所述监控中心之间可以进行远程数据交换和远程语音对话。

本发明的一种公路交通智能管理系统，还包括一个以上设置在公路沿线的定位器，所述定位器由RFID射频卡构成；车辆驶入定位器的射频范围，车内所载车载机即与所述定位器进行实时通讯，进行车辆定位和超速检测，并将车辆定位信息和超速检测结果传入车载机。

本发明的一种公路交通智能管理系统，所述定位器沿公路沿线等距离设置。

本发明的一种公路交通智能管理系统，还包括至少一个设置在公路沿线的监测器，所属监测器主要由中央处理器CPU、远程通讯GPRS模块、以及至少一种监测功能模块构成；所述监测器与所述监控中心之间可以进行远程通讯。

本发明的一种公路交通智能管理系统，监测功能模块包括温度测量模块、能见度测量模块以及湿度测量模块。

本发明的一种公路交通智能管理系统，所述车载机还包括由酒精检测传感器制成的酒精含量检测装置；当检测酒精含量超标时，通过语音对驾驶员进行提示，并同时将检测结果通过传入监控中心。

本发明的一种公路交通智能管理系统，所述车载机还包括交通事故自动检测装置，所述交通事故自动检测装置由加速度传感器构成；当检测到车辆发生交通事故后，所述车载机自动将事故信息传入所述监控中心。

本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明的管理系统将带有RFID模块、GPRS模块的车载机在高速入口处分发给车辆，在高速沿线等间隔以及特殊点布置射频识别卡，车辆进入高速后车载机自动与经过的射频识别卡进行数据交换，从而实现超速检测、高速服务等功能。途中通过GPRS无线远程通信模块与监控中心交换数据及通话，实现事故报警、求援、路况和天气提醒等功能。到达出口时自动计算费用，车载机由缴费口回收。车载机的ID和车牌号、车辆特征信息绑定上传监控中心，还可与公安部门配合，实时跟踪和查询包括违章、肇事、逃逸、盗抢机动车等可疑车辆，进行有效的布控和拦截。该系统实现了公路全程的智能化管理，大大提高了管理效率，可有效的限制超速和违章驾驶，对交通事故有很好的预防作用。并能以最快的速度发现交通事故并进行人员及时救治，同时提高了公路信息化管理的效率和水平。

附图说明

图1是本发明实施例中车载机的结构框图；

图2是本发明实施例中监测器的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本系统主要由以下几方面组成：

1)车载机：车载机在公路入口分发给驶入车辆；在公路出口收回。车载机主要由CPU中央处理器1、无线自动识别RFID模块2、远程通讯GPRS模块3组成，无线自动识别RFID模块2、远程通讯GPRS模块3分别与CPU中央处理器1相连接。为实现语音提示报警功能还可以加装语音模块4与CPU连接；此外，为了方便显示还可以在车载机上安装显示模块5。车载机可以利用远程通讯GPRS模块3与监控中心之间进行远程通讯，进行数据交换以及语音对话等。

在车载机上还可装设酒精含量检测装置，利用酒精检测传感器检测车内人员是否酒后驾驶。为保证安全驾驶以及事故及时报警，车载机上还装设了交通事故自动检测装置，所述装置主要由加速度传感器构成，通过对行车摇摆及稳定性分析，判断驾驶员是否疲劳，并进行语音提醒，预防事故的发生；当加速度传感器判断车辆出现交通事故时，车载机会自动与监控中心进行通讯报警，将事故信息传入监控中心。

为了保证公路清扫、维护人员的工作安全，经过改造，可以将车载机改装成手持机。手持机与车载机的硬件组成基本相同，主要由CPU、RFID模块、GPRS模块和显示模块组成。为方便与监控中心进行语音通话联络，在手持机上也安装有语音模块。手持机由维护和清扫人员工作时随身携带，用于定位、发现问题上报、与中心实时语音联系，以及相互之间的语音通话、群呼，便于沟通。

2)定位器：定位器其主要组成为无源的无线射频卡RFID。定位器在公路沿途设置；其设置方法可以是等间距设置永久性的定位器，这样可以便于进行车辆的行使速度测量。另外在坡道、弯道、桥梁、出口等处也可设置永久性定位器；此外，还可以在公路沿线的特殊位置设置临时的定位器，如易发故障路段、路面损坏路段等，进行特定地点的车辆监控。车载机在射频范围内与公路沿线的定位器实时通讯，实现测速、定位等功能，并将测量得到的结果传入车载机内。

3)监测器：监测器的结构包括中央处理器CPU6、和与CPU连接的GPRS模块7以及一种或几种监测功能模块。监测功能模块包括温度检测模块8、能见度检测模块9以及湿度检测模块10等。监测器设置在公路沿线，可以实时监测雨、雪、雾、气温、能见度等自然信息，并通过GPRS远程无线通讯模块7发送给监控中心，再由监控中心将此信息转发给车载机和手持机，提醒驾驶员天气状况；同时，监控中心还可以根据天气状况智能设置限速值，提醒驾驶员注意车速。

5)监控中心：监控中心可以通过GPRS模块与监测器、定位器以及车载机、手持机进行远程无线通讯，对车辆和维修清扫人员进行实时监控。监控中心由计算机系统组成，在监控中心的计算机系统内可安装对应的数据库管理软件和地理信息GIS系统。监控中心主要负责收发信息、居中调度等。

6)收费计算机：在公路的每个入口和出口均设有收费计算机，收费计算机上安装有视频摄像头和车牌识别系统，负责对进入公路的车辆进行车牌识别。车辆进入公路后通过收费计算机开始计费；待车辆驶出公路出口时，通过收费计算机计算收取通行费用。

其中，监控中心、收费计算机及车牌识别等设备是目前高速公路管理部门已在普遍使用中的设备，只需作相应软件上的安装升级即可作为本发明的系统装置使用。

本发明的智能交通管理系统的基本工作情况为：

车辆驶入高度公路入口时，由收费计算机的的视频摄像头对车辆进行拍照，图片送入收费计算机，其中安装的软件自动实现车牌识别和记录；然后将车载机的本机ID和识别的车牌号、车辆特征信息绑定，并上传到监控中心，保存在监控中心的数据库里。并将写有车牌信息和该车辆起点信息的车载机交给车辆驾驶员。

在车辆行驶过程中，车载机与公路沿途设置的定位器利用无线射频系统进行联络，在车辆驶入射频距离内时，每台定位器将本身记录的ID号、里程、路况信息发送给车载机，并可以通过车载机的语音功能随时提示驾驶员所处方位。驾驶员也可随时启动车载机的位置查询功能，此时车载机会利用显示器或语音功能提醒驾驶员目前所在位置、距离目的的公里数、以及按照当前速度大约抵达时间等信息。

同时，车载机将车辆行驶的相关信息通过GPRS模块上传给监控中心，在监控中心屏幕上装有GIS系统，进行各路段流量及车辆位置显示分析，并辅助监控中心进行流量调度等。此外，监控中心还可以根据检测到的特定路段上的区段流量、各车定位信息，提醒驾驶员本区间车辆较多，应注意预防追尾等。

车载机通过沿途定位器发来的里程信息进行计算，可判断出当前区段的平均速度，由于相邻两个定位器的距离较近，从而可实现全程测速，这对于不同路段执行不同限速标准的情况，尤为方便。当车载机经过计算判断该车辆行驶超速时，一方面将超速信息向监控中心上报，同时车载机还会通过语音提醒驾驶员减速。

在定位器中还可以存储服务信息，如前方最近的出口、加油站、服务区等服务设施，经过定位器与车载机的通讯可以将上述信息传送至车载机，为驾驶员提供便利。

另外，在易发故障路段、路面损坏路段等处可以设置临时定位器；在坡道、弯道、桥梁等处可以加设永久定位器，当车辆经过上述定位器时，车载机获取定位器中记录的相关信息后，语音提醒驾驶员注意驾驶，减速或避让等，这样可以有效预防事故发生。

在车载机上还可安装酒精检测传感器，以检测驾驶人员是否酒后驾车；此外还可以在车载机上安装加速度传感器，通过对车辆加速度测量感知车辆行驶的稳定性，进而判断驾驶员是否处于疲劳状况，如果经检测判断驾驶员处于疲劳驾驶状态，则通过车载机进行语音提示，预防事故的发生。

本发明的公路交通智能管理系统的车载机还设置有车辆行驶位置的查询功能，驾驶员可以随时通过该功能查询车辆行驶位置、距离目的地距离、以及按照车辆目前的行驶速度还有多少时间可以到达目的地等信息。

在驾驶途中如车辆发生故障，驾驶员可按下车载机的紧急按钮，通过GPRS模块自动将车辆位置信息发送到监控中心，请求派车救援；同时可通过GPRS模块与监控中心语音沟通。

如果车辆发生交通事故，可由车载机安装的交通事故自动检测装置的传感器自动检测出，并进行自动报警，该传感器可采用通常的加速度传感器实现。此外，事故发生后，也可由驾驶员启动车载机的事故报警装置，通过GPRS模块将事故信息报告监控中心。在这种情况下，如果驾驶员因事故受伤较轻，能够说话，还可通过GPRS模块的语音功能与监控中心通报事故具体情况；如果事故导致驾驶员伤势较重，可以由其他车辆通过车载机代为进行事故报警。

另一方面，监控中心通过车载机的报警得知公路某路段发生事故情况后，可通过GPRS把事故情况下传给将要经过的车辆，由各车的车载机通过语音提示驾驶员前方大概多远处有交通事故，以便请该路段驾驶员参与救援或减速避让等，避免事故的扩大。

如果某一路段发生如车辆拥堵等影响正常行驶的情况时，监控中心也可以通过GPRS将路况信息及时通知该路段附近的车辆驾驶人员，提示他们选择畅通路段行驶。

带有车载机的车辆到达公路出口时，车载机可自动与出口收费计算机联络，通过车载机记录的起点信息和车辆行驶信息计算车辆行驶费用，提醒驾驶员缴费，同时将行车途中信息上传监控中心。

本发明的公路交通智能管理系统还可以包含手持机，手持机主要是配发给公路的清扫、维护人员等工作人员。手持机可以用于工作中定位及与监控中心进行联络，可进行语音通话；发现有问题路段在该点告知中心，由高速公路管理处派人现场确认后，在该处设置永久或临时定位器。同时，手持机还可支持工作人员相互之间的语音通话、群呼功能，便于沟通，协调工作。

本发明的公路交通智能管理系统还可以协助交通管理部门和公安机关进行工作。在入口扫描车牌后，将车载机的ID和车牌号、车辆特征信息绑定上传监控中心，保存在监控中心的计算机系统的数据库里，在必要时可与交通管理部门、公安部门配合，实时跟踪和查询可疑车辆，包括违章、肇事、逃逸、盗抢机动车等，并通过本发明的系统发布指令，进行布控和拦截。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种公路交通智能管理系统，其特征在于，所述系统包括车载机、监控中心以及一台以上收费计算机；所述车载机和监控中心都安装有远程通讯GPRS模块；所述车载机与所述监控中心之间可进行远程通讯；所述收费计算机设置在公路各出口和入口处；在入口处将所述车载机发放给驶入车辆，并将车辆信息和起点信息分别录入所述车载机和所述收费计算机内；在出口处所述收费计算机与所述车载机进行数据交换，完成收费计算并将所述车载机收回。

2、根据权利要求1所述的一种公路交通智能管理系统，其特征在于，所述车载机主要由中央处理器CPU、无线自动识别RFID模块、语音模块以及显示模块构成；所述无线自动识别RFID模块、语音模块以及显示模块分别与所述中央处理器CPU相连接；所述车载机与所述监控中心之间可以进行远程数据交换和远程语音对话。

3、根据权利要求1所述的一种公路交通智能管理系统，其特征在于，所述系统还包括一个以上设置在公路沿线的定位器，所述定位器由RFID射频卡构成；车辆驶入定位器的射频范围，车内所载车载机即与所述定位器进行实时通讯，进行车辆定位和超速检测，并将车辆定位信息和超速检测结果传入车载机。

4、根据权利要求3所述的一种公路交通智能管理系统，其特征在于，所述定位器沿公路沿线等距离设置。

5、根据权利要求1所述的一种公路交通智能管理系统，其特征在于，所述系统还包括至少一个设置在公路沿线的监测器，所属监测器主要由中央处理器CPU、远程通讯GPRS模块、以及至少一种监测功能模块构成；所述监测器与所述监控中心之间可以进行远程通讯。

6、根据权利要求5所述的一种公路交通智能管理系统，其特征在于，监测功能模块包括温度测量模块、能见度测量模块以及湿度测量模块。

7、根据权利要求2所述的一种公路交通智能管理系统，其特征在于，所述车载机还包括由酒精检测传感器制成的酒精含量检测装置；当检测酒精含量超标时，通过语音进行提示，并同时将检测结果传入监控中心。

8、根据权利要求2所述的一种公路交通智能管理系统，其特征在于，所述车载机还包括交通事故自动检测装置，所述交通事故自动检测装置由加速度传感器构成；当检测到车辆发生交通事故后，所述车载机自动将事故信息传入所述监控中心。

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