CN105844938A - 一种高速公路智能路钮系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高速公路智能路钮系统，该系统在传统发光路钮的基础上，增加读、写和存储模块，使其具有存储和读取数据的功能，并通过车载端的显示器显示车辆位置、道路平、纵、横线形参数，从而准确指导驾驶员的驾驶行为。该系统由服务中心子系统、车载子系统和路面子系统组成；其中服务中心子系统由服务器和手持终端组成，路面子系统由写入路钮、标签路钮组成，车载子系统由阅读器和显示器组成，服务中心子系统与写入路钮通过电源数据线连接或通过手持终端进行通信，写入路钮与标签路钮通过电源数据线连接通信，智能路钮系统阅读器和标签路钮通过902‑928MHz特高频RFID射频识别技术进行通信。

Description

一种高速公路智能路钮系统

所属技术领域

本发明涉及一种智能路钮，该路钮可以存储车辆位置、道路平、纵、横线形参数，通过车载端读取这些参数，可以准确指导驾驶员驾驶车辆。

背景技术

路钮又叫路钉或猫眼，是一种突起路标。突起路标是固定于路面上起标线作用的突起标记块，可用来标记对向车行道分界线、同向车行道分界线、车行道边缘线等，也可用来标记弯道、进出口匝道、导流标线、道路变窄、路面障碍物等危险路段。路钮是粘贴或锚固在路面上，用来警告，诱导或告知司机道路轮廓或道路前进方向的装置，它可分为反光路钮和不反光路钮两大类，一般与标线配合使用。

公开号为2218198的实用新型专利公开了一种180°反光路钉，该路钉是由外壳、塑料骨架、反光膜、橡胶密封圈组成,其外壳内镶有塑料骨架，塑料骨架上粘有反光膜，外壳与塑料骨架之间装有橡胶密封圈，塑料骨架凸出部分角度为30°—60°,外壳是由强化玻璃制成，该实用新型与现有塑料路钉相比反光性能好，折射角度科学，自洁性能好且使用寿命长。

公开号为103452057A的发明专利公开了一种太阳能道钉，包括上盖、下盖、灯具、太阳能控制板、电池和反光板，该发明涉及的道钉具有主动发光的功能，能够起到更有效的指示作用，避免交通事故的发生，同时还具有节能、环保、自动化控制的特点。

公开号为2911829的实用新型公开了一种在道路上用于车辆检测的感应型路钉,该实用新型使用磁线圈感应检测车辆对地磁的扰动，利用窗口比较器检测信号的变化量，用微处理器判别变化量的大小从而快速判断出有无车辆通过。

公开号为203007865U的实用新型公开了一种道钉，包括壳体、钉脚以及反光晶片，并将壳体为陶瓷半球形壳体，将反光晶片固定于半球形壳体的上表面，使该道钉具有更好的耐压性能。

以上专利和现有技术与最初不发光路钮相比均有不同的进步，有的具有反光功能，有的具有发光功能，有的具有检测功能，还有对路钮结构进行了优化，对更好发挥路钮的交通功能起到了促进作用。

但是，以上专利和现有技术存与本专利相比均存在一定的不足：

首先，传统路钮视线诱导距离无法突破视距。传统路钮视线诱导原理是采用突起、发光或反光来突出、强调车道边界，从而进行视线诱导，传统路钮视线诱导距离无法突破视距，无法对较远处的道路线形做出准确判断，特别是道路坡度做出准确判断。

其次，传统路钮视线诱导效果有局限性。传统路钮只能在低速道路上或平直道路上具有较好的视线诱导效果，目前反光路钮和发光路钮主要用于城市道路中央分隔带，以提示司机按道行驶，由于安装位置低，仅在低速道路上具有较好的视线诱导效果。高速公路夜间视线诱导主要采用反光轮廓标或发光轮廓标，安装在护栏上，在平直路段可视反光距离可达350米，车速低于80km/h时，具有较好的视线诱导效果，而在曲线路段和坡路段，或者车速超过80km/h时，则视线诱导效果较差，特别是反光轮廓标，几乎不能起到视线诱导作用。

第三，无法满足未来超高速公路视线诱导要求。目前我国对于设计车速超过120km/h的超高速公路的研究已经开始，以上发光路钮和发光轮廓标无法满足超高速公路视线诱导要求。

此外，社会经济的发展也对交通安全和交通效率提出了更高的要求，电子技术、通讯技术的发展为提高道路交通安全和交通效率创造了有利条件，因此本专利提出了具有存储功能路钮的技术方案，将车辆位置、道路平、纵、横线形参数存储到智能路钮内，当车辆经过该路钮时，能够快速读取这些数据，并以图形的形式显示在LED屏幕上，从而指导驾驶员的驾驶行为。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明专利要解决的技术问题是，在传统发光路钮的基础上，增加读、写和存储模块，使其具有存储和读取数据的功能，并通过车载端的显示器显示车辆位置、道路平、纵、横线形参数，从而指导驾驶员的驾驶行为。

(2)技术方案

本发明专利涉及的智能路钮系统由车路面子系统、载子系统和服务中心子系统组成。路面子系统由写入路钮、标签路钮组成；车载子系统由阅读器和显示器组成；服务中心子系统由服务器和手持终端组成；此外，各子系统还包括电源和连接线路。智能路钮系统阅读器和标签路钮通过特高频(902-928MHz)RFID射频识别技术进行通信。

路面子系统由写入路钮和标签路钮及其接线组成。路面子系统在路面铺设施工时被埋入路面结构层，顶部与路面平齐，可避免车辆碾压时出现颠簸。埋设位置位于汽车行驶在车道正中心时驾驶员的正下方，这样汽车行驶在车道正中央时，发光路钮形成的视线诱导线条位于驾驶员的正前方。写入路钮安装在需要良好视线诱导的道路起点或车道入口处，写入路钮除具有传统发光路钮所具备的发光结构外，还具备写入接口和存储空间，可通过手持终端或者服务中心子系统的服务器写入路钮位置，和所在路段道路平、纵、横线形参数。标签路钮与写入路钮通过导线相连，标签路钮除具有传统发光路钮所具备的发光结构外，还具备射频发射结构。车辆驶过标签路钮位置时，能够通过RFID准确读取写入路钮内存储的道路平、纵、横线形参数，同时读取标签路钮的位置参数，也即车辆所在的准确位置。与GPS定位系统和手机基站定位相比，智能路钮系统定位精确度高，延误时间短，实时性强。

车载子系统由阅读器和显示器组成。组成车载子系统的阅读器安装在车辆底部，驾驶员正下方，当车辆在车道正中央行驶时，阅读器位于标签路钮的正上方，此时阅读器与标签路钮距离最近，为车辆最小离地间隙。组成车载子系统的显示器与车载导航系统兼容，车载导航系统地图采用道路设计时的平、纵、横参数。车载子系统显示器能够将从标签路钮读取的坐标信息代替GPS坐标信息，从而能够更精确、快速的实现定位，并且显示在用从标签路钮读取的平、纵、横参数绘制的地图上。

服务中心子系统，由服务器和手持终端组成。服务中心子系统服务器管理多条设有智能路钮的道路和众多的车载子系统。服务中心子系统具有路面子系统信息写入和车载子系统地图生成的功能。服务中心子系统服务器可通过导线与路面子系统连接，从而实现标签路钮位置信息和道路线形信息的写入，也可用手持终端实现较偏远地区无有线连接的路面子系统信息的写入。车载子系统通过服务中心子系统手持终端完成车载子系统地图的生成。

(3)有益的效果

智能路钮能够存储车辆位置、道路平、纵、横线形参数，通过车载端读取这些参数，指导驾驶员驾驶车辆。

本发明专利涉及的智能路钮系统主要用于设计车速较高的高速公路坡路段、平曲线路段和未来设计车速超过120km/h的超高速公路。截至2015年12月31日，全国高速公路总里程突破12.5万公里，其中夜间视线不良路段达4万公里，智能路钮系统在高速公路视线诱导改造中应用前景广阔。

我国公路最高设计车速120km/h，最早出现在1972年版《公路工程技术标准(试行)》中。40多年来，车辆性能和道路设计施工技术都得到了极大地提高，120km/h的设计车速已经不能满足现实需要，目前国外已有提高高速公路限速的趋势。例如，美国高速公路限速为129km/h(80mile/h)，法国、瑞士、奥地利等国高速公路最高限速130km/h，意大利将最高限速提至150km/h，德国部分高速公路甚至不设限速。我国超过120km/h超高速公路相关研究已经启动，超高速公路建设指日可待，智能路钮系统将具有更为广阔的应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：

图1是高速公路智能路钮系统总体结构图；

图2是路面子系统和车载子系统安装图；

图3是写入路钮结构及安装图；

图4是标签路钮结构及安装图。

图中1.服务中心子系统；2.车载子系统；3.路面子系统；4.反光标5.标签路钮；6.电源数据线；7.写入路钮；8.服务器9.手持终端；10.显示器11.阅读器；12.路面结构层；13.线管；14.汽车底盘；15.LED灯珠；16.RFID标签；17.封固胶18.钉脚；19.存储模块。

具体实施方式

高速公路智能路钮系统由服务中心子系统1、车载子系统2和路面子系统3组成。服务中心子系统1由服务器8和手持终端9组成；路面子系统2由写入路钮7、标签路钮5组成；车载子系统2由阅读器11和显示器10组成；此外，各子系统还包括电源数据线6。智能路钮系统阅读器和标签路钮通过特高频(902-928MHz)RFID射频识别技术进行通信。智能路钮系统可单独工作，也可与安装在护栏立柱上的传统反光标4一起工作。

高速公路智能路钮系统的路面子系统3由写入路钮7和标签路钮5及电源数据线6组成。路面子系统3在路面铺设施工时被埋入路面结构层12，写入路钮7和标签路钮5顶部与路面平齐，底部用封固胶17将标签路钮5钉脚18固定，电源数据线6，位于路面结构层12的线管13中。埋设位置位于汽车行驶在车道正中心时驾驶员的正下方。写入路钮7安装在需要良好视线诱导的道路起点或车道入口处，可通过手持终端9或者服务中心子系统1的服务器8写入路钮位置，和所在路段道路平、纵、横线形参数。标签路钮5除不具备写入存储结构外，其他结构、功能和安装方法与写入路钮7相同。标签路钮5与写入路钮7通过电源数据线6相连，标签路钮5除具有传统发光路钮所具备的发光结构LED灯珠15外，还具备射频发射RFID标签16结构。车辆驶过标签路钮5位置时，能够通过阅读器11准确读取写入路钮7内存储的道路平、纵、横线形参数，同时读取标签路钮的位置参数，也即车辆所在的准确位置。

高速公路智能路钮系统的车载子系统2由阅读器11和显示器10组成。组成车载子系统2的阅读器11安装在车辆底盘14上，驾驶员正下方。组成车载子系统的显示器10与车载导航系统兼容，车载导航系统地图采用道路设计时的平、纵、横参数。车载子系统2的显示器10能够将从标签路钮5读取的坐标信息显示在用从标签路钮5读取的平、纵、横参数绘制的地图上。

高速公路智能路钮系统的服务中心子系统1，由服务器8和手持终端9组成。服务中心子系统1的服务器8管理多条设有智能路钮的道路和众多的车载子系统2。服务中心子系统1具有路面子系统3信息写入和车载子系统2地图生成的模块。服务中心子系统1服务器8可通过电源数据线6与路面子系统3连接，从而实现标签路钮5位置信息和道路线形信息的写入，也可用手持终端9实现较偏远地区无有线连接的路面子系统3信息的写入。车载子系统2通过服务中心子系统1手持终端9完成车载子系统2地图的生成。

当安装车载系统2的车辆接近写入路钮7时激活智能路钮系统，写入路钮7和标签路钮5开始工作，LED灯珠15发光形成目视诱导线条；同时阅读器11开始工作，通过标签路钮5读取写入路钮7存储的标签路钮5的位置坐标和该处道路线形信息，并通过显示器10显示。显示器10的地图由从标签路钮5读取的平、纵、横参数绘制。驾驶员通过观察LED灯珠15发光形成目视诱导线条，获取近处道路线形信息，通过观察车载子系统2的显示器10获取远处道路线形信息，以方便高速驾驶时更快、更准确的做出判断。

Claims (4)

1.一种高速公路智能路钮系统，具体特征是：该系统由服务中心子系统1、车载子系统2和路面子系统3组成；其中服务中心子系统1由服务器8和手持终端9组成，路面子系统2由写入路钮7、标签路钮5组成，车载子系统2由阅读器11和显示器10组成，服务中心子系统1与写入路钮通过电源数据线6连接或通过手持终端进行通信，写入路钮7与标签路钮5通过电源数据线6连接通信，智能路钮系统阅读器和标签路钮通过902-928MHz特高频RFID射频识别技术进行通信。

2.根据权利要求1所述的高速公路智能路钮系统，其特征是：路面子系统3由写入路钮7和标签路钮5及电源数据线6组成，路面子系统3在路面铺设施工时被埋入路面结构层12，写入路钮7和标签路钮5顶部与路面平齐，底部用封固胶17将标签路钮5钉脚18固定，电源数据线6位于路面结构层12的线管13中，埋设位置位于汽车行驶在车道正中心时驾驶员的正下方；写入路钮7安装在需要良好视线诱导的道路起点或车道入口处，可通过手持终端9或者服务中心子系统1的服务器8写入路钮位置，和所在路段道路平、纵、横线形参数；标签路钮5除不具备写入存储结构外，其他结构、功能和安装方法与写入路钮7相同，标签路钮5与写入路钮7通过电源数据线6相连，标签路钮5除具有传统发光路钮所具备的发光结构LED灯珠15外，还具备射频发射RFID标签16结构；车辆驶过标签路钮5位置时，能够通过阅读器11准确读取写入路钮7内存储的道路平、纵、横线形参数，同时读取标签路钮5的位置参数，也即车辆所在的准确位置。

3.根据权利要求1所述的高速公路智能路钮系统，其特征是：高速公路智能路钮系统的车载子系统2由阅读器11和显示器10组成；组成车载子系统2的阅读器11安装在车辆底盘14上，驾驶员正下方；组成车载子系统的显示器10与车载导航系统兼容，车载导航系统地图采用道路设计时的平、纵、横参数；车载子系统2的显示器10能够将从标签路钮5读取的坐标信息显示在用从标签路钮5读取的平、纵、横参数绘制的地图上。

4.根据权利要求1所述的高速公路智能路钮系统，其特征是：服务中心子系统1由服务器8和手持终端9组成；服务中心子系统1的服务器8管理多条设有智能路钮的道路和众多的车载子系统2；服务中心子系统1具有路面子系统3信息写入和车载子系统2地图生成的模块；服务中心子系统1服务器8可通过电源数据线6与路面子系统3连接，从而实现标签路钮5位置信息和道路线形信息的写入，也可用手持终端9实现较偏远地区无有线连接的路面子系统3信息的写入；车载子系统2通过服务中心子系统1手持终端9完成车载子系统2显示器10地图的生成。