CN107195201A - 高速公路上防止连环撞车预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高速公路上防止连环撞车预警系统，属于交通控制系统技术领域。其解决了现有技术缺乏对后续跟进车辆发出预警而导致的连环撞车等问题。本发明包括依次连接的信息获取单元、控制器Ⅰ和预警提示单元，还包括通过通信单元与控制器Ⅰ连接的远程监控单元，远程监控单元包括设置在交管中心的控制器Ⅱ及与控制器Ⅱ连接的存储器、中心通信单元、触控显示屏和报警器，预警提示单元还与控制器Ⅱ连接，还包括车载处理单元及与车载处理单元连接的车载数据采集单元、车载声响、车载导航单元和车载通信单元，车载处理单元通过车载通信单元与远程监控单元连接。本发明采用多种手段为跟进车辆驾驶员提供预警信号，防止发生连环撞车事件发生。

Description

高速公路上防止连环撞车预警系统

技术领域

本发明涉及高速公路上防止连环撞车预警系统，属于交通控制系统技术领域。

技术背景

目前，国家高速公路里程已达13.1万公里，机动车拥有量2.85亿辆，汽车驾驶员2.96亿人。由于天气、路况、车况、驾驶员的专业水平与疲劳因素引起的高速公路事故数引起的死亡数和经济损失惊人。而多数重特大事故又是经过连环撞车后造成的，“纵观近几年来全国发生的重特大交通事故，由于一次死亡人数高达10至30多人，其惨烈的事故场景和巨大的生命财产损失，无不在社会上引起强烈反响，也不断引起各界有识之士的高度关注。以2005年为例，全国共发生道路交通事故450254起，死亡98738人，伤469911人，直接财产损失18.8亿元。其中重特大交通事故47起，死亡807人，伤705人。一次死亡10至19人34起，死446人，伤531人；20至29人11起，死275人，伤134人；30人以上2起，死86人，伤40人。”道路交通事故的频繁发生，是经济社会高速发展带来的副作用，从某种意义上来说是不以人的意志为转移的。但这并不是说交通事故就无法避免。据有关媒体报道，“世界上最安全的道路在英国，英国的道路交通安全设施最完备最发达，同时，英国人有着良好的遵守交通法规的习惯，因而道路交通事故发生率最低。”但即便在最安全的英国，也没有高速防连撞预警系统。面对这样一个各国都十分关注的世界性难题，我们仍然可以从对重特大交通事故的个案分析，来总结经验和教训。中国居高不下的交通事故死亡率令道路安全设施面临升级的迫切需求。因此，解决高速公路上发生事故后及时预警的问题迫在眉睫。

现有的技术多见车载监控系统。通过车载传感，获得车身的速度和重量信息、车辆与周边障碍物的距离、获得驾驶员面部特征，将获得的速度、重量、距离、面部特征信息与设定的对应阈值进行比较，然后给出相应的提示或向驾驶员发出道路偏离与碰撞预警。现有的技术是对行驶车辆本身信息的采集分析处理，是对车祸可能发生的一种提示，但无法完成车祸发生后对车祸现场信息的采集，更无法向高速交管中心发送信息并对后续跟进车辆发出预警。

发明内容

针对这些缺点，本发明提出了一种高速公路上防止连环撞车预警系统，结合卫星通信和车载导航单元，依托高速公路上的防护栏、警示灯、警示牌和电子显示屏，当某一点发生车祸时，信息获取单元或车载防撞报警系统探测到事故信息，立即将事故点信息通过卫星发到高速交管中心，沿高速公路防护栏向后续跟进方向的车辆发出信息，启动警示灯，警示牌，红外探头的多重警示，以解决连环撞车的问题。

本发明是采用以下的技术方案实现的：高速公路上防止连环撞车预警系统。包括依次连接的信息获取单元、控制器Ⅰ和预警提示单元，还包括通过通信单元与控制器Ⅰ连接的远程监控单元，信息获取单元包括设置在高速公路防护栏上的光纤传感器和红外热监测器，预警提示单元包括与控制器Ⅰ连接的警示灯、警示牌和电子显示屏，远程监控单元包括设置在高速交管中心的控制器Ⅱ、存储器、中心通信单元、触控显示屏和报警器，预警提示单元、存储器、中心通信单元和触控显示屏均与控制器Ⅱ连接，远程监控单元用于记录监测图像和数据，对防护栏进行温升变化监测、分析、记录、报警、报告、绘制相关温度趋势图并显示在触控显示屏，对周围环境进行全天候安全监视，控制红外热监测器焦距及调向；碰撞发生时，红外热监测器检测到高热，通过阈值设置，超过阈值时，进行报警；还包括车载处理单元、车载数据采集单元、车载声响、车载导航单元和车载通信单元，车载数据采集单元、车载声响、车载导航单元和车载通信单元均与车载处理单元连接，车载处理单元通过车载通信单元与远程监控单元连接。

进一步地，所述光纤传感器固定在高速公路防护栏内侧，光纤传感器与设置在高速公路防护栏外侧的传输光缆连接。

进一步地，所述光纤传感器采用光纤光缆传感器或分布式光纤传感器。

进一步地，所述警示灯、警示牌在高速公路防护栏上间隔设置。

进一步地，所述电子显示屏沿高速公路防护栏方向间隔设置。

进一步地，所述车载数据采集单元包括设置在车辆上的超声波测距传感器和碰撞传感器。

进一步地，所述车载处理单元包括微处理器和存储器，微处理器采用单片机。

进一步地，所述控制器Ⅰ和控制器Ⅱ采用单片机。

进一步地，还包括沿高速公路设置的供电单元，供电单元包括太阳能风能供电模块和电力供电模块，太阳能风能供电模块和电力供电模块为信息获取单元、控制器Ⅰ和预警提示单元提供电能。

进一步地，所述太阳能风能供电模块包括设置在高速公路旁的太阳能电池板、太阳能蓄电池和风能模块；所述风能供电模块包括设置在高速周围的风力发电设备、电池板和蓄电池。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明所述的高速公路上防止连环撞车预警系统，设置有信息获取单元、预警提示单元和远程监控单元，通过信息获取单元检测压力、震动、红外等多种传感信号自动采集事故点的信息，经控制器Ⅰ处理分析，并通过预警提示单元发出声光、图文信息为预警距离范围的后方跟进车辆发出事故警示，预警距离可根据需要设置，通常情况下5～10公里即能满足提醒驾驶员慢行规避的要求，并通过卫星通信将事故位置信息发送至高速交管中心；

(2)本发明所述的高速公路上防止连环撞车预警系统，设置有车载处理单元及与车载处理单元连接的车载数据采集单元、车载声响、车载导航单元和车载通信单元，当车辆之间发生碰撞或追尾时，通过车载数据采集单元的碰撞传感器检测到的车辆碰撞信号传递给车载处理单元，车载处理单元将事故点信息通过卫星通信推送至高速交管中心，启动后续加值服务，如启动预警范围内的声光预警、呼叫医护人员等；

(3)本发明所述的高速公路上防止连环撞车预警系统，设置有太阳能风能供电模块和电力供电模块，可使用太阳能供电，充分利用能源，并节省了能源；

(4)本发明所述的高速公路上防止连环撞车预警系统，可纳入高速公路交通管理体系，作为现有视频监控、限速管控等手段的补充；该系统作为高速公路的组成部分，一次投资长期受益。

附图说明

图1是本发明的原理框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚、明白，下面结合附图和具体实例，对本发明提出的高速公路上防止连环撞车预警系统进行进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所述的高速公路上防止连环撞车预警系统，如图1所示，包括依次连接的信息获取单元、控制器Ⅰ和预警提示单元，还包括通过通信单元与控制器Ⅰ连接的远程监控单元；控制器Ⅰ采用单片机设置控制盒内，可设置在服务站或收费站；信息获取单元包括设置在高速公路防护栏上且与控制器Ⅰ连接的光纤传感器和红外热监测器，光纤传感器固定在高速公路防护栏内侧，光纤传感器与设置在高速公路防护栏外侧的传输光缆连接，传输光缆通过在防护栏上打孔固定在防护栏外侧，传输光缆外套设有保护套管，保护套管侧面管壁上设有传感器孔，光纤传感器通过传感器孔伸出保护套管外，伸过防护栏固定在防护栏内侧上，光纤传感器采用光纤光缆传感器或分布式光纤传感器；预警提示单元包括分别与控制器Ⅰ连接的警示灯、警示牌和电子显示屏，警示灯、警示牌在高速公路防护栏上间隔设置，电子显示屏可使用高速路上已有间隔设置的电子显示屏或重新沿高速公路防护栏方向间隔设置；远程监控单元包括设置在高速交管中心的控制器Ⅱ、存储器、中心通信单元、触控显示屏和报警器，预警提示单元、存储器、中心通信单元、触控显示屏和报警器均与控制器Ⅱ连接，控制器Ⅱ采用单片机，远程监控单元用于记录监测图像和数据；光纤传感器和红外热监测器通过对防护栏进行温升变化监测，并对防护栏对周围环境进行全天候安全监视，控制器Ⅰ通过中心通信单元将数据传递给控制器Ⅱ，控制器Ⅱ分析、记录、报警、报告、绘制相关温度趋势图并显示在触控显示屏，控制器Ⅰ控制红外热监测器焦距及调向；碰撞发生时，红外热监测器检测到高热，通过阈值设置，判断是否报警，超过阈值时，控制器Ⅱ控制报警器进行报警；还包括车载处理单元、车载数据采集单元、车载声响、车载导航单元和车载通信单元，车载数据采集单元、车载声响、车载导航单元和车载通信单元均与车载处理单元连接，车载处理单元通过车载通信单元与远程监控单元连接，车载处理单元包括微处理器和存储器，微处理器采用单片机，车载数据采集单元包括设置在车辆上的超声波测距传感器和碰撞传感器，获取单元、控制器Ⅰ、预警提示单元和远程监控单元之间的信息采用有线电传输方式，减少对高速公路沿线蜂窝基站的依赖，为工程实施提供方便。还包括沿高速公路设置的供电单元，供电单元包括太阳能风能供电模块和电力供电模块，太阳能风能供电模块包括设置在高速公路旁的太阳能电池板、太阳能蓄电池和风能模块，所述风能供电模块包括设置在高速周围的风力发电设备、电池板和蓄电池，太阳能风能供电模块和电力供电模块为信息获取单元、控制器Ⅰ和预警提示单元提供电能；当白天光照好或有风时，太阳能风能供电模块工作，并将多余的电能存储到太阳能蓄电池或蓄电池内为信息获取单元、控制器Ⅰ和预警提示单元的夜间工作提供电能；当遇到阴雨天气，太阳能风能供电模块无法工作供电时，电力供电模块为信息获取单元、控制器Ⅰ和预警提示单元提供电能。

所述太阳能风能供电模块包括设置在高速公路旁的太阳能电池板、太阳能蓄电池和风能模块；所述风能供电模块包括设置在高速周围的风力发电设备、电池板和蓄电池。

本发明采用多种手段可结合高速路上现有的探头、电子显示屏和防护栏为跟进车辆驾驶员提供预警信号，防止发生连环撞车事件发生。

实施例一：

当驾驶员疲劳驾驶、酒驾或其它原因发生车祸时，车辆撞击护栏，分布式光纤传感器可准确测量光纤沿线上任意一点发生的应力、温度、振动变化，以拾取监测点周围的压力、温度和振动信号，当防护栏上的监测点由于车祸撞击遭到破坏时，产生的应力或冲击力将改变光纤的特性和损耗，从而改变光纤背向散射光功率和/或输出光功率，以完成车祸监测点的判断和准确定位；红外热监测器对防护栏和环境进行监测。分布式光纤传感器和红外热监测器自动采集事故点的信息，经控制器Ⅰ分析判断，控制器Ⅰ输出信息给警示灯、警示牌和电子显示屏，启动后方沿高速公路防护栏预警距离内(如5～10公里)设置的警示灯和警示牌实现预警提示功能，而后方预警距离内的电子显示屏进行图文显示；同时，通信单元采用卫星通信，光纤传感器和红外热监测器通过对防护栏进行温升变化监测，并对防护栏对周围环境进行全天候安全监视，控制器Ⅰ输出的信号由卫星发射机通过卫星通信天线将测量数据发送出去并向高速交管中心推送事故信息给控制器Ⅱ，控制器Ⅱ分析、记录、报警、报告、绘制相关温度趋势图并显示在触控显示屏，存储器用于存储相关信息，由触控显示屏显示事故信息，如位置信息，红外热监测器检测到高热，通过阈值设置，判断是否报警，超过阈值时，控制器Ⅱ控制报警器进行报警，以便其提供后续的救援、紧急求救等加值服务，实现多种手段联动作用为跟进车辆驾驶员提供前方事故的预警信号，防止发生连环撞车事件，大大提高人身、财产安全。该系统可加入保险体系，交通事故造成的损失可由保险公司承担。

实施例二：

当两车相撞而发生车祸时，由车载防撞报警系统探测事故点，车载防撞报警系统包括车载处理单元及与车载处理单元连接的车载数据采集单元、车载声响、车载导航单元和车载通信单元，车载处理单元通过车载通信单元与远程监控单元连接，车载通信单元采用无线通信或卫星通信，车载数据采集单元包括设置在车辆上的超声波测距传感器和碰撞传感器，超声波测距传感器用于检测距离前车的距离以及时提醒驾驶员避让，若避让不及时，通过碰撞传感器检测到的车辆碰撞强度信号，碰撞传感器是车载报警系统中的信号输入装置，碰撞传感器将检测到的车辆碰撞强度信号传递给微处理器，微控制器根据碰撞传感器检测到的车辆碰撞强度信号来判定是否向卫星发射事故信号，碰撞传感器检测的信号超过阈值时，微处理器通过接受到的事故信号，结合车载导航单元，确定事故点位置，微处理器将事故点信息通过卫星通信推送至高速交管中心，启动后续加值服务，控制器Ⅱ判断事故点输出给与之其相连的警示灯、警示牌和电子显示屏，通过控制器Ⅱ启动后方至少5-10公里警示灯、警示牌的闪光加以警示并通过电子显示屏实现图文预警提示功能，该系统的运用可以大幅度的减少高速公路恶性事故的发生。

本发明还可以同时通过的中心通信单元由高速交管中心向跟进方向预警范围内的车载显示屏、车载声响或其他可供提示的设备，例如车主的手机等，发送预警信息，提示车辆驾驶员提前减速慢行，避让车祸现场。

当然，上述内容仅为本发明的具体实施方式，不能被认为用于限定对本发明的保护范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种高速公路上防止连环撞车预警系统，其特征在于：包括依次连接的信息获取单元、控制器Ⅰ和预警提示单元，还包括通过通信单元与控制器Ⅰ连接的远程监控单元，信息获取单元包括设置在高速公路防护栏上的光纤传感器和红外热监测器，预警提示单元包括与控制器Ⅰ连接的警示灯、警示牌和电子显示屏，远程监控单元包括设置在高速交管中心的控制器Ⅱ、存储器、中心通信单元、触控显示屏和报警器，预警提示单元、存储器、中心通信单元和触控显示屏均与控制器Ⅱ连接，还包括车载处理单元、车载数据采集单元、车载声响、车载导航单元和车载通信单元，车载数据采集单元、车载声响、车载导航单元和车载通信单元均与车载处理单元连接，车载处理单元通过车载通信单元与远程监控单元连接。

2.根据权利要求1所述的高速公路上防止连环撞车预警系统，其特征在于：所述光纤传感器固定在高速公路防护栏内侧，光纤传感器与设置在高速公路防护栏外侧的传输光缆连接。

3.根据权利要求2所述的高速公路上防止连环撞车预警系统，其特征在于：所述光纤传感器采用光纤光缆传感器或分布式光纤传感器。

4.根据权利要求1所述的高速公路上防止连环撞车预警系统，其特征在于：所述警示灯、警示牌在高速公路防护栏上间隔设置。

5.根据权利要求1所述的高速公路上防止连环撞车预警系统，其特征在于：所述电子显示屏沿高速公路防护栏方向间隔设置。

6.根据权利要求1所述的高速公路上防止连环撞车预警系统，其特征在于：所述车载数据采集单元包括设置在车辆上的超声波测距传感器和碰撞传感器。

7.根据权利要求1所述的高速公路上防止连环撞车预警系统，其特征在于：所述车载处理单元包括微处理器和存储器，微处理器采用单片机。

8.根据权利要求1所述的高速公路上防止连环撞车预警系统，其特征在于：所述控制器Ⅰ和控制器Ⅱ采用单片机。

9.根据权利要求1所述的高速公路上防止连环撞车预警系统，其特征在于：还包括沿高速公路设置的供电单元，供电单元包括太阳能风能供电模块和电力供电模块，太阳能风能供电模块和电力供电模块为信息获取单元、控制器Ⅰ和预警提示单元提供电能。

10.根据权利要求9所述的高速公路上防止连环撞车预警系统，其特征在于：所述太阳能风能供电模块包括设置在高速公路旁的太阳能电池板、太阳能蓄电池和风能模块；所述风能供电模块包括设置在高速周围的风力发电设备、电池板和蓄电池。