CN105679069B - 一种控制车辆行驶的智能公路交通系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制车辆行驶的智能公路交通系统及方法，该系统包括：设置于公路指定路段的路面上车道两侧的多个无线信号收发器、设置于车辆上的车载信息终端机、以及设置于交管部门侧的数据中心服务器；无线信号收发器分别与车载信息终端机和数据中心服务器相连接。在本发明实施例中，通过在公路指定路段设置多个无线信号收发器，车载信息终端机通过无线信号收发器实时将车辆的相关数据发送至数据中心服务器，数据中心服务器接收车辆的相关数据并生成相应的控制指令，车载信息终端机接收数据中心服务器发送的控制指令，并根据该控制指令控制车辆的行驶状态，可以实现控制车辆自动行驶，进而从根本上控制车辆的违法违章行为。

Description

一种控制车辆行驶的智能公路交通系统及方法

技术领域

本发明涉及车辆管理技术领域，具体而言，涉及一种控制车辆行驶的智能公路交通系统及方法。

背景技术

目前，随着经济的快速增长，中国高收入人群的增多，机动车的拥有数量也在随之不断增长，机动车给人们的出行带来了很大的方便，但也存在着很大的安全隐患，如不系保险、追尾、闯红灯、违法变道、逆向行驶、疲劳驾驶、酒驾等驾驶违章违规行为也随之增加，全国每年交通事故死亡人数超过十万，给人们的人身安全带来极大危害，经济损失高达数百亿元。

当前，相关技术中提供的控制车辆的违规违章行为主要通过在道路的各个路段上设置摄像头的方式，实时拍摄经过摄像头的车辆的行驶状态，进而判断驾驶车辆的驾驶员是否有违规违章行为，如闯红灯、超速、不按规定交通标指行驶等驾驶违规违章行为，根据相关交通条例对出现驾驶违规违章行为的驾驶员发出罚单通知。

在实现本发明的过程中，申请人发现相关技术中至少存在以下问题：上述车辆违规违章的监管与控制更多的是事后纠责处罚，车辆的违规违章行为管控力度较差，存在较大的交通安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种控制车辆行驶的智能公路交通系统及方法，以实现控制车辆自动行驶，进而从根本上控制车辆的违法违章行为。

第一方面，本发明实施例提供了一种控制车辆行驶的智能公路交通系统，该系统包括：设置于公路指定路段的路面上车道两侧的多个无线信号收发器、设置于车辆上的车载信息终端机、以及设置于交管部门侧的数据中心服务器；

其中，上述无线信号收发器与上述车载信息终端机以无线通讯方式连接并与上述数据中心服务器以光纤网络方式连接，用于接收上述车载信息终端机发送的上述车辆的当前位置、终点位置、以及车辆行驶状态信息，并将上述车辆的当前位置、终点位置、以及车辆行驶状态信息发送至上述数据中心服务器；还用于接收上述数据中心服务器发送的控制指令，并将上述控制指令发送至上述车载信息终端机；

上述数据中心服务器用于根据接收到的上述车辆的当前位置、终点位置、以及当前各个路段的交通状况规划上述车辆的行驶路径，控制上述车辆按照上述行驶路径从上述当前位置行驶至上述终点位置，并接收上述无线信号收发器发送的上述车辆行驶状态信息，根据上述行驶路径、上述车辆行驶状态信息和上述车辆所在公路路段生成相应的控制指令，将上述控制指令通过上述无线信号收发器发送至上述车载信息终端机；

上述车载信息终端机用于将上述车辆的当前位置、终点位置、以及上述车辆行驶状态信息通过上述无线信号收发器发送至上述数据中心服务器，并接收上述无线信号收发器传输的上述控制指令，根据上述控制指令控制上述车辆在上述公路上的自动行驶状态。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述车载信息终端机包括：第一应答式电子测量器、与上述第一应答式电子测量器相连接的主控制器和与上述主控制器相连接的短无线通信模块；上述无线信号收发器包括：第二应答式电子测量器和与上述第二应答式电子测量器相连接的无线通信元件、以及与所述无线通信元件相连接的光纤通信接口；

上述第一应答式电子测量器与上述第二应答式电子测量器以无线通讯方式连接，用于按照预设频率分别向上述车辆两侧的无线信号收发器中的第二应答式电子测量器发送测量信号，并接收上述第二应答式电子测量器返回的应答信号，将上述测量信号和上述应答信息传输至上述主控制器；

上述主控制器用于接收上述测量信号和上述应答信号，并根据上述测量信号和上述应答信号计算得到上述车辆的车辆行驶状态信息，其中上述车辆行驶状态信息包括：上述车辆的车速、方向角、与上述无线信号收发器间的距离；

上述短无线通信模块与上述无线通信元件以无线通讯方式连接，用于将上述车辆的车辆行驶状态信息通过上述无线通信元件发送至上述数据中心服务器无线信号收发器；

所述光纤通信接口与所述数据中心服务器以光纤网络方式连接，用于将所述车辆行驶状态信息发送至所述中心服务器；还用于接收所述数据中心服务器发送的控制指令，并将所述控制指令通过所述无线通信元件和短无线通信模块传输至所述主控制器。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述数据中心服务器还用于根据公路上各个路段的车流量生成相应的控制上述无线信号收发器上箭头方向的控制信号，并将上述控制信号发送至上述无线信号收发器，以调整单向行驶的道路数量，增加车流量大的方向的单向行驶的道路数量；

上述无线信号收发器还用于接收上述控制信号，并控制各个无线信号收发器显示相应的箭头方向，以标识上述无线信号收发器所在公路路段的车道状态。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述无线信号收发器还包括：与上述光纤通信接口相连接的控制元件、以及与上述控制元件相连接的显示元件；

上述控制元件用于通过上述光纤通信接口接收上述数据中心服务器发送的控制上述显示元件上箭头方向的控制信号；

上述显示元件用于在上述控制元件的控制下，显示与上述控制信号对应的箭头方向，以引导车辆的行驶方向。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述显示元件包括沿车辆行驶方向的两个并列的箭头标识，上述箭头标识分别表示左车道和右车道的箭头方向；

其中，设置于公路指定路段的路口处的无线信号收发器的显示元件上箭头方向包括：向前、向后、左转、右转或者等待；

设置于公路指定路段的直行道路处的无线信号收发器的显示元件上箭头方向包括：向前、向后或者等待。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述无线信号收发器采用阵列式的分布方式分布在公路指定路段的路面上车道两侧，在平行于车辆行驶方向上将车身平均长度设置为两个无线信号收发器的间距，并在垂直于车辆行驶方向上将当前车道宽度设置为两个无线信号收发器的间距。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述车载信息终端机还包括：与上述主控制器相连接的障碍物扫描雷达；

上述障碍物扫描雷达用于按照预设时间间隔发射雷达波，接收雷达波遇到障碍物返回的电信号，并将上述电信号传输至上述主控制器；

上述主控制器用于根据上述电信号确定上述障碍物的大小和车辆与上述障碍物间的相对距离，生成相应的分析结果，根据所述分析结果控制车辆的行驶状态；并通过无线信号收发器将确定出的上述障碍物的大小和车辆与上述障碍物间的相对距离发送至数据中心服务器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述系统还包括：分别与上述数据中心服务器和上述车载信息终端机连接的手持执法终端机；

上述手持执法终端机用于接收上述数据中心服务器发送的执法控制信号，并向与上述执法控制信号对应的上述车载信息终端机下发控制信息和/或警示信息。

结合第一方面的第七种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，上述车载信息终端机还包括：与上述光纤通信接口相连接的互联网wifi热点收发器；

上述互联网wifi热点收发器用于向上述车辆内的人员的移动终端发射wifi信号，以使上述车辆内人员使用上述wifi信号获取互联网数据服务；

上述数据中心服务器还用于通过网闸将互联网数据和上述车载信息终端机传输的相关车辆数据分离，并将上述互联网数据传输至公共互联网。

第二方面，本发明实施例还提供了一种应用上述系统控制车辆行驶的方法，该方法包括：

上述数据中心服务器接收车载信息终端机通过无线信号收发器发送的车辆的当前位置、终点位置、以及车辆行驶状态信息；

上述数据中心服务器根据上述车辆的当前位置、终点位置和当前各个路段的交通状况规划上述车辆的行驶路径，控制上述车辆按照上述行驶路径从上述当前位置行驶至上述终点位置；

上述数据中心服务器根据上述车辆行驶状态信息和上述车辆所在公路路段生成相应的控制指令，并将上述控制指令通过上述无线信号收发器发送至上述车载信息终端机，以使上述车载信息终端机根据上述控制指令控制上述车辆在上述公路上的自动行驶状态。

在本发明实施例提供的控制车辆行驶的智能公路交通系统及方法中，通过在公路指定路段设置多个无线信号收发器，并在车辆上设置车载信息终端机，车载信息终端机通过无线信号收发器实时将设置有该车载信息终端机的车辆的相关数据发送至数据中心服务器，数据中心服务器接收车辆的相关数据并生成相应的控制指令，车载信息终端机接收数据中心服务器发送的控制指令，并根据该控制指令控制车辆的行驶状态，可以实现控制车辆自动行驶，进而从根本上控制车辆的违法违章行为。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种控制车辆行驶的智能公路交通系统的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的另一种控制车辆行驶的智能公路交通系统的结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的一种应用上述系统控制车辆行驶的方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

考虑到相关技术中车辆违规违章的监管与控制更多的是事后纠责处罚，车辆的违规违章行为管控力度较差，存在较大的交通安全隐患。基于此，本发明实施例提供了一种控制车辆行驶的智能公路交通系统及方法，下面通过实施例进行描述。

如图1所示的控制车辆行驶的智能公路交通系统的结构示意图，其中，该系统包括：设置于公路指定路段的路面上车道两侧的多个无线信号收发器22、设置于车辆上的车载信息终端机11、以及设置于交管部门侧的数据中心服务器33；

其中，上述无线信号收发器22与上述车载信息终端机11以无线通讯方式连接并与上述数据中心服务器33以光纤网络方式连接，用于接收上述车载信息终端机11发送的上述车辆的当前位置、终点位置、以及车辆行驶状态信息，并将上述车辆的当前位置、终点位置、以及车辆行驶状态信息发送至上述数据中心服务器33；还用于接收上述数据中心服务器33发送的控制指令，并将上述控制指令发送至上述车载信息终端机11，各个无线信号收发器22通过光纤网络阵列与数据中心通讯连接，实现车载信息终端机11与数据中心服务器33间的信息交互，各个无线电信号收发器均具有唯一的经纬度坐标和电子数字编码，每个无线电信号收发器对应的经纬度坐标和电子数字编码存储于数据中心服务器33中；

上述数据中心服务器33用于根据接收到的上述车辆的当前位置、终点位置、以及当前各个路段的交通状况规划上述车辆的行驶路径，控制上述车辆按照上述行驶路径从上述当前位置行驶至上述终点位置，并接收上述无线信号收发器22发送的上述车辆行驶状态信息，根据上述行驶路径、上述车辆行驶状态信息和上述车辆所在公路路段生成相应的控制指令，将上述控制指令通过上述无线信号收发器22发送至上述车载信息终端机11；

上述车载信息终端机11用于将上述车辆的当前位置、终点位置、以及上述车辆行驶状态信息通过上述无线信号收发器22发送至上述数据中心服务器33，并接收上述无线信号收发器22传输的上述控制指令，根据上述控制指令控制上述车辆在上述公路上的自动行驶状态。

在本发明实施例提供的控制车辆行驶的智能公路交通系统中，通过在现有公路条件下在公路指定路段的路面车道两侧设置多个无线信号收发器22，并在车辆上设置车载信息终端机11，车载信息终端机11通过无线信号收发器22实时将设置有该车载信息终端机11的车辆的相关数据发送至数据中心服务器33，数据中心服务器33接收车辆的相关数据并生成相应的控制指令，车载信息终端机11接收数据中心服务器33发送的控制指令，并根据该控制指令控制车辆的行驶状态，可以实现控制车辆自动行驶，进而从根本上控制车辆的违法违章行为，即可以有效控制车辆违法变道、闯红灯、超速驾驶、违法停车、逆向行驶等不按道路行驶要求行驶的行为、以及驾驶员酒驾、疲劳驾驶等违法违章行为。

具体的，在设置有无线信号收发器22的公路路段上，车辆驾驶人员打开自动驾驶开关并在车载信息终端机11上选择当前位置和终点位置，首先，车载信息终端机11通过无线信号收发器22将车辆的当前位置和终点位置发送至数据中心服务器33，数据中心服务器33根据接收到的该车辆的当前位置、终点位置、以及从当前位置到终点位置的各个路段的交通状况为该车辆规划行驶路径，并控制车辆按照该行驶路径行驶；然后，在车辆行驶过程中，车载信息终端机11通过无线信号收发器22将该车辆的车辆行驶状态信息发送至数据中心服务器33，数据中心服务器33根据该车辆的车辆行驶状态信息和该车辆所在公路路段的行驶要求生成相应的控制指令，并将该控制指令通过无线信号收发器22发送至车载信息终端机11，车载信息终端机11根据该控制指令控制车辆的行驶状态。

上述数据中心服务器33将接收到的车辆行驶状态信息(车辆的行驶状态)与交通安全法规所列驾驶员违法驾驶行为代码数据库进行比对分析，交通安全法规所列驾驶员违法驾驶行为代码数据库中预先存储有车辆在各个路段的最低可行驶速度、最高可行驶速度、可变道和不可变道、与同车道同向行驶的车辆间安全距离，全道路道口智能计算机可编程电子信号指令管理系统中预先存储有进入各个道口监管执行程序代码，其中，上述数据中心服务器33根据该车辆的车辆行驶状态信息和该车辆所在公路路段的行驶要求生成相应的控制指令，包括：

当车辆进入公路指定路段的道口时，数据中心服务器33根据该车辆的行驶路径和该道口的行驶要求生成相应的控制指令，该控制信号包括：控制车辆直行的控制指令、控制车辆左转的控制指令、控制车辆右转的控制指令、以及控制车辆等待的控制指令(在车辆所行驶的方向为红灯时)；

当车辆在可变道的公路指定路段行驶时，数据中心服务器33根据该路段各个车道的车流量信息、各个车道上其余车辆间的距离、以及各个车道上其余车辆的车速判断是否符合控制车辆变道的要求，若符合控制车辆变道的要求，则生成相应的控制车辆变道的控制指令；

当车辆在公路指定路段上行驶时，数据中心服务器33根据接收到的车辆行驶状态信息判断该车辆是否符合数据库中预先存储的各个路段的行驶要求，若该车辆的当前行驶车速大于该车辆所在路段的最高可行驶速度，则生成控制车辆减速行驶的控制指令，从而控制车辆在不同限速路段上安装路段的行驶要求行驶；

当车辆在预设时间内遇到红灯时，数据中心服务器33根据车辆的当前车速计算出该车辆的安全刹车距离，并在距该安全刹车距离的预设距离处向车载信息终端机11发出车辆减速行驶的控制指令；同时向与该车辆在同一车道内同向行驶的前后车辆发送相应的控制指令。

在本发明实施例中，可以实现在公路指定路段上自动控制车辆的行驶状态，从而实现全国道路的远程全自动智能化交通监管与控制，一方面，从根本上控制车辆的违法违章行为，另一方面，无需驾驶人员手动驾驶，留给驾驶人员更多的休闲时间，可以为驾驶人员提供数字电视、无线网络服务，同时不会出现疲劳驾驶的情况，很大程度上缓解了追尾、闯红灯、违法变道、逆向行驶、疲劳驾驶、酒驾等违法违章行为的发生。

进一步的，如图2所示，上述车载信息终端机11包括：第一应答式电子测量器111、与上述第一应答式电子测量器111相连接的主控制器112和与上述主控制器112相连接的短无线通信模块113；上述无线信号收发器22包括：第二应答式电子测量器222和与上述第二应答式电子测量器222相连接的无线通信元件221、以及与所述无线通信元件221相连接的光纤通信接口223；

上述第一应答式电子测量器111与上述第二应答式电子测量器222以无线通讯方式连接，用于按照预设频率分别向上述车辆两侧的无线信号收发器22中的第二应答式电子测量器222发送测量信号，并接收上述第二应答式电子测量器222返回的应答信号，将上述测量信号和上述应答信息传输至上述主控制器112；

上述主控制器112用于接收上述测量信号和上述应答信号，并根据上述测量信号和上述应答信号计算得到上述车辆的车辆行驶状态信息，其中上述车辆行驶状态信息包括：上述车辆的车速、方向角、与上述无线信号收发器22间的距离；上述主控制器112还用于将计算得到的车辆行驶状态信息与接收到的数据中心服务器33发送的控制指令进行比对，得到车辆行驶状态修正数据，并通过控制执行机构来改变车辆行驶状态或维持原车辆行驶状态行驶；

上述短无线通信模块113与上述无线通信元件221以无线通讯方式连接，用于将上述车辆的车辆行驶状态信息通过上述无线通信元件221发送至上述无线信号收发器22；

所述光纤通信接口223与所述数据中心服务器33以光纤网络方式连接，用于将所述车辆行驶状态信息发送至所述中心服务器；还用于接收所述数据中心服务器33发送的控制指令，并将所述控制指令通过所述无线通信元件221和短无线通信模块113传输至所述主控制器112。

具体的，上述第一应答式电子测量器111按照预设的时间间隔向道路两边的无线信号收发器22中的第二应答式电子测量器222发出测距信号、测速信号、测角信号等测量寻答信号，然后主控制器112根据第二应答式电子测量器222返回的应答信号计算出车辆的车速、方向角、与道路两侧的无线信号收发器22件的距离值等车辆的车辆行驶状态信息，通过上述短无线通信模块113将车辆行驶状态信息传输至无线信号收发器22，再通过无线信号收发器22中的无线通信元件221传输至数据中心服务器33；数据中心服务器33根据该车辆的当前位置、车辆行驶状态信息、以及该车辆的前后车辆的行驶状态计算得到对该车辆的减速、加速指令值、方向角改变值，并生成相应的加速、减速、转向控制指令，车载信息终端机11根据数据中心服务器33发送的控制指令控制车辆的减速、加速、拐弯、变道等行驶状态。

进一步的，考虑到目前上下班高峰期部分车辆存在堵车的现象，上班高峰期时，从居住集中区向工作集中区的方向的车道上堵车现象比较严重，而反方向则不存在堵车的现象，下班高峰期现象相反；在本发明实施例中，通过将公路各个路段的单向行驶车道实现可变道化，增加上下班高峰期行驶方向的车道数量，减少反方向行驶的车道的数量，从而缓解上下班高分期的堵车现象，基于此，上述数据中心服务器33还用于根据公路上各个路段的车流量生成相应的控制上述无线信号收发器22上箭头方向的控制信号，并将上述控制信号发送至上述无线信号收发器22，以调整单向行驶的道路数量，增加车流量大的方向的单向行驶的道路数量；

上述无线信号收发器22还用于接收上述控制信号，并控制各个无线信号收发器22显示相应的箭头方向，以标识上述无线信号收发器22所在公路路段的车道状态。

在无固定方向道路设施和路标的路段，数据中心服务器33通过控制无线信号收发器22上箭头方向，在数据中心服务器33及电子信息灯的控制导引下，可将全国公路改造和建设成可实时扩变道路，也就是说，在道路无固定标向设置和进行数字编制道路、双向道路入口无阻隔带的路段条件下，数据中心服务器33可通过各路段的通行流量自动调整单向行驶的道路数，从而实现智能扩变“轨道”，达到分流的效果，实现在不改变现有道路的车道数量的情况下，缓解交通拥堵的情况。

具体的，在公路指定路段的道路路口由数据中心服务器33及电子信息灯控制下形成“虚拟路口”，数据中心服务器33根据公路指定路段上各个方向上车流量和道路“脉动规则”(即同一直线路段车辆按脉动方式一波接着一波通行，以给其它方向车辆交叉通过路口时留有通过时间)计算出该路段各个通行方向上的车道数量，以确定车辆在各个车道上当前可行驶的方向；然后，根据各个车道上当前可行驶的方向控制车辆在相应的车道上行驶，同时，控制车载信息终端机11上显示各个车道上当前行驶的方向，此时，驾驶员可通过车载信息终端机11上的显示屏查看到可以进入的车道，从而达到引导车辆分流指引，并在不改变现有的各个路段的车道数量的条件下，达到“治堵”的效果，缓解交通堵塞的现象，即实现道路的智慧化管理。

进一步的，上述无线信号收发器22还包括：与上述光纤通信接口223相连接的控制元件、以及与上述控制元件相连接的显示元件；

上述控制元件用于通过上述光纤通信接口223接收上述数据中心服务器33发送的控制上述显示元件上箭头方向的控制信号；

上述显示元件用于在上述控制元件的控制下，显示与上述控制信号对应的箭头方向，以引导车辆的行驶方向。

进一步的，上述显示元件包括沿车辆行驶方向的两个并列的箭头标识，上述箭头标识分别表示左车道和右车道的箭头方向；

设置于公路指定路段的路口处的无线信号收发器22的显示元件上箭头方向包括：向前、向后、左转、右转或者等待；

设置于公路指定路段的直行道路处的无线信号收发器22的显示元件上箭头方向包括：向前、向后或者等待。

具体的，上述无线信号收发器22采用阵列式的分布方式分布在公路指定路段的路面上车道两侧，在平行于车辆行驶方向上将车身平均长度设置为两个无线信号收发器22的间距，并在垂直于车辆行驶方向上将当前车道宽度设置为两个无线信号收发器22的间距。

其中，按照预设规则设置在公路指定路段两侧的无线信号收发器22阵列，将道路两边形成电子隔墙，车辆行驶在带有电子隔墙的道路中，车辆与无线信号收发器22间的安全距离值、方向角和速度值，实时通过无线信号收发器22传输至数据中心服务器33，数据中心服务器33结合无线信号收发器22自身坐标数据精准地确定车辆的轨迹状态及行驶数据，根据该数据生成相应的控制指令，进而实现控制车辆的自动行驶状态。

进一步的，上述车载信息终端机11还包括：与上述主控制器112相连接的障碍物扫描雷达；

上述障碍物扫描雷达用于按照预设时间间隔发射雷达波，接收雷达波遇到障碍物返回的电信号，并将上述电信号传输至上述主控制器112；

上述主控制器112用于根据上述电信号确定上述障碍物的大小和车辆与上述障碍物间的相对距离，生成相应的分析结果，根据所述分析结果控制车辆的行驶状态；并通过无线信号收发器22将确定出的上述障碍物的大小和车辆与上述障碍物间的相对距离发送至数据中心服务器33。

其中，上述障碍物扫描雷达对在车辆的预设距离范围内道路路面障碍物扫描得到障碍物返回的电信号，然后，通过主控制器112确定障碍物的大小和车辆与该障碍物间的相对距离，根据该障碍物的大小判断车辆是否可以安全通过，若否，则通过控制车辆的制动控制执行器将车辆停止在安全的距离内，同时通过无线信号收发器22将确定出的障碍物的大小和车辆与该障碍物间的相对距离发送至数据中心服务器33，以使数据中心服务器33在生成车辆的控制指令时结合确定出的障碍物的大小和车辆与该障碍物间的距离，可以实现更加准确地控制车辆的自动行驶。

另外，上述车载信息终端机11还可以包括：IC卡加解密及读取器、处理器、缓存器、存储器、液晶触膜屏、HUD屏显器、北斗卫星接收发器和网络定位、车辆信号灯电路控制器、车辆方向角控制器、车辆油门控制器车辆制动控制器、发动机供电电路控制器、OBD2读取器、语音处理器组成、双向交互式导航仪、车辆短无线收发器和WIFI收发器、网络数字电视接收器、应答式电子测距器、障碍物扫描雷达、车内洒精浓度感测器。

其中，上述数据中心服务器33采用分布式服务器，该数据中心服务器33可以包括：车辆轨迹数据库，车辆及驾驶员认证数据库、全国被盗抢车辆数据库、交通安全法规所列驾驶员违法驾驶行为代码数据库、双向交互式导航中心管理系统、时间校正服务器、矢量交通地图、全道路道口智能计算机可编程电子信号指令管理系统、全道路驾驶人行为智能计算机可编程控制指令系统。

具体的，上述数据中心服务器33通过计算机网闸将监管信息与互联网信息分离传输，接收来自车载信息终端机11通过无线信号收发器22发送的车辆行驶状态信息，根据该车辆行驶状态信息和车辆所在公路路段的行驶要求生成相应的控制指令；上述双向交互式导航中心管理系统用于根据车载信息终端机11通过无线信号收发器22回传的车辆行驶轨迹数据，并根据实时道路通行流量及拥堵情况生成相应的控制指令；上述时间校正服务器通过光纤网络和无线通信、内部局域网对中心各服务器和车载信息终端机11进行时间效正服务，使各设备的时间处于标准的统一时间；上述矢量交通地图用于为中心对车辆监管人员提供了可视化的地图标示，车载信息终端机11上的矢量交通地图为驾驶员提供了行驶标示；上述全道路驾驶人行为智能计算机可编程控制指令系统用于将公路拆分为可变道路段可编程控制指令、不可变道路段可编程控制指令、不同限速路段可编程控制指令、前后两车车辆安全间隔距离可编程控制指令，当车辆进入相应的路段时，数据中心服务器33通过无线信号收发器22和光纤网络向车载信息终端机11发出相应的控制指令，驾驶人出现违规操作时，车辆执行系统将优先级操控修正行驶状态；上述驾驶员违法驾驶行为代码数据库，车载信息终端机11通过无线信号收发器22和光纤网络将驾驶员车辆身份信息、酒驾信息、疲劳驾驶信息等违法信息传输到数据中心服务器33与驾驶员违法驾驶行为代码数据库比对得到返回指令，车载信息终端机11执行系统根据指令对驾驶行为进行控制性操作；上述全道路道口智能计算机可编程电子信号指令管理系统用于将公路道口拆分为带有统一电子编码的丁字路口可编程控制指令、十字路口可编程控制指令可编程控制指令、人行横道路口可编程控制指令可编程控制指令，多叉路口可编程控制指令可编程控制指令，当车辆进入所述路口区段时，数据中心服务器33通过无线信号收发器22和光纤网络向车载信息终端机11发出相应的控制指令，驾驶人出现违规操作时，车辆执行系统将优先级操控修正行驶状态；即对全国全道路道口进行编制管理，并根据路况及车流、车速、公路设计标准，计算出合理分流、调节道路的通行切变数据指令传达给车载信息终端机11(车内显示屏可显示道口指示信号)和道口光学红绿灯，通过实时道路车流量数据，全道路道口智能计算机可编程电子信号指令管理系统可作出分流和双向车道的可单向扩变“道路”数；

进一步的，考虑到存在一些车辆控制异常的特殊情况，为实现在紧急情况下执法人员及时对车辆进行强制停车执法，基于此，上述系统还包括：分别与上述数据中心服务器33和上述车载信息终端机11连接的手持执法终端机；

上述手持执法终端机用于接收上述数据中心服务器33发送的执法控制信号，并向与上述执法控制信号对应的上述车载信息终端机11下发控制信息和/或警示信息；该手持执法终端机可以包括：液晶显示屏、短无线收发器、数据处理器、数据存储器、4G网络、电源。

进一步的，由于利用上述智能公路交通系统来控制车辆行驶，无需驾驶人员手动驾驶，留给驾驶人员更多的休闲时间，且各个无线信号收发器22均与光纤网络连接，因而，可以实现实时为驾驶人员和其余乘车人员提供wifi信号，基于此，上述车载信息终端机11还包括：与上述光纤通信接口223相连接的互联网wifi热点收发器；

上述互联网wifi热点收发器用于向上述车辆内的人员的移动终端发射wifi信号，以使上述车辆内人员使用上述wifi信号获取互联网数据服务；

上述数据中心服务器33还用于通过网闸将互联网数据和上述车载信息终端机11传输的相关车辆数据分离，并将上述互联网数据传输至公共互联网。

另外，上述车载信息终端机11还可以包括：语音处理器和显示器；

上述语音处理器和上述显示器均与上述短无线通信模块113相连接；

上述语音处理器用于通过上述短无线通信模块113接收上述手持执法终端机下发的警示信息，并播报上述警示信息；还用于播报数据中心服务器33控制车辆行驶的行驶路径、以及播报数据中心服务器33分析得到的各个车道的可行驶方向；

上述显示器用于通过上述短无线通信模块113接收上述手持执法终端机下发的上述警示信息，显示上述警示信息；还用于显示数据中心服务器33控制车辆行驶的行驶路径、以及显示数据中心服务器33分析得到的各个车道的可行驶方向。

在本发明实施例提供的控制车辆行驶的智能公路交通系统中，通过在公路指定路段设置多个无线信号收发器22，并在车辆上设置车载信息终端机11，车载信息终端机11通过无线信号收发器22实时将设置有该车载信息终端机11的车辆的相关数据发送至数据中心服务器33，数据中心服务器33接收车辆的相关数据并生成相应的控制指令，车载信息终端机11接收数据中心服务器33发送的控制指令，并根据该控制指令控制车辆的行驶状态，可以实现控制车辆自动行驶，进而从根本上控制车辆的违法违章行为；进一步的，通过数据中心服务器33控制设置于公路指定路段的多个无线信号收发器22的箭头显示状态，使单向行驶车道实现可变道化，增加高峰期行驶方向的行驶车道数量，从而缓解高峰期堵车的现象。

本发明实施例还提供了一种应用上述系统控制车辆行驶的方法，如图3所示，该方法包括：

步骤S302：上述数据中心服务器33接收车载信息终端机11通过无线信号收发器22发送的车辆的当前位置、终点位置、以及车辆行驶状态信息；

步骤S304：上述数据中心服务器33根据上述车辆的当前位置、终点位置和当前各个路段的交通状况规划上述车辆的行驶路径，控制上述车辆按照上述行驶路径从上述当前位置行驶至上述终点位置；

步骤S306：上述数据中心服务器33根据上述车辆行驶状态信息和上述车辆所在公路路段生成相应的控制指令，并将上述控制指令通过上述无线信号收发器22发送至上述车载信息终端机11，以使上述车载信息终端机11根据上述控制指令控制上述车辆在上述公路上的自动行驶状态。

在本发明实施例提供的控制车辆行驶的方法中，通过在公路指定路段设置多个无线信号收发器22，并在车辆上设置车载信息终端机11，车载信息终端机11通过无线信号收发器22实时将设置有该车载信息终端机11的车辆的相关数据发送至数据中心服务器33，数据中心服务器33接收车辆的相关数据并生成相应的控制指令，车载信息终端机11接收数据中心服务器33发送的控制指令，并根据该控制指令控制车辆的行驶状态，可以实现控制车辆自动行驶，进而从根本上控制车辆的违法违章行为。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种控制车辆行驶的智能公路交通系统，其特征在于，所述系统包括：设置于公路指定路段的路面上车道两侧的多个无线信号收发器、设置于车辆上的车载信息终端机、以及设置于交管部门侧的数据中心服务器；

其中，所述无线信号收发器与所述车载信息终端机以无线通讯方式连接并与所述数据中心服务器以光纤网络方式连接，用于接收所述车载信息终端机发送的所述车辆的当前位置、终点位置、以及车辆行驶状态信息，并将所述车辆的当前位置、终点位置、以及车辆行驶状态信息发送至所述数据中心服务器；还用于接收所述数据中心服务器发送的控制指令，并将所述控制指令发送至所述车载信息终端机；

所述数据中心服务器用于根据接收到的所述车辆的当前位置、终点位置、以及当前各个路段的交通状况规划所述车辆的行驶路径，控制所述车辆按照所述行驶路径从所述当前位置行驶至所述终点位置，并接收所述无线信号收发器发送的所述车辆行驶状态信息，根据所述行驶路径、所述车辆行驶状态信息和所述车辆所在公路路段生成相应的控制指令，将所述控制指令通过所述无线信号收发器发送至所述车载信息终端机；

所述车载信息终端机用于将所述车辆的当前位置、终点位置、以及所述车辆行驶状态信息通过所述无线信号收发器发送至所述数据中心服务器，并接收所述无线信号收发器传输的所述控制指令，根据所述控制指令控制所述车辆在所述公路上的自动行驶状态；

所述车载信息终端机包括：第一应答式电子测量器、与所述第一应答式电子测量器相连接的主控制器和与所述主控制器相连接的短无线通信模块；所述无线信号收发器包括：第二应答式电子测量器和与所述第二应答式电子测量器相连接的无线通信元件、以及与所述无线通信元件相连接的光纤通信接口；

所述第一应答式电子测量器与所述第二应答式电子测量器以无线通讯方式连接，用于按照预设频率分别向所述车辆两侧的无线信号收发器中的第二应答式电子测量器发送测量信号，并接收所述第二应答式电子测量器返回的应答信号，将所述测量信号和所述应答信号传输至所述主控制器；

所述主控制器用于接收所述测量信号和所述应答信号，并根据所述测量信号和所述应答信号计算得到所述车辆的车辆行驶状态信息，其中所述车辆行驶状态信息包括：所述车辆的车速、方向角、与所述无线信号收发器间的距离；

所述短无线通信模块与所述无线通信元件以无线通讯方式连接，用于将所述车辆的车辆行驶状态信息通过所述无线通信元件发送至所述无线信号收发器；

所述光纤通信接口与所述数据中心服务器以光纤网络方式连接，用于将所述车辆行驶状态信息发送至所述数据中心服务器；还用于接收所述数据中心服务器发送的控制指令，并将所述控制指令通过所述无线通信元件和短无线通信模块传输至所述主控制器。

2.根据权利要求1所述的控制车辆行驶的智能公路交通系统，其特征在于，所述数据中心服务器还用于根据公路上各个路段的车流量生成相应的控制所述无线信号收发器上箭头方向的控制信号，并将所述控制信号发送至所述无线信号收发器，以调整单向行驶的道路数量，增加车流量大的方向的单向行驶的道路数量；

所述无线信号收发器还用于接收所述控制信号，并控制各个无线信号收发器显示相应的箭头方向，以标识所述无线信号收发器所在公路路段的车道状态。

3.根据权利要求2所述的控制车辆行驶的智能公路交通系统，其特征在于，所述无线信号收发器还包括：与所述光纤通信接口相连接的控制元件、以及与所述控制元件相连接的显示元件；

所述控制元件用于通过所述光纤通信接口接收所述数据中心服务器发送的控制所述显示元件上箭头方向的控制信号；

所述显示元件用于在所述控制元件的控制下，显示与所述控制信号对应的箭头方向，以引导车辆的行驶方向。

4.根据权利要求3所述的控制车辆行驶的智能公路交通系统，其特征在于，所述显示元件包括沿车辆行驶方向的两个并列的箭头标识，所述箭头标识分别表示左车道和右车道的箭头方向；

设置于公路指定路段的路口处的无线信号收发器的显示元件上箭头方向包括：向前、向后、左转、右转或者等待；

设置于公路指定路段的直行道路处的无线信号收发器的显示元件上箭头方向包括：向前、向后或者等待。

5.根据权利要求1所述的控制车辆行驶的智能公路交通系统，其特征在于，所述无线信号收发器采用阵列式的分布方式分布在公路指定路段的路面上车道两侧，在平行于车辆行驶方向上将车身平均长度设置为两个无线信号收发器的间距，并在垂直于车辆行驶方向上将当前车道宽度设置为两个无线信号收发器的间距。

6.根据权利要求1所述的控制车辆行驶的智能公路交通系统，其特征在于，所述车载信息终端机还包括：与所述主控制器相连接的障碍物扫描雷达；

所述障碍物扫描雷达用于按照预设时间间隔发射雷达波，接收雷达波遇到障碍物返回的电信号，并将所述电信号传输至所述主控制器；

所述主控制器用于根据所述电信号确定所述障碍物的大小和车辆与所述障碍物间的相对距离，生成相应的分析结果，根据所述分析结果控制车辆的行驶状态；并通过无线信号收发器将确定出的所述障碍物的大小和车辆与所述障碍物间的相对距离发送至数据中心服务器。

7.根据权利要求1所述的控制车辆行驶的智能公路交通系统，其特征在于，所述系统还包括：分别与所述数据中心服务器和所述车载信息终端机连接的手持执法终端机；

所述手持执法终端机用于接收所述数据中心服务器发送的执法控制信号，并向与所述执法控制信号对应的所述车载信息终端机下发控制信息和/或警示信息。

8.根据权利要求1所述的控制车辆行驶的智能公路交通系统，其特征在于，所述车载信息终端机还包括：与所述光纤通信接口相连接的互联网wifi热点收发器；

所述互联网wifi热点收发器用于向所述车辆内的人员的移动终端发射wifi信号，以使所述车辆内人员使用所述wifi信号获取互联网数据服务；

所述数据中心服务器还用于通过网闸将互联网数据和所述车载信息终端机传输的相关车辆数据分离，并将所述互联网数据传输至公共互联网。

9.一种应用权利要求1至8任一项所述的系统控制车辆行驶的方法，其特征在于，所述方法包括：

所述数据中心服务器接收车载信息终端机通过无线信号收发器发送的车辆的当前位置、终点位置、以及车辆行驶状态信息；

所述数据中心服务器根据所述车辆的当前位置、终点位置和当前各个路段的交通状况规划所述车辆的行驶路径，控制所述车辆按照所述行驶路径从所述当前位置行驶至所述终点位置；

所述数据中心服务器根据所述车辆行驶状态信息和所述车辆所在公路路段生成相应的控制指令，并将所述控制指令通过所述无线信号收发器发送至所述车载信息终端机，以使所述车载信息终端机根据所述控制指令控制所述车辆在所述公路上的自动行驶状态。