CN103310635B - 一种交通拥堵检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及交通检测领域，涉及一种交通拥堵检测系统及方法，检测系统包括信号采集模块、802.11P模块、主控模块、车载自组网和中心服务器，信号采集模块接主控模块，主控模块通过802.11P模块接车载自组网，车载自组网通过主控模块与中心服务器连接；车辆与车辆通过802.11P模块通信。采用802.11P模块进行信息通信，用户实时获取周围车辆的位置、状态信息，并收集附近车辆的位置、状态信息，并结合电子地图，实现将处于同一个自组网络中的邻近范围内的车辆同时定位于一个地图中，这样当其中一台车辆发生如碰撞、翻车危险时，其它车辆将会立即收到信息，从而避免发生更大范围的交通事故。
Description
技术领域
本发明涉及交通检测领域，更具体地，涉及一种交通拥堵检测系统及方法。
背景技术
交通堵塞和交通事故已经成为现代社会发展最严重的毒瘤，美国全国因交通堵塞，平均每年造成的经济损失高达631亿美元。交通堵塞的经济消耗主要体现在燃油浪费和工作延误上。交通事故是全世界关注的公共安全问题。每年大量交通事故给社会和个人造成了巨大损失，目前全世界每年因交通事故而导致的死亡人数也已经超过120万，受伤或致残者更是高2,000万人，造成的直接经济损失约125亿美元，危害超过任何一个战争和自然灾难。我国的汽车拥有量虽然只占到全世界的3%，但每年因交通事故造成的死亡人数却占全世界的20%，多年来中国每年交通事故死亡数都在10万人左右，位居世界第一。
智能交通安全和管理是各国政府长期持续在解决和改善的问题，但现在大部分工作是事后（发生事故后）处理（如碰车或翻车后，打电话报警，再处理），预防工作做得欠缺，处理的结果只能减轻损失。利用现代科学技术，防止事故发生才是最佳和根本解决方法。
现有的交通拥堵检测方法主要包括：
1）线圈检测方法：车辆通过埋设在路面下的导线线圈，干扰了通过线圈的地磁磁通线并在线圈里产生一个电压，这个电压被高增益放大器放大，使检测器的继电器工作，从而实现检测目的。但线圈检测方法没有方向性、检测区域不明确，修理或安装需中断交通，影响路面寿命，易损坏。
2）应线圈检测方法：与单感应线圈检测器的工作方式一样，但可以提供更为准确的速度参数。应线圈检测方法在修理或安装时需中断交通，且易影响路面寿命，易损坏，而且比单感应线圈贵。
3）视频检测方法：摄像机摄取检测点附近区域的图像，由计算机程序对图像进行处理、识别、从而检测车辆。视频检测方法的费用较高且检测精度受天气、检测区域周围亮度影响。
4）微波检测方法：通过发射微波信号，车辆反射雷达微波（多普勒效应），返回天线使检测继电器动作从而达到检测目的。微波检测方法不能检测静止或低速行驶的车辆，易受外界环境影响，当发射波的域值选择不恰当时容易受到人或物的影响，造成误识。
而且现有的交通拥堵检测方法往往只能实现静态的、模糊的交通信息检测，如整条道路的拥堵信息，不能实现对道路中的交通状况信息的检测。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有交通拥堵检测方法不足，提出一种交通拥堵检测系统及方法。
一种交通拥堵检测系统，包括用于采集车辆信息和车辆位置信息的信号采集模块、用于信号传输的802.11P模块、用于信息处理的主控模块、车载自组网和中心服务器，所述信号采集模块接主控模块，主控模块通过802.11P模块接车载自组网，车载自组网通过主控模块与中心服务器连接；所述信号采集模块包括ARM处理模块和GPS定位模块，车辆与车辆通过802.11P模块通信。
该交通拥堵检测系统通过单独的车辆动态获取其自身车辆信息及地理位置信息，主控模块对上述两类信息进行分析处理后再通过802.11P模块发送至车载自组网内，车载自组网针对接入网内的车辆的交通安全、交通阻塞、驾驶员驾驶状况、车辆安全信息等进行全方位的感知，通过对感知的数据进行处理和分析，可以对车辆的移动状况和交通模式进行识别和预测。为驾驶员和交通管理者即时提供车辆状态、交通路况及驾驶信息，对交通网络进行优化调度。
为了获取全面、完整的交通信息，需要联合多台车辆，从而对整个交通信息的数据进行获取与分析，同时需要通过中心服务器协作运算，得到整个交通流特征信息，从而进行交通状况进行识别和判断。车载自组网终端也通过中心服务器来获取整个交通状况信息，作为用户出行的参考，用户在出行过程中也可以通过中心服务器，实时获取精确的交通状况信息，作为调整出行线路的依据。车载网终端既是交通状况信息的收集者，也是交通状况信息的使用者。
在本检测系统中，车辆上均装设有通过短距无线通讯802.11P模块，将车辆自身的位置、状态灯信息发送给周围车辆使用，并收集附近的车辆的位置、状态等信息，并结合电子地图，实现将处于同一个自组网络中的邻近范围内的车辆同时定位于一个地图中，这样当其中一台车辆发生如碰撞、翻车危险时，其它车辆将会立即收到信息，从而避免发生更大范围的交通事故。
该检测系统，在装设有802.11P模块的车辆上，只需要802.11P模块通信范围内，车辆与车辆即可直接通过802.11P模块通信，独立可靠，实时性好，响应速度快。
上述交通拥堵检测系统还包括用于显示和用户控制指令输入的显示屏。
所述车载自组网通过3G通讯模块与中心服务器连接，该3G模块可以为中国移动或中国联通3G网络。
所述主控模块通过以太网与802.11P模块连接。
一种交通拥堵检测方法，包括：
ARM处理模块和GPS定位模块分别采集车辆信息以及地理位置信息；
主控模块根据车辆信息以及地理位置信息获取当前的交通流特征；
主控模块通过802.11P模块将当前的交通流特征发送至车载自组网，车载自组网根据附近车辆发送的当前的交通流特征进行评估判断，从而识别道路拥挤状况，告知驾驶者；
主控模块将当前的交通流特征发送至中心服务器，中心服务器对整个交通信息的数据进行获取和分析整个交通流特征信息；
车载自组网与中心服务器进行通信，获取整个交通流特征信息。
所述车载自组网分析获取道路状况后，通过显示装置和/或语音装置告知驾驶者，所述显示装置和/或语音装置与主控模块连接。车载自组网分析获取道路状况后，可以通过界面显示和/或语音装置进行告知提醒。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：采用802.11P模块进行信息通信，用户实时获取周围车辆的位置、状态信息，并收集附近车辆的位置、状态信息，并结合电子地图，实现将处于同一个自组网络中的邻近范围内的车辆同时定位于一个地图中，这样当其中一台车辆发生如碰撞、翻车危险时，其它车辆将会立即收到信息，从而避免发生更大范围的交通事故。
附图说明
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的实施方式并不限于此。
如图1，一种交通拥堵检测系统，包括用于采集车辆信息和车辆位置信息的信号采集模块、用于信号传输的802.11P模块、3G通讯模块、用于信息处理的主控模块、车载自组网和中心服务器，信号采集模块接主控模块，主控模块通过802.11P模块接车载自组网，车载自组网通过主控模块与中心服务器连接，主控模块通过3G通讯模块与中心服务器连接；信号采集模块包括ARM处理模块和GPS定位模块，车辆与车辆通过802.11P模块通信。
在本实施例中，采集车辆信息的信号采集模块为ARM公司的CortexM3内核架构的STM32F103RE，具有低功耗、门数低、中断延迟短且调试成本低等优点，主控模块采用SamsungS3PV210，基于CortexTM-A8，运行主频1GHz，内置PowerVRSGX540高性能图形引擎，支持流畅的2D/3D图形加速，最高可支持1080p30fps硬件解码视频流畅播放，格式可为MPEG4,H.263,H.264等，最高可支持1080p30fps硬件编码(Mpeg-2/VC1)视频输入等。在具体的车载终端，主控模块采用Android系统。
车辆信号采集模块是一个单独的模块，采用stm32F103RE实现，通过串口跟主控模块通讯，用来采集车辆信息，如刹车，左转向，右转向，紧急报警，超速报警，疲劳驾驶，CAN总线（预留），外部串口等信息。并可以输出控制车辆的信号，如转向灯，断油电，喇叭，车窗等信号，以实现远程防盗等其它用户需求的应用。
主控模块是系统的核心，负责通过802.11p模块来收集来车载自组网内的车辆数据，并将本地车辆信息发送到车载自组网网络，并通过GPS定位模块获取车辆的位置信息，通过车辆信号采集模块获取本车信号如速度，转弯，停车抛锚等，并对以上信息进行整合，分析，判断危险状态，将分析结果通过socket发送给上层应用，并对关键信息进行日志记录。
在本实施例中，系统还包括LCD显示屏、音频输入输出以及可扩展接口，具体可扩展的功能包括摄像功能、HDMI、TV输入、TV输出等。
中心服务器主要负责终端接入、终端信息管理、应用管理、终端维护、终端监控、业务数据路由，业务数据管理，位置显示，远程升级,终端日志记录。
用户可以查询或设置用户级的车载自组网模块的运行状态，如本车ID，本车IP，最大显示车辆个数等。并能进行个性化设置，如保持屏幕常亮，发生危险时的报警声音等。
该系统的具体过程为：STM32F103RE嵌入式处理器采集车辆信息，如刹车，左转向，右转向，紧急报警，超速报警，疲劳驾驶，CAN总线（预留），外部串口等信息。并可以输出控制车辆的信号，如转向灯，断油电，喇叭，车窗等信号，以实现远程防盗等其它用户需求的应用。STM32使用串口与主控模块进行数据通讯，GPS模块接收卫星信号并产生标准NMEA0183数据报文。GPS模块通过串口跟与主控模块进行通讯。LCD显示屏为彩色触控显示屏，用于显示用户界面，以及响应用户发出的触控命令。
3G通讯模块使用中国移动或中国联通3G网络跟车载网数据中心进行通讯。3G模块使用华为的EM770W，其支持支持UMTS2100/1900/900/850和GPRS/GSM1900/1800/900/850频段，支持语音、短信、数据、电话本、补充业务，支持内置TCP/IP协议栈。
在具体地图显示时是使用AndroidSDK开发的应用程序，调用现有成熟的GIS厂商（如百度，高德）提供的API来显示地图，并通过Socket接口获取本车与自组网内的车辆信息，根据获取的信息将各车辆标示在地图中。可以点击本车或其它车辆来获取更详细的信息。能够显示来自服务中心下发的交通、业务等信息。
以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神原则之内所作出的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (4)
1.一种交通拥堵检测系统，其特征在于，包括用于采集车辆信息和车辆位置信息的信号采集模块、用于信号传输的802.11P模块、用于信息处理的主控模块、车载自组网和中心服务器，所述信号采集模块接主控模块，主控模块通过802.11P模块接车载自组网，车载自组网通过主控模块与中心服务器连接；所述信号采集模块包括ARM处理模块和GPS定位模块，车辆与车辆通过802.11P模块通信；
交通拥堵检测系统通过单独的车辆动态获取其自身车辆位置信息，主控模块对上述两类信息进行分析处理后再通过802.11P模块发送至车载自组网内，车载自组网针对接入网内的车辆进行全方位的感知，通过对感知的数据进行处理和分析，对车辆的移动状况和交通模式进行识别和预测；
检测系统联合多台车辆，对整个交通信息的数据进行获取与分析，同时需要通过中心服务器协作运算，得到整个交通流特征信息，从而进行交通状况识别和判断；
车辆上装设有通过短距无线通讯802.11P模块，将车辆自身的位置、状态信息发送给周围车辆使用，并收集附近的车辆的位置、状态信息，并结合电子地图，实现将处于同一个自组网络中的邻近范围内的车辆同时定位于一个地图中。
2.根据权利要求1所述的交通拥堵检测系统，其特征在于，还包括用于显示和用户控制指令输入的显示屏，所述显示屏与主控模块连接。
3.根据权利要求1所述的交通拥堵检测系统，其特征在于，所述车载自组网通过3G通讯模块与中心服务器连接。
4.根据权利要求1所述的交通拥堵检测系统，其特征在于，所述主控模块通过以太网与802.11P模块连接。
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