CN102291420A - 一种公路交通事故防控物联网及方法 - Google Patents

Abstract

一种公路交通事故防控物联网，由管理中心处理装置、车辆出入口处理装置、车载无线传感装置组成，后者包括单片机、GPS模块、无线收发模块、碰撞传感器、语音与显示提醒模块等。一种公路交通事故防控方法，包括管理中心处理模块、车辆出入口处理模块、车载无线传感处理模块，后者包括车距、车速、异常停车计算与处理模块、碰撞感知与处理模块、语音与显示提醒模块、彼此互传信息模块等。本发明有效防控现代高速公路恶性交通事故，能够在事故发生极短时间内将事故信息直接发送给后续车辆以防止连环相撞恶性事故，并继续发送信息到各个收费站、管理中心，以及时采取救助措施，能够及时提醒司机车距和车速等，有效避免高速公路恶性交通事故发生。

Description

一种公路交通事故防控物联网及方法

技术领域

本发明涉及交通安全领域，犹指高速公路交通安全。

背景技术

我们以高昂的代价制造了高速公路，给我们出行和物流带来了前所未有的便利。然而，据公安部交通管理局统计，高速公路每百公里事故发生率和死亡率分别是普通公路的4倍和2倍，直接财产损失5.2亿元/年，间接经济损失大得难以统计！

可见，高速公路恶性交通事故频发已成不争的事实，一旦发生就极易导致连环车祸，事态极为严重，对交通产生严重影响，损失极大已经成为世界级的难题！

据有关部门统计分析，高速公路恶性交通事故频发的主要原因如下：

恶劣气候导致连环相撞事故

追尾导致连环相撞事故

超速导致事故

爆胎导致意外停车以致连环相撞事故

事故多发路段、晚间行车

疲劳驾驶、公路催眠、驾车走神

酒后驾驶

高速路为司机按章驾驶提醒不够甚至根本没有提醒

高速公路恶性交通事故具有以下特点：

连环车祸发生在短短的数秒钟内，待后面的司机看到时往往已经没有时间反应了

一旦发生，就极易导致连环车祸，造成巨大的生命财产损失

高速公路很长，管理部门很难迅速找到事发地点，无法实施高效救援和交通疏导，往往使得事态进一步恶化，损失进一步加大

以上事故原因和特点具有普遍性

现有技术介绍如下：

1.高速公路收费站视频监控

这显然对解决高速公路交通事故效果极微。

2.高速公路全程视频监控

通过集中监视各个监控点的状况靠人工(或软件)判断和控制事故。

这种方式的缺点：

一是人工(或软件)对数千个监控点扫视根本不太现实

二是人工(或软件)扫视容易误判

三是反应速度慢

四是无法将事发情况及时通知后续车辆。所以，对事故的防控效果极有限

例子：如重庆高速集团营建的视频监控系统

3.高速公路雷达监测、监视系统

该系统现在主要作为车速监控、抓拍功能，实际上只能抑制超速问题。

综上所述，目前国内尚无能够全面、有效解决高速公路交通事故难题的技术，实际上属于技术空白。

4.一种高速公路智能交通监测管理系统(申请号200910070088.3)

其权利要求1为：

1.一种高速公路智能交通监测管理系统，其特征在于，包括有：车载机、监控中心以及两台以上的收费计算机；所述收费计算机设置在高速公路的收费站出入口处，并与监控中心相连；所述车载机设置在行驶在高速公路的入口处至出口处这一段路程的车辆上，并将该车辆信息输入该车载机，所述车载机与监控中心之间进行远程通信。

这个方案有以下缺点：

(1)车载机与监控中心进行远距离通信才能获得必要的信息，反应速度慢，尤其是这种无线通信从实际看来只能利用现有的移动通信网络(如GSM，GPRS，3G)，因为高速公路往往长达数百公里，不利用现在已经遍布的移动通信基站根本无法实现，而其网络通信速度是很难保证的(利用其上网时就有体会)，这样对于事故发生时后续车辆难以立即获得事故信息，后面的司机仍然来不及处理；

(2)这种车载机必须设置很大功率才能与中心进行无线通信，为了能够尽快发出和获得信息，无线发送电路必须时刻处于大功率发送状态，因此其电池容量和体积都使得该车载机无法进入实用化程度。

5.一种具有事故预警功能的高速公路通行卡(申请号200820111265.9)

其权利要求1为：

1、一种具有事故预警功能的高速公路通行卡，主要由卡体和位于卡体内的GPS定位芯片、GSM移动通讯定位芯片、CPU芯片、电池及自动充电电源所组成，其特征在于：在卡体内还设有一个可接收CPU芯片指令播放录音的固化录音芯片和微型扬声器，固化录音芯片与微型扬声器连接。

缺点：与前例一样，反应速度无法保障，电池容量与“卡“的体积无法达到实用化。

6.基于无线传感器网络的高速公路碰撞检测系统(申请号200910103434.3)

本发明公开了基于无线传感器网络的高速公路碰撞检测系统，包括公路护栏；其特征在于：主要由声音信号检测传感器、信号处理和中心控制器、无线传感器网络装置、电能装置和数据发送装置组成；声音信号检测传感器设置在所述公路护栏内，声音信号检测传感器将收集的公路护栏中传输的声音通过有线或无线的方式输送到信号处理和中心控制器内；信号处理和中心控制器与无线传感器网络装置之间是双向信号传输关系，电能装置向信号处理和中心控制器供应电能；数据发送装置与信号处理和中心控制器之间是双向信号传输关系。

缺点：要求在高速公路沿途护栏上安装大量检测装置，其能源、造价及维护都无法达到实用化的程度。

综上所述，目前国内尚无能够全面、有效解决高速公路交通事故难题的技术，实际上属于技术空白。

发明内容

鉴于上述，本发明的一种公路交通事故防控物联网及方法，采用现代GPS定位技术、碰撞传感器、自组织无线传感网络等最新技术和方法，有效防控以上现代高速公路恶性交通事故并适应其特点，能够在事故发生极短时间内(0.06秒)将事故信息直接发送到后续车辆以防止连环相撞恶性事故，并继续发送信息到各个收费站、管理中心，以便及时采取救助措施，能够及时提醒司机车距和车速等，有效避免高速公路恶性交通事故发生。

本发明的一种公路交通事故防控物联网是这样实现的：

由管理中心处理装置、车辆出入口处理装置、车载无线传感装置组成，其特征在于：

所述管理中心处理装置通过有线或无线网络与车辆出入口处理装置相连，以获取和处理路况与事故信息；

所述车辆出入口处理装置包括电脑、无线收发装置、车载无线传感装置充电模块，无线收发装置与所述电脑相连，并与所述车载无线传感装置进行无线通信；

所述车载无线传感装置包括单片机及与其相连的GPS定位模块、无线收发模块、碰撞传感器、语音提醒模块、显示模块、电池电源模块。

所述的一种公路交通事故防控物联网，还包括：酒精传感模块，并与所述单片机相连。

本发明的一种公路交通事故防控方法是这样实现的：

包括管理中心处理模块、车辆出入口处理模块、车载无线传感处理模块，其特征在于：

所述管理中心处理模块对路况和事故信息集中进行处理；

所述车辆出入口处理模块对路况和事故信息进行处理并上传管理中心、与所述车载无线传感装置进行通信以进行设置和获取信息；

所述车载无线传感处理模块包括车距计算与处理模块、车速计算与处理模块、碰撞感知与处理模块、异常停车感知与处理模块、语音提醒模块、显示提醒模块、彼此互传信息模块，在有必要对驾驶员提示时启用所述语音提醒模块和显示模块，通过彼此互传信息模块实现相互之间及与公路出入口传递信息。

所述的一种公路交通事故防控方法，还包括：酒精感知与处理模块。

由上所述，本发明的一种公路交通事故防控物联网及方法，彻底克服了现有技术中反应速度慢和不实用等缺点，具有以下一系列十分明显的优点：

(一)可实现的主要功能

1.车祸发生瞬间自动同步报警：

●立即通知后面同向行驶每台车司机减速缓行以杜绝连环撞车

●立即通知中心(所有收费处、交通救援、医疗急救中心)事故位置以进行高效救助

2.异常停车自动报警求助：类似于上述功能处理

3.车距、车速警示：根据不同天气、时间段，自动设置车距和超速警示点(超速可自动做违章记录)，以杜绝此类事故发生

4.超车和被超车过程提示：避免超车事故发生

5.温馨语音提示：预防疲劳驾驶、公路催眠、驾车走神

6.酒驾警示：(可自动做违章记录)

7.只需按一个按钮，即刻响应：

●随时向管理中心紧急呼救

●随时向管理中心求助

8.自动计费、车流量监测、路面行车动态分布图等

(二)主要特点

1.清晰语音提示、闪灯提示

2.系统简单、可靠：安全行车小精灵无需任何安装，可随手放在驾驶室，可采用避跌撞弹性阻燃材料，在各个收费站实现动态循环使用

3.超快反应速度：撞车0.06秒内后续车辆就可得到紧急警示

4.不受大雾、雨雪等恶劣气候影响

5.智能处理：根据雾天、雨天、雪天、夜晚等自动设置安全行车车距和速限(自动根据《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》规定处理)

6.快速建设：无需铺设线路和建立公路设施，只需在各收费站配置救助中心自动联网设备，费用低，超快

7.易于管理，维护成本低

8.不影响现有收费系统，也可将该功能合并

(三)意义：社会贡献与经济效益

1.高速公路交通事故率：可望降低80％-90％以上

2.高速公路恶性交通事故死亡数量：可望减少80％-90％以上

3.降低直接和间接损失：可望减少80％-90％以上

4.产品市场：51.7亿元

5.可为国家纳税：5.7亿元

6.可解决就业：73914人/年

附图说明

图1是本发明的一种公路交通事故防控物联网典型实施案例中车载装置的原理框图。

图2是本发明的一种公路交通事故防控方法典型实施案例的软件方法流程图。

具体实施方式

本发明的一种公路交通事故防控物联网的一个典型的实施案例说明如下：

这种公路交通事故防控物联网由管理中心处理装置、车辆出入口处理装置、车载无线传感装置组成；车载无线传感装置在公路入口发放给每辆车并可随手放在驾驶室，在出口处回收以循环使用，而且

管理中心处理装置由网络电脑(或者服务器)组成，通过有线或无线互联网与车辆出入口处理装置相连，以获取和处理路况与事故信息。

车辆出入口处理装置包括网络电脑、无线收发装置、车载无线传感装置充电模块，无线收发装置与所述电脑(或者服务器)相连，并与所述车载无线传感装置进行无线通信，将信息传送到该网络电脑进行处理，车载无线传感装置充电模块对回收的车载无线传感装置进行充电。

参见图1，所述车载无线传感装置包括单片机1及与其相连的GPS定位模块2、无线收发模块3、碰撞传感器4、语音提醒模块5、显示模块6、电池电源模块7及酒精传感模块8。无线收发模块采用现代自组织低功耗无线传感网模块，如ZigBee，能够彼此互通信息。通过GPS定位模块获取位置信息，通过无线收发模块与其它车载装置和车辆出入口处理装置通信，碰撞传感器检测车辆撞击等信息，语音提醒模块向司乘人员提供语音信息、通过显示模块向司乘人员显示提示信息、通过电池电源模块供电，通过酒精传感模块测试司机有无饮酒，通过单片机进行信息处理。电池电源模块中使用的电池是可充电电池(也可以采用其它类型电池)，显示模块采样最简单的指示灯(也可以采取其它显示器件，如LCD)。

本发明的一种公路交通事故防控方法典型实施案例是这样实现的：

包括管理中心处理模块、车辆出入口处理模块、车载无线传感处理模块，而且

所述管理中心处理模块对路况和事故信息集中进行处理；

所述车辆出入口处理模块对路况和事故信息进行处理并上传管理中心、与所述车载无线传感装置进行通信以进行设置和获取信息；

参见图2，所述车载无线传感处理模块包括车距计算与处理模块、车速计算与处理模块、碰撞感知与处理模块、酒精感知与处理模块、异常停车感知与处理模块、语音提醒模块、显示提醒模块、彼此互传信息模块。在公路入口时需设置初始化信息(如哪个入口、行车路径、气候状况、路面状况等)，在公路出口时则搜集必要的信息(如来自那个入口、行车安全信息等)。通过接受本车和前面车的GPS定位信息可以计算本车速度、车距，并感受是否有异常停车，通过碰撞感知与处理模块获知本车是否发生碰撞事故、通过酒精感知与处理模块可以获知司机是否饮酒，通过彼此互传信息模块可以获知其它车辆信息和公路出入口发来的信息。在发生以上异常情况时，或收到其它车辆或公路出入口发来的重要信息时，就通过语音提醒模块、显示提醒模块启动相应语音和显示提示。

Claims (4)

1.一种公路交通事故防控物联网，由管理中心处理装置、车辆出入口处理装置、车载无线传感装置组成，其特征在于：

所述管理中心处理装置通过有线或无线网络与车辆出入口处理装置相连，以获取和处理路况与事故信息；

所述车辆出入口处理装置包括电脑、无线收发装置、车载无线传感装置充电模块，无线收发装置与所述电脑相连，并与所述车载无线传感装置进行无线通信；

所述车载无线传感装置包括单片机及与其相连的GPS定位模块、无线收发模块、碰撞传感器、语音提醒模块、显示模块、电池电源模块。

2.根据权利要求1所述的一种公路交通事故防控物联网，其特征在于所述车载无线传感装置还包括：酒精传感模块，并与所述单片机相连。

3.一种公路交通事故防控方法，包括管理中心处理模块、车辆出入口处理模块、车载无线传感处理模块，其特征在于：

所述管理中心处理模块对路况和事故信息集中进行处理；

所述车辆出入口处理模块对路况和事故信息进行处理并上传管理中心、与所述车载无线传感装置进行通信以进行设置和获取信息；

所述车载无线传感处理模块包括车距计算与处理模块、车速计算与处理模块、碰撞感知与处理模块、异常停车感知与处理模块、语音提醒模块、显示提醒模块、彼此互传信息模块，在有必要对驾驶员提示时启用所述语音提醒模块和显示模块，通过彼此互传信息模块实现相互之间及与公路出入口传递信息。

4.根据权利要求3所述的一种公路交通事故防控方法，其特征在于还包括：酒精感知与处理模块。

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