CN105730444A - 一种高速公路交通安全管制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高速公路交通安全管制方法，包括交管总系统、车载子系统；所述的每个车载子系统包括：主控单元以及分别与主控单元连接的集油门和制动为一体的车速控制单元，北斗卫星定位单元，转向控制单元，灯光控制单元，语音提示单元，网络单元，存储单元；每辆车在高速公路入口处启动车载子系统，车载子系统将路况和车辆运行状况实时传到交管总系统，交管总系统实时下达指令到子系统，形成交流管制。本发明利用物联网手段监测高速公路上运行车辆的运行轨道，对越道行为作出预判并自动矫正，为交通法规的规范和执行提供帮助，是一种高效的高速公路交通安全管制方法。

Description

一种高速公路交通安全管制方法

技术领域

本发明属于未来物联网高速车辆监测领域，具体涉及一种高速公路交通安全管制方法，利用物联网手段监测高速公路上运行车辆的运行轨道，对越道行为作

出预判并自动矫正。为交通法规的规范和执行提供帮助。

背景技术

目前国内高速公路网络越来越发达，高速公路出行也越来越普遍，甚至出现交通拥挤的状况。高速公路上交通事故频发，各种违背交通法规的行为是造成交通事故的主要因素。其中大多因超速行驶、随意变道和疲劳驾驶造成。而对于这些明显的违法行为，交管部门又无法及时获取相关违法证据，依法进行处置，使得绝大部分高速公路上的车辆违法行为都是在出了交通事故后才得以查实并进行处罚。

目前，交管部门进行的一系列已有监管手段局限在车流量和区间测速。最原始做法是在高速公路上安装车辆速度检测器和拍照设备，当车辆速度检测器检测出路过的车辆超速时，启动拍照设备，记录下超车车辆的信息。

据了解，奇瑞公司不久前发明了一套“高速公路限速系统及方法”，该方法对于高速公路上车速的限制可以起到很好的作用。能有效的减少因超速造成的交通事故。

但实际中也知道，仅通过对车速的限制，只能减少超速引发的安全事故。而对于疲劳驾驶和随意变道引发的撞车和冲出护栏等意外几乎没有任何帮助。国内很多汽车还未配备导航系统，而手机导航电量损耗快且误差较大，使用也不广泛。大多数国内司机上高速后都是通过看交通指示牌的方式确定出口位置的，在行车过程中很容易需要高度集中注意力，特别是视觉注意力，总是转移注意去看路牌提示信息会使驾驶员分心，发生意外。过于专心开车的驾驶员，有时又会错过路牌的提示信息而错过出站口，这种情况在国内经常发生。这种情况，理智的处理可能会误了行程，冲动地逆行可能造成严重的交通事故。

总之，目前国内高速交通事故频发且通常损失严重。传统的交通监管手段早已无法深入到整个行车过程中的方方面面，且缺乏实质性效果。而某瑞公司提出的限速系统和方法仅能在一定范围内缓解车辆行驶过程和超车过程中的超速问题及其引发的安全事故，并不能应对高速公路车辆行驶过程中可能且是经常出现的一些如疲劳驾驶和随意变道引发的撞车和冲出护栏等意外事故。而且车辆行驶是一个不断的变速过程，仅靠它们所述方案中对超车理论时间的计算和与实际时间的对比是无法准确保证车辆安全的。

发明内容

本发明提供了一种高速公路上规范车辆安全行驶的管制方法。能避免高速公路上实际车辆运行中可能出现的一系列因违法违规驾驶行为所引发的意外交通事故。

本发明采用如下技术方案实现：

一种高速公路交通安全管制方法，包括交管总系统、车载子系统；所述的每个车载子系统包括：主控单元以及分别与主控单元连接的集油门和制动为一体的车速控制单元，北斗卫星定位单元，转向控制单元，灯光控制单元，语音与警报单元，网络单元，记录与存储单元；每辆车在高速公路入口处启动车载子系统，车载子系统将路况和车辆运行状况实时传到交管总系统，交管总系统实时下达指令到子系统，形成交流管制；

所述车速控制单元用于调整车速，通过控制减少给油或进行制动实现对车速的控制；

所述北斗卫星定位单元用于对高速公路上行驶车辆提供具体的位置信息，根据定位的信息可以判断具体行驶的路段和行驶的车道，以及获取各车辆间的相对位置信息；

所述转向控制单元用于控制车胎的转向角，对车胎的角度进行简单地微调；

所述灯光控制单元用于控制车内外所有灯光的开闭，并且记录各灯光的开闭状态；

所述语音与警报单元用于在需要的情况下给出语音提示，并在适当的时候发出警报；

所述网络单元用于子系统与交管总系统间收发数据信息；

所述记录与存储单元用于记录车辆行驶过程中的数据信息。

若当前车距小于当前车速对应的安全车距时，车速控制单元会控制减少给油或进行制动；通过语音提示和警报单元提示：车距过近；当车速高于当前车道所允许的最大车速时，车速控制单元会适当减少给油或制动使得车速保持在允许的最大车速以下，通过语音提示和警报单元提示已超速；超速的具体时间和位置信息会被系统记录下来并发送到交管总系统。

根据道路信息和定位信息，判断车辆偏离车道后，语音与警报单元会提示偏离车道，并通过转向控制单元，控制轮胎方向角向正确方向上转动一定角度修正其方向使车辆回到正确的轨道。

灯光控制单元控制夜间行车的灯光状态，定位信息得知对面来车时，自动控制灯光按照交通法规执行变换示意并打到近光灯，当前方无车辆时自动换成远光，跟车状态下自动切换到近光。

北斗卫星定位单元同时还起着高速公路专用导航的功能，上高速时选择下高速的站点，在快到达出口时会提示提前变道下高速。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.从多方面个角度规范了高速驾驶的行为。例如在高速公路上按各车道相应车速行驶。变道前需要打转向灯并鸣笛示意。夜间行车的灯光正确使用规范。这些交规只有在科目一考试时才会被学员注意到，拿到驾照上路后，这些交通法规很容易被忘记。本系统可以时刻提醒驾驶员的行为规范。并督促他们遵守交通法规，并且在可以获取违章证据的情况下，真正做到有法可依，有法必依，执法必严，违法必究。使得交通法规不再是形同虚设，没有交警或监控长期监视的环境下大家自觉遵守规则。

2.高速公路上出现交通事故。绝大部分情况下是因为超速、随意变道、逆行、疲劳驾驶等原因造成。对于高速公路这种意外事故频发的路段，利用本发明的系统，通过规范驾驶员依法行驶的过程能大大降低交通意外事故的发生率，保障千家万户的出行安全。即使发生意外事故，也能在第一时间被有关部门如交管部门和医疗部门知道，即使采取救助措施。还能为事故原因调查提供详细可靠的数据作为依据。

3.车联网实现统一远程监管，给交管部门的工作提供了很大的便利。坐在监测站房间办公室内就能了解到整条高速的路况和车况。并且系统是全国连网的，也就是能使全国高速公路线路的有关状况汇集到一起，方便更高层有关部门（公安厅等）的统筹规划和管理。

附图说明

图1是本发明高速公路安全管制系统的整体系统框图。

图2是本发明车载子系统的整体结构框图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，本发明是一个全国高速公路联网的一个高速管制方法。本方法只对高速公路上运行的汽车产生作用。每辆车在高速公路入口处会启动车载子系统。车载子系统能将路况和车辆运行状况实时传到总系统，总系统实时下达指令到子系统。形成交流管制。每个车载子系统包括如下单元：主控单元，集油门和制动为一体的车速控制单元，北斗卫星定位单元，转向控制单元，灯光控制单元，语音与警报单元，网络单元，记录与存储单元；卫星定位系统、车灯、车内数据单元、方向模块、油门与制动模块、汽车系统中的其它模块均属于现有技术。

主控单元是一款TI公司生产的TM4C123系列的一款ARM核心平台。各控制单元作为它的外设被控制，嵌入式子系统的各个功能单元与汽车系统的各功能模块结合并控制汽车上的有关设备执行各模块功能。使得汽车上的各种功能模块不仅可以收到汽车系统中固有的一些人工操作，还可以被嵌入式系统的主控单元控制，相应的数据会与总系统进行通讯。通过各个车上的子系统使各车辆能够更加安全规范的在高速公路上行驶。并且与主系统共享数据使高速公路运行更加便于管控。

下面对本发明所述系统包含的各单元功能分别进行介绍。

车速控制单元用于调整车速。交通法规中，对于不同的车速，车辆间应保持不同的车距。若当前车距小于当前车速对应的安全车距时，车速控制系统会控制减少给油或进行制动。并提示：车距过近。当车速高于当前车道所允许的最大车速时，车速控制系统会适当减少给油或制动使得车速保持在允许的最大车速以下。并提示已超速。超速的具体时间和位置信息会被系统记录下来并发送到交管总系统。

北斗卫星定位单元用于对高速公路上行驶车辆提供具体的位置信息。北斗卫星定位系统是全球卫星定位系统的一种，它工作的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。根据定位的信息可以判断具体行驶的路段和行驶的车道，还可以获取各车辆间的相对位置信息。北斗定位单元同时还起着高速公路专用导航的功能，上高速时选择下高速的站点，在快到达出口时会提示你提前变道下高速。这可以避免很多因看交通指示牌分散了注意力而出现交通事故或者漏看指示牌而导致错过出口等的问题。

转向控制单元可以控制车胎的转向角。对车胎的角度进行简单地微调。在高速公路上车辆行驶过程中经常会由于突然变道或者未给予足够的提示就变道的违法行为而造成意外事故。特别是在一些长距离驾驶过程中，司机因疲劳驾驶无法全神贯注集中注意力，在高速过程中小角度方向盘的转动导致所驾驶车辆突然越道甚至冲出高速公路护栏等意外事故。此时根据道路信息和定位信息，可以发现车辆偏离车道。警报装置会提示偏离车道。并通过转向控制单元，控制轮胎方向角向正确方向上转动一定角度修正其方向使其回到正确的轨道。警报可以起到监督提醒功能。当车辆合理变道过程中，也就是驾驶员主观变道时，这个系统功能似乎起到了阻碍的作用。其实，当驾驶员想进行合理变道操作时，按照交通法规规定，车辆变道前需开启闪光灯3-5秒鸣笛示意后方可进行转向操作。也就是说该系统防止意外转向功能不仅没有实质性阻碍转向操作，反而起到了监督驾驶员在高速公路上严格按照交通法规进行操作。当你完成了变道前的闪光灯和鸣笛示意操作后，偏离轨道被视为合理过程，系统不会发出警报，转向控制单元也不会进行角度修正操作。一旦变道进入新的车道以后，关闭转向灯表明变道结束。转向控制系统只是一个小角度的调整，是一个弱过程，若道路出现不可预估意外需紧急变道或转向时，驾驶员大角度直接打方向盘，转向控制单元的弱作用会被强制取消。不会因未严格执行交通法规而导致方向盘转向失灵的状况。但此时的违规行为会被记录在案。

灯光控制单元可以控制车内外所有灯光的开闭，并且能记录各灯光的开闭状态。在夜间会车时，强光灯非常刺眼，往往会使对面来车司机产生目眩的短暂失去视觉的恐怖反应。交通法规中也有明确的规定，夜间会车，两车相距150m时需交替变换远近光灯示意，并最终停在近光灯上。灯光控制单元控制夜间行车的灯光状态，定位信息得知对面来车时，自动控制灯光按照交通法规执行变换示意并打到近光灯，当前方无车辆时自动换成远光，跟车状态下自动切换到近光。灯光记录功能可以为一些违规操作行为提供证据。

语音与警报单元可以在需要的情况下给出语音提示，并在适当的时候发出警报。比如：已超速、与前方车距过近、偏离车道、请系好安全带等。

网络单元用于子系统与交管系统间收发一切数据信息。

记录与存储单元用于记录车辆行驶过程中的一切数据信息。包括：实时车速、前后方车距、超速行驶时间段、灯光实时状态等。

实施例一：

正常同车道跟车行进状态下。

首先定位系统会获取驾驶车辆的当前位置信息，和前方车辆的当前位置信息。获得驾驶车辆所在的车道信息，根据驾驶车辆所在的车道信息可以从交管部门获取当前轨道的行驶速度区间。当驾驶车辆的车速低于当前车道的最低行驶速度时，警报系统的语音会提示你当前速度低于当前车道的最低行驶速度，请提速或转入低速车道行驶。当驾驶车辆的车速高于当前车道的最高行驶速度时，警报系统会语音提示你，已超速，请减速行驶。并且会启动车速控制单元，减小油门或进行必要的制动操作使车速降到当前车道所允许的最高车速以下，并保持该速度。

当在正常车速范围内行驶时，相同车道前方有车，定位后会计算前方车辆与驾驶车辆的相对位置关系和当前相对车速情况。按照交通法规标准，根据车速确认前方车辆与驾驶车辆的安全车距，如果跟车距离小于安全车距，警报系统会语音提示驾驶车辆车距过近，请减速保持安全车距。当驾驶车辆与前方车辆的当前车距小于安全车距的一半时，系统会在语音提示的同时启动车速控制系统进行制动控制，使车距保持在安全距离以上。

当然行车数据记录单元会将驾驶车辆的整个过程记录下来并传回监管站点。（该站点可以就设在收费站）驾驶车辆的超速时间段，安全车距以内的时间段都会被记录下来。违法违规行为会被记录在案，扩分罚款难逃法律制裁。

实施例二：

自然行进过程中。在驾驶员按照交通法规，按标准车速行驶过程中。如遇到前方不远处有车辆变道，也会有语音提示，前方车辆即将离开或驶入车道。（这里的车道指被提示车辆当前行驶车道）当然，在驾驶车辆主动变道时也会提示你后方的车辆。同时，当临近出口时，也会提前提示驾驶员向慢车道变道，并且提示驾驶车辆驶离主道，从对应匝道使出。

实施例三：

防止疲劳驾驶，规范变道前依法操作。在疲劳驾驶过程中，很容易出现方向偏离车道的状况，驾驶员一旦没能及时作出反应，很有可能突然冲到旁边车道撞上其它车辆甚至冲出高速公路护栏造成更为严重的意外事故。车辆首先经过定位，获取其位置和车道信息，当车辆无故偏离原车道并触碰车道边界时，警报系统会报警偏离车道，并且转向控制系统会启动，小角度调整方向修正路线。使其回到原有车道。

当驾驶员想要变道时，首先需开启转向灯3-5秒后鸣笛获得转向许可，暂时解除转向控制单元的方向矫正。这是可以进行变道操作，不会受到警报系统和转向控制单元的阻碍。当完成转向前的认证操作后，后方150米以内的其他车辆会收到前方有车辆变道的提示，也会有所心理准备。若后方车辆正在高速行驶离你越来越近相对距离在安全距离之内且有要超车之势时，会有语音提示后方高速超车，不宜变道。此时只能选择等车辆经过之后再进行变道。

当驾驶员未按要求执行变道前的合法操作时，系统会默认为驾驶员处于疲劳驾驶状态，变道属于非主观行为，转向控制单元会启动使你无法变道。并驾驶员你发出警报。

当然行车数据记录单元会将驾驶员的整个过程记录下来并传回监管站点。（该站点可以就设在收费站）你的违章变道行为发生的时间段会被记录下来。违法违规行为会被记录在案，扩分罚款难逃法律制裁。

实施例四：

当在路上遇到紧急状况时，需要临时停车。通过按下紧急按钮，打开双闪。同时车辆的信息状况会被发送给监管站点。车辆的意外情况会被通报给交管部门，不需要驾驶员打电话报警。交警会主动与驾驶员电话联系。车辆抛锚，交警能通过定位很快找到车辆。并给予帮助。若出现交通意外，可能驾驶员无力发出求救信号。此时交管部门同样能够第一时间获取你的位置及所有有关信息，并第一时间展开救助。当然，后方来车都会收到提示并做好绕道准备。也不至于发生连环意外事故。并且行车数据记录单元具有飞机上黑匣子的类似功能，能够帮助交警尽快还原事故发生情形和协助完成事故原因的调查。

Claims (5)

1.一种高速公路交通安全管制方法，其特征在于：包括交管总系统、车载子系统；所述的每个车载子系统包括：主控单元以及分别与主控单元连接的集油门和制动为一体的车速控制单元，北斗卫星定位单元，转向控制单元，灯光控制单元，语音与警报单元，网络单元，记录与存储单元；每辆车在高速公路入口处启动车载子系统，车载子系统将路况和车辆运行状况实时传到交管总系统，交管总系统实时下达指令到子系统，形成交流管制；

所述车速控制单元用于调整车速，通过控制减少给油或进行制动实现对车速的控制；

所述北斗卫星定位单元用于对高速公路上行驶车辆提供具体的位置信息，根据定位的信息可以判断具体行驶的路段和行驶的车道，以及获取各车辆间的相对位置信息；

所述转向控制单元用于控制车胎的转向角，对车胎的角度进行简单地微调；

所述灯光控制单元用于控制车内外所有灯光的开闭，并且记录各灯光的开闭状态；

所述语音与警报单元用于在需要的情况下给出语音提示，并在适当的时候发出警报；

所述网络单元用于子系统与交管总系统间收发数据信息；

所述记录与存储单元用于记录车辆行驶过程中的数据信息。

2.根据权利要求1所述的一种高速公路交通安全管制方法，其特征在于：若当前车距小于当前车速对应的安全车距时，车速控制单元会控制减少给油或进行制动；通过语音与警报单元提示：车距过近；当车速高于当前车道所允许的最大车速时，车速控制单元会适当减少给油或制动使得车速保持在允许的最大车速以下，通过语音与警报单元提示已超速；超速的具体时间和位置信息会被系统记录下来并发送到交管总系统。

3.根据权利要求2所述的一种高速公路交通安全管制方法，其特征在于：根据道路信息和定位信息，判断车辆偏离车道后，语音与警报单元会提示偏离车道，并通过转向控制单元，控制轮胎方向角向正确方向上转动一定角度修正其方向使车辆回到正确的轨道。

4.根据权利要求3所述的一种高速公路交通安全管制方法，其特征在于：灯光控制单元控制夜间行车的灯光状态，定位信息得知对面来车时，自动控制灯光按照交通法规执行变换示意并打到近光灯，当前方无车辆时自动换成远光，跟车状态下自动切换到近光。

5.根据权利要求4所述的一种高速公路交通安全管制方法，其特征在于：北斗卫星定位单元同时还起着高速公路专用导航的功能，上高速时选择下高速的站点，在快到达出口时会提示提前变道下高速。