CN103559794B - 一种交通规则自感知与违章信息主动告警系统 - Google Patents
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Abstract
一种交通规则自感知与违章信息主动告警系统，该系统基于北斗/GPS来定位车辆的位置信息，并通过设计软件来计算车辆的行驶速度，进而利用GIS系统确定该位置道路性质，同时在GIS中构建该道路性质对车辆行驶速度要求（如最高限速和最低限速要求），以及该位置所属行政区域和该行政区域的交通违章报警电话，从而实现交通规则和交通违章报警信息的自动感知。
Description
技术领域
本发明涉及道路车辆的交通控制系统，特别涉及一种车辆违章的自感知与报警系统。
背景技术
随着城市化进程的加快，城市交通问题越发凸显。例如在十字路口，汽车驾驶员可能因为前方的卡车等大型车辆挡住交通信号灯或者没有提前注意前面有十字路口等原因而无法及时做出反应，从而导致出现闯红灯等交通违规现象，甚至造成交通事故，也可能前方由于施工或其它原因导致路况各不相同，驾驶员没有及时获得路况信息而出现意外，所以行车速度不能完全绝对化，这就要求驾驶员对现行车辆速度要求有实时的了解渠道。
例如在申请号为201110254624.2的中国专利申请中，提供一种交通管理装置，其包括交通信号灯、控制器、测速装置及报警器，该控制器同时与交通信号灯、测速装置及报警器电性连接，并将车辆行进速度与一预设的限制速度进行比较，若该行驶速度大于限制速度，控制器向报警器发送控制信号进而控制报警器报警。这种控制一方面固定于一个路段，不能随时监测车辆，另一方面报警机制欠佳，不能给驾驶员一定的周旋空间。
发明内容
一种交通规则自感知与违章信息主动告警系统，该系统基于北斗/GPS来定位车辆的位置信息，并通过设计软件来计算车辆的行驶速度。
优选的是，所述交通规则自感知与违章信息主动告警系统通过GIS系统来获得车辆所在道路的性质、车辆行驶速度要求及车辆所在路段的交通管理部门电话，并与北斗/GPS提供的车辆信息进行对比来确定车辆是否违章，对违章车辆通过主动告警系统的远距离无线报警模块进行报警，所述GIS系统是指地理信息系统。
在上述任一方案中优选的是，所述北斗/GPS包括车辆前方道路状况感知模块。
在上述任一方案中优选的是，所述车辆前方道路状况感知模块通过感知传感器来感知前方道路状况，以确定车辆能否按照自感知的交通规则行驶。
在上述任一方案中优选的是，所述北斗/GPS通过北斗/GPS双模定位模块来定位车辆位置信息。
在上述任一方案中优选的是，所述北斗/GPS通过车辆运行速度采集模块来获得车辆的行驶速度。
在上述任一方案中优选的是，所述车辆运行速度采集模块通过车辆位置的改变与该位置改变所经历的时间经速度计算软件来确定。
在上述任一方案中优选的是，车辆行驶速度还可以由速度传感器获得。
在上述任一方案中优选的是，速度传感器包括电磁式速度传感器和霍尔式速度传感器。
在上述任一方案中优选的是，所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统还包括系统工作状态远距离监控与唤醒模块。
在上述任一方案中优选的是，所述系统工作状态远距离监控与唤醒模块在人为干预下可通过GPRS或GSM模块进行远距离查询、监控或唤醒交通规则自感知与违章信息主动告警系统。
在上述任一方案中优选的是，人为干预具体为驾驶人员故意关闭所述交通规则自感知与违章信息主动告警系统。
在上述任一方案中优选的是，所述车辆前方道路状况感知模块、车辆运行速度采集模块、北斗/GPS双模定位模块、系统工作状态远距离监控与唤醒模块将获得的车辆位置信息、速度信息等传送到所述GIS系统的cpu中央处理模块。
在上述任一方案中优选的是，所述cpu中央处理模块包括车辆运行状态信息显示模块、车辆运行状态信息记录模块、车辆违规信息语音提示模块、远距离无线报警模块。
在上述任一方案中优选的是，车辆运行状态信息显示模块用于显示车辆位置信息与车辆速度信息。
在上述任一方案中优选的是，所述车辆运行状态信息记录模块记录在所述GIS提供的地图信息的基础上采编并录入对应位置的属性信息，该属性信息从所述GIS系统的信息存储模块中调用。
在上述任一方案中优选的是，所述属性信息包括道路性质、道路名称、该道路的最高限速、最低限速、所在位置的交通告警联系方式等。
在上述任一方案中优选的是，所述联系方式为短信、电话号码或电子信箱等。
在上述任一方案中优选的是，车辆行驶状况、位置、速度要求可以通过LED、LCD或数码管方式显示，并存储在RAM或FLASH中。
在上述任一方案中优选的是，车辆实际行驶速度是否符合速度要求是通过将测量速度与所述信息存储模块中该位置的速度要求进行比较获得。
在上述任一方案中优选的是，当车辆实际行驶速度在不符合速度要求时，所述车辆违规信息语音提示模块对驾驶人员进行语音提示。
在上述任一方案中优选的是，语音提示后进行延时，规定时间段内车辆没有做减速处理，所述远距离无线报警模块进行违规状态报警。
在上述任一方案中优选的是，所述违规状态报警包括GPRS或GSM短消息报警或电话、电子信箱报警，报警内容为车牌号、违规路段、违规内容、违规时间等。
在上述任一方案中优选的是，车牌号预先存入使用者报警信息的相应单元，违规路段信息通过GPS定位后由位置信息检索该位置的属性信息获得，违规内容为是否按速度要求行驶，违规时间由北斗/GPS提供。
在上述任一方案中优选的是，所述交通规则自感知与违章信息主动告警系统的具体流程如下：
A、判断北斗/GPS正常工作；
B、所述北斗/GPS获取车辆信息；
C、调用GIS获取当前位置的车辆行驶路段道路性质、速度要求及所在地交通告警联系方式；
D、判读车辆超速；
E、对驾驶人员超速进行语音提示；
F、对违规状态进行报警。
在上述任一方案中优选的是，在北斗/GPS处于非正常工作状态时，通过速度传感器获得车辆行驶速度。
在上述任一方案中优选的是，所述北斗/GPS获取车辆信息的方法为通过北斗/GPS双模定位的方法来定位车辆的位置信息以及获取短时间段内的四个数据：起始位置、起始时间、终止位置、终止时间。
在上述任一方案中优选的是，所述北斗/GPS获取车辆信息的方法为通过车辆运行速度采集的方法来获得车辆的行驶速度。
在上述任一方案中优选的是，调用GIS获取当前位置的车辆行驶路段道路性质、速度要求（最高限速与最低限速）及所在地交通告警联系方式。
在上述任一方案中优选的是，所述对驾驶人员超速进行语音提示为将车辆行驶速度要求以及车辆的实际行驶速度播报给驾驶人员，并启动延时方法。
在上述任一方案中优选的是，所述延时方法为当车辆的超速状态超过规定的时间后才开始启动所述违规状态进行报警的方法。
在上述任一方案中优选的是，所述违规状态进行报警的方法为通过电子信箱、短信、电话方式报警。
附图说明、
图1为按照本发明的交通规则自感知与违章信息主动告警系统的一优选实施例的系统结构框图；
图2为按照本发明的交通规则自感知与违章信息主动告警系统的图1所示实施例的系统工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
实施例1：
一种交通规则自感知与违章信息主动告警系统，该系统基于北斗/GPS来定位车辆的位置信息，并通过设计软件来计算车辆的行驶速度。
在本实施例中，所述交通规则自感知与违章信息主动告警系统通过GIS系统来获得车辆所在道路的性质、车辆行驶速度要求及车辆所在路段的交通管理部门电话，并与北斗/GPS提供的车辆信息进行对比来确定车辆是否违章，对违章车辆通过主动告警系统的远距离无线报警模块进行报警。GIS系统是指地理信息系统，该系统是将计算机硬件、软件、地理数据以及系统管理人员组织而成的对任一形式的地理信息进行高效获取、存储、更新、操作、分析及显示的集成。
实施例2：
与实施例1相似，所不同的是，所述北斗/GPS还包括车辆前方道路状况感知模块与北斗/GPS双模定位模块，所述车辆前方道路状况感知模块与北斗/GPS双模定位模块通过感知传感器来感知前方道路状况，以确定车辆能否按照自感知的交通规则行驶。感知信息包括车辆所在的地理位置、前方交通状况以及该位置所属行政区域和该行政区域的交通违章报警电话或者电子信箱，以便GIS对该区域行驶速度要求的构建，比如构建该道路性质对车辆最高限速和最低限速的要求。
在本实施例中，北斗/GPS还包括车辆运行速度采集模块，通过车辆位置的改变与该位置改变所经历的时间并运用软件来获得车辆的行驶速度，其具体工作方式为：设定一个时间段，分别记录起始点时间与起始点位置、终止点时间与终止点位置，将这四个数据通过编写的软件导出速度信息。
实施例3：
与实施例2相似，所不同的是，在北斗/GPS工作不正常的情况下，车辆行驶速度还可以由速度传感器获得。
在本实施例中，所述速度传感器包括电磁式速度传感器和霍尔式速度传感器。电磁式速度传感器的基本组成包括磁路系统、惯性质量、线圈和弹簧阻尼系统等四部分。磁路系统用以产生恒定的直流磁场，为减小体积，一般采用永久磁铁．线圈在磁场中切割磁场产生感应电动势，而感应电动势与磁通变化率或线圈与磁场相对运动速度成正比。运动部件包括动圈式与动磁式。霍尔式速度传感器是当传感器的旋转机构在外驱动作用下旋转时，会带动永久磁铁旋转，穿过霍尔元件的磁场将产生周期性变化，引起霍尔元件输出电压变化，通过后续电路处理形成稳定的脉冲电压信号，作为车速传感器的输出信号。
实施例4：
与实施例2相似，所不同的是，交通规则自感知与违章信息主动告警系统还包括系统工作状态远距离监控与唤醒模块。
在本实施例中，设定该监控与唤醒模块旨在避免驾驶人员对系统的干预，比如驾驶人员故意关闭车内的测速系统，在交通规则自感知与违章信息主动告警系统还工作状态下，只要车辆处于行驶状态即可以通过远程来唤醒车内的测速模块，而不需要经过驾驶人员手动操作。
在本实施例中，信号传输方式为无线传输，采用的是GPRS或GSM通信模块。GSM为全球移动通信系统，GPRS是通用分组无线服务技术（GeneralPacketRadioService)的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。
实施例5：
与实施例4相似，所不同的是，所述车辆前方道路状况感知模块、车辆运行速度采集模块、北斗/GPS双模定位模块、系统工作状态远距离监控与唤醒模块将获得的车辆位置信息、速度信息等传送到所述GIS系统的cpu中央处理模块。
在本实施例中，所述cpu中央处理模块包括车辆运行状态信息显示模块、车辆运行状态信息记录模块、车辆违规信息语音提示模块、远距离无线报警模块。车辆运行状态信息显示模块用于显示车辆位置信息与车辆速度信息。车辆运行状态信息记录模块记录在所述GIS提供的地图信息的基础上采编并录入对应位置的属性信息，该属性信息从所述GIS系统的信息存储模块中调用。属性信息包括道路性质、道路名称、该道路的最高限速、最低限速、所在位置的交通告警电话等。车辆行驶状况、位置、速度要求可以通过LED、LCD或数码管方式显示，并存储在RAM或FLASH中。
在本实施例中，车辆实际行驶速度是否符合速度要求是通过将测量速度与所述信息存储模块中该位置的速度要求进行比较获得。当车辆实际行驶速度在不符合速度要求时，所述车辆违规信息语音提示模块对驾驶人员进行语音提示。
实施例6：
与实施例5相似，所不同的是，实施例5中的GIS存储模块采用数据库形式，路况信息全部存储于该数据库，比如一个城市的实时详细的地图，以及各路段对速度的实时要求、路段所属部门、交警联系方式等信息。GIS通过北斗获得车辆的位置后，能快速有效的从数据库中得到该位置所述路段对车辆的速度要求。
实施例7：
与实施例5相似，所不同的是，当驾驶员驾驶速度超过GIS提供的最高限速时，辆违规信息语音提示模块对驾驶人员进行语音提示后开始计时，在规定时间段内车辆仍未做减速处理，远距离无线报警模块则开始进行违规状态报警，同时从新开始计时，测量超速时间。
在本实施例中，语音提示时将车辆行驶道路的性质、车辆行驶速度要求以及车辆的实际行驶速度存储和语音播报给驾驶人员。
在本实施例中，远距离无线报警模块采用的是GPRS或GSM通信。违规状态报警包括GPRS或GSM短消息报警或电话及电子信箱报警，报警内容为车牌号、违规路段、违规内容、违规时间等。车牌号预先存入使用者报警信息的相应单元，违规路段信息通过GPS定位后由位置信息检索该位置的属性信息获得，违规内容为是否按速度要求行驶，违规时间由北斗/GPS提供。
如图2所示，按照本发明的交通规则自感知与违章信息主动告警系统的流程可以如下：
A、判断北斗/GPS是否正常工作；
B、所述北斗/GPS获取车辆信息；
C、调用GIS获取当前位置的车辆行驶路段道路性质、速度要求及所在地交通告警联系方式；
D、判读车辆是否超速；
E、对驾驶人员超速进行语音提示；
F、对违规状态进行报警。
在北斗/GPS处于非正常工作状态时，通过速度传感器获得车辆行驶速度。
所述北斗/GPS获取车辆信息的方法为通过北斗/GPS双模定位的方法来定位车辆的位置信息以及获取短时间段内的四个数据：起始位置、起始时间、终止位置、终止时间。
所述北斗/GPS获取车辆信息的方法为通过车辆运行速度采集的方法来获得车辆的行驶速度。
调用GIS获取当前位置的车辆行驶路段道路性质、速度要求（最高限速与最低限速）及所在地交通告警联系方式。
所述对驾驶人员超速进行语音提示为将车辆行驶速度要求以及车辆的实际行驶速度播报给驾驶人员，并启动延时方法。
所述延时方法为当车辆的超速状态超过规定的时间后才开始启动所述违规状态进行报警的方法。
所述违规状态进行报警的方法为通过电子信箱、短信、电话方式报警。
需要说明的是，按照本发明的一种交通规则自感知与违章信息主动告警系统包括上述实施例中的任何一项及其任意组合，但上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (31)
1.一种交通规则自感知与违章信息主动告警系统，该系统基于北斗/GPS来定位车辆的位置信息，并通过设计软件来计算车辆的行驶速度，其特征在于：所述交通规则自感知与违章信息主动告警系统通过GIS系统来获得车辆所在道路的性质、车辆行驶速度要求及车辆所在路段的交通管理部门联系方式，并与所述北斗/GPS提供的车辆信息进行对比来确定车辆是否违章，对违章车辆通过主动告警系统的远距离无线报警模块进行报警；所述北斗/GPS包括车辆前方道路状况感知模块；所述车辆前方道路状况感知模块通过感知传感器来感知前方道路状况，以确定车辆能否按照自感知的交通规则行驶；所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统还包括系统工作状态远距离监控与唤醒模块；所述系统工作状态远距离监控与唤醒模块在人为干预下可通过GPRS或GSM模块进行远距离查询、监控或唤醒交通规则自感知与违章信息主动告警系统。
2.根据权利要求1所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：所述北斗/GPS通过北斗/GPS双模定位模块来定位车辆的位置信息。
3.根据权利要求2所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：所述北斗/GPS通过车辆运行速度采集模块来获得车辆的行驶速度。
4.根据权利要求3所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：所述车辆运行速度采集模块通过车辆位置的改变与该位置改变所经历的时间经速度计算软件来确定。
5.根据权利要求3所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：车辆行驶速度由速度传感器获得。
6.根据权利要求5所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：所述速度传感器为电磁式速度传感器和霍尔式速度传感器。
7.根据权利要求6所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：所述速度传感器为霍尔式速度传感器。
8.根据权利要求1所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：所述人为干预为驾驶人员故意关闭所述交通规则自感知与违章信息主动告警系统。
9.根据权利要求8所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：所述北斗/GPS将获得的车辆位置信息、速度信息传送到所述GIS系统的cpu中央处理模块。
10.根据权利要求9所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：所述cpu中央处理模块包括车辆运行状态信息显示模块、车辆运行状态信息记录模块、车辆违规信息语音提示模块、远距离无线报警模块。
11.根据权利要求10所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：所述车辆运行状态信息显示模块用于显示车辆位置信息与车辆速度信息。
12.根据权利要求11所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：所述车辆运行状态信息记录模块记录在所述GIS提供的地图信息的基础上采编并录入对应位置的属性信息，该属性信息从所述GIS系统的信息存储模块中调用。
13.根据权利要求12所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：所述属性信息包括道路性质、道路名称、该道路的最高限速、最低限速、所在位置的交通违章报警联系方式。
14.根据权利要求13所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：还显示车辆行驶状况、位置、速度要求，并存储在RAM或FLASH中。
15.根据权利要求14所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：车辆行驶状况、位置、速度要求可以通过电子LED、LCD或数码管方式显示，并存储在RAM或FLASH中。
16.根据权利要求15所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：车辆实际行驶速度是否符合速度要求是通过将测量速度与所述信息存储模块中该位置的速度要求进行比较获得。
17.根据权利要求16所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：当车辆实际行驶速度在不符合速度要求时，所述车辆违规信息语音提示模块对驾驶人员进行语音提示。
18.根据权利要求17所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：所述远距离无线报警模块用于对车辆违规状态进行报警。
19.根据权利要求18所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：违规状态报警为GPRS或GSM短消息报警或电话报警。
20.根据权利要求18所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：违规状态报警为电子信箱报警。
21.根据权利要求20所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：报警内容包括车牌号、违规路段、违规内容、违规时间。
22.根据权利要求21所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：报警联系方式为电话号码。
23.根据权利要求21所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统，其特征在于：报警联系方式为电子信箱。
24.一种如权利要求1-23任一项所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统的告警方法，其特征在于：所述方法依次包括以下步骤：
A、判断北斗/GPS正常工作；
B、所述北斗/GPS获取车辆信息；
C、调用GIS获取当前位置的车辆行驶路段道路性质、速度要求及所在地交通告警联系方式；
D、判读车辆超速；
E、对驾驶人员超速进行语音提示；
F、对违规状态进行报警。
25.根据权利要求24所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统的告警方法，其特征在于：在北斗/GPS处于非正常工作状态时，通过速度传感器获得车辆行驶速度。
26.根据权利要求24所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统的告警方法，其特征在于：所述北斗/GPS获取车辆信息的方法为通过北斗/GPS双模定位的方法来定位车辆的位置信息。
27.根据权利要求24所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统的告警方法，其特征在于：所述北斗/GPS获取车辆信息的方法为通过车辆运行速度采集的方法来获得车辆的行驶速度。
28.根据权利要求24所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统的告警方法，其特征在于：判读车辆超速的方法为车辆实际行驶速度超过从所述GIS获取的最高限速。
29.根据权利要求24所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统的告警方法，其特征在于：所述对驾驶人员超速进行语音提示为将车辆行驶速度要求以及车辆的实际行驶速度播报给驾驶人员，并启动延时方法。
30.根据权利要求29所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统的告警方法，其特征在于：所述延时方法为当车辆的超速状态超过规定的时间后才开始启动所述违规状态进行报警的方法。
31.根据权利要求24所述的交通规则自感知与违章信息主动告警系统的告警方法，其特征在于：所述违规状态进行报警的方法为通过电子信箱、短信、电话方式报警。
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