CN107578621A - 一种高速公路应急车道长时占用监测系统及监测方法 - Google Patents
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Abstract
一种高速公路应急车道长时占用监测系统及监测方法。系统包括车载端和监控端，车载端包括：外壳、车载主控系统、定位系统、告示系统、车载无线通信系统、车载供电系统和应急按键；监控端包括远端监控系统、无线通信系统和供电系统。本发明效果：无需实施大规模基础设施建设及更改路段管理流程，具有较好的可实施性；能有效降低因应急车道非法占用而造成的车辆追尾事故的发生，可避免人员伤亡和财产损失；可大幅度减少警力，有效降低交管部门的人力资源投入，并可提升交管部门的信息化管理水平；可为交管部门对路面车辆进行检测管理提供有效技术支撑；从一定程度上规范了司乘人员的行车行为，倡导安全行车；能够保障“绿色通道”的安全畅通。
Description
技术领域
本发明属于交通管理技术领域，特别是涉及一种高速公路应急车道长时占用监测系统及监测方法。
背景技术
高速公路应急车道仅供警车、消防车、救护车等应急车辆执行紧急任务或其他车辆在诸如车轮爆胎、制动失灵、转向失控、火灾爆炸等事故紧急情况下使用，其他情况下占用均属违法行为，而非法长时占用极易造成追尾、拥堵等现象，存在严重安全隐患。传统应急车道长时占用监测方式主要依靠人工警务巡查或单点高清摄像机，前者需要耗费大量的警力和时间，导致警务部门支出升高。目前，虽已有一些国内外公司、研究机构针对高速公路应急车道占用的监测开展了相关应用研究工作，但均以单点高清摄像机抓拍方式进行单点监测，而目前尚未发现具有线性管理特点、能够实施全线路监测的高速公路应急车道占用的监测系统。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种高速公路应急车道长时占用监测系统及监测方法。
为了达到上述目的，本发明提供的高速公路应急车道长时占用监测系统包括车载端和监控端，其中车载端包括：外壳、车载主控系统、定位系统、告示系统、车载无线通信系统、车载供电系统和应急按键；其中车载主控系统、告示系统、车载无线通信系统、车载供电系统安装在外壳内部；定位系统和应急按键安装在外壳的表面；车载主控系统分别与定位系统、告示系统和车载无线通信系统连接，车载供电系统与车载主控系统、定位系统、告示系统、车载无线通信系统连接；应急按键与车载主控系统电连接；监控端设置在交管部门，包括远端监控系统、无线通信系统和供电系统，其中远端监控系统通过无线通信系统与车载无线通信系统无线连接，供电系统与远端监控系统和无线通信系统连接。
所述的高速公路应急车道长时占用监测系统还包括一个安装在外壳上的USB接口，为标准型即插即用型接口，用于车载供电系统的外接接口及数据通信接口。
车载主控系统主要由嵌入式单片机组成。
所述的定位系统由GPS/北斗定位模块、惯性测量组件构成。
所述的告示系统由扬声器和发光二极管阵列组成。
所述的远端监控系统由远端计算机主机及显示器构成。
所述的车载无线通信系统和无线通信系统均由GPRS收发模块构成。
所述的车载电源系统和电源系统均由锂电池及稳压器组成。
所述的应急按键为点触式按键。
本发明提供的高速公路应急车道长时占用监测系统的监测方法包括按顺序进行的下列步骤：
步骤1)在被测车辆驶入高速公路入口处时，将高速公路收费员提供的车载端放在驾驶室中，在行驶过程中，车载主控系统实时读取当前时刻由定位系统中GPS/北斗定位模块分别确定的被测车辆的经纬度坐标，然后实时计算出两经纬度坐标的差值，如果差值小于20cm，下一步进入步骤2)；否则进入步骤3)；
步骤2)车载主控系统对两经纬度坐标进行差分运算，得到较为精确的经纬度坐标，之后进入步骤4)；
步骤3)因经纬度坐标的差值大于20cm，系统认定两经纬度坐标的可信度不足，此时车载主控系统读取定位系统中惯性测量组件的加速度、角度状态信息，以及GPS/北斗定位模块测得的上一时刻的经纬度坐标，推算出当前时刻被测车辆所在的经纬度坐标，之后进入步骤4)；
步骤4)车载主控系统将步骤2)或步骤3)获得的被测车辆所在的经纬度坐标与预先存储的基于地理测绘方式确定并预设有路段应急车道的标线信息进行比对，以判断被测车辆是否占用应急车道，如果判定被测车辆没有进入应急车道，返回步骤1)，反之，记录被测车辆占用应急车道的时长，并通过告示系统中的扬声器和发光二极管阵列进行声光报警，以及时提醒司乘人员，同时将占用时长、经纬度坐标在内的信息通过车载无线通信系统和无线通信系统实时上传给交管部门的远端监控系统；
步骤5)在被测车辆确遇紧急情况而需要临时占用应急车道停车时，由司乘人员按触应急按键，在车载主控系统的控制下，扬声器和发光二极管阵列立即进行声光报警，同时将占用时间、时长、位置在内的信息实时上传给交管部门的远端监控系统，为交管部门的有关管理人员进行路段管理以及事故处理提供技术依据；
步骤6)在被测车辆驶出高速公路出口处时，将车载端交还给高速公路收费员。
本发明提供的高速公路应急车道长时占用监测系统及监测方法具有如下有益效果：
1、无需实施大规模基础设施建设及更改路段管理流程，具有较好的可实施性；
2、能够有效降低因应急车道非法占用而造成的车辆追尾事故的发生，可避免人员伤亡和财产损失；
3、可大幅度减少警力，有效降低交管部门的人力资源投入，并可提升交管部门的信息化管理水平；
4、可为交管部门对路面车辆进行检测管理提供有效技术支撑；
5、从一定程度上规范了司乘人员的行车行为，倡导安全行车；
6、能够保障“绿色通道”的安全畅通。
附图说明
图1为本发明提供的高速公路应急车道长时占用监测系统中车载端整体结构示意图；
图2是本发明提供的高速公路应急车道长时占用监测系统主要部件组成框图；
图3是本发明提供的高速公路应急车道长时占用监测系统的监测方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的高速公路应急车道长时占用监测系统及监测方法进行详细说明。
如图1所示，本发明提供的高速公路应急车道长时占用监测系统包括车载端和监控端，其中车载端包括：外壳10、车载主控系统1、定位系统2、告示系统3、车载无线通信系统4、车载供电系统5和应急按键40；其中车载主控系统1、告示系统3、车载无线通信系统4、车载供电系统5安装在外壳10内部；定位系统2和应急按键40安装在外壳10的表面；车载主控系统1分别与定位系统2、告示系统3和车载无线通信系统4连接，车载供电系统5与车载主控系统1、定位系统2、告示系统3、车载无线通信系统4连接；应急按键40与车载主控系统1电连接；监控端设置在交管部门，包括远端监控系统6、无线通信系统7和供电系统8，其中远端监控系统6通过无线通信系统7与车载无线通信系统4无线连接，供电系统8与远端监控系统6和无线通信系统7连接。
所述的高速公路应急车道长时占用监测系统还包括一个安装在外壳10上的USB接口50，其为标准型即插即用型接口，用于车载供电系统5的外接接口及数据通信接口。
车载主控系统1主要由嵌入式单片机组成，用于处理定位系统2反馈回来的被测车辆轨迹点信息，向远端监控系统6上报监测数据信息，以及本地端的声光告示提醒指令下达。
所述的定位系统2由GPS/北斗定位模块、惯性测量组件构成，用于实时获取被测车辆的实时位置以及加速度、角度信息，并传送至车载主控系统1进行处理。
所述的告示系统3由扬声器30和发光二极管阵列20组成，扬声器30为语音提示报警输出器件，用于在被测车辆被本系统监测到侵入应急车道时，以语音报警方式告之司乘人员；发光二极管阵列20为提示报警灯，用于在被测车辆被本系统监测到侵入应急车道时，以灯闪提示方式告之司乘人员。
所述的远端监控系统6由远端计算机主机及显示器构成，用于接收车载主控系统5上传的被测车辆的位置、是否占用应急车道及占用时长在内的信息，便于交管部门进行处理。
所述的车载无线通信系统4和无线通信系统7均由GPRS收发模块构成，能够实现网络的全方位覆盖，为车载主控系统1和远端监控系统6的数据信息交互提供无线传送保障。
所述的车载电源系统5和电源系统8均由锂电池及稳压器组成，其中车载电源系统5为车载主控系统1、定位系统2、告示系统3、车载无线通信系统4提供能源；电源系统8则为远端监控系统6和无线通信系统7提供能源。
所述的应急按键40为点触式按键。
如图3所示，本发明提供的高速公路应急车道长时占用监测系统的监测方法包括按顺序进行的下列步骤：在下面的说明中，假定系统已供电启动，且各组件已经处于待用状态。
步骤1)在被测车辆驶入高速公路入口处时，将高速公路收费员提供的车载端放在驾驶室中，在行驶过程中，车载主控系统1实时读取当前时刻由定位系统2中GPS/北斗定位模块分别确定的被测车辆的经纬度坐标，然后实时计算出两经纬度坐标的差值，如果差值小于20cm，下一步进入步骤2)；否则进入步骤3)；
步骤2)车载主控系统1对两经纬度坐标进行差分运算，得到较为精确的经纬度坐标，之后进入步骤4)；
步骤3)因经纬度坐标的差值大于20cm，系统认定两经纬度坐标的可信度不足，此时车载主控系统1读取定位系统2中惯性测量组件的加速度、角度状态信息，以及GPS/北斗定位模块测得的上一时刻的经纬度坐标，推算出当前时刻被测车辆所在的经纬度坐标，之后进入步骤4)；
步骤4)车载主控系统1将步骤2)或步骤3)获得的被测车辆所在的经纬度坐标与预先存储的基于地理测绘方式确定并预设有路段应急车道的标线信息进行比对，以判断被测车辆是否占用应急车道，如果判定被测车辆没有进入应急车道，返回步骤1)，反之，记录被测车辆占用应急车道的时长，并通过告示系统3中的扬声器30和发光二极管阵列20进行声光报警，以及时提醒司乘人员，同时将占用时长、经纬度坐标在内的信息通过车载无线通信系统4和无线通信系统7实时上传给交管部门的远端监控系统6；
步骤5)在被测车辆确遇紧急情况而需要临时占用应急车道停车时，由司乘人员按触应急按键40，在车载主控系统1的控制下，扬声器30和发光二极管阵列20立即进行声光报警，同时将占用时间、时长、位置在内的信息实时上传给交管部门的远端监控系统6，为交管部门的有关管理人员进行路段管理以及事故处理提供技术依据；
步骤6)在被测车辆驶出高速公路出口处时，将车载端交还给高速公路收费员。
Claims (10)
1.一种高速公路应急车道长时占用监测系统，其特征在于：所述的高速公路应急车道长时占用监测系统包括车载端和监控端，其中车载端包括：外壳(10)、车载主控系统(1)、定位系统(2)、告示系统(3)、车载无线通信系统(4)、车载供电系统(5)和应急按键(40)；其中车载主控系统(1)、告示系统(3)、车载无线通信系统(4)、车载供电系统(5)安装在外壳(10)内部；定位系统(2)和应急按键(40)安装在外壳(10)的表面；车载主控系统(1)分别与定位系统(2)、告示系统(3)和车载无线通信系统(4)连接，车载供电系统(5)与车载主控系统(1)、定位系统(2)、告示系统(3)、车载无线通信系统(4)连接；应急按键(40)与车载主控系统(1)电连接；监控端设置在交管部门，包括远端监控系统(6)、无线通信系统(7)和供电系统(8)，其中远端监控系统(6)通过无线通信系统(7)与车载无线通信系统(4)无线连接，供电系统(8)与远端监控系统(6)和无线通信系统(7)连接。
2.根据权利要求1所述的高速公路应急车道长时占用监测系统，其特征在于：所述的高速公路应急车道长时占用监测系统还包括一个安装在外壳(10上的USB接口(50)，为标准型即插即用型接口，用于车载供电系统(5)的外接接口及数据通信接口。
3.根据权利要求1所述的高速公路应急车道长时占用监测系统，其特征在于：车载主控系统(1)主要由嵌入式单片机组成。
4.根据权利要求1所述的高速公路应急车道长时占用监测系统，其特征在于：所述的定位系统(2)由GPS/北斗定位模块、惯性测量组件构成。
5.根据权利要求1所述的高速公路应急车道长时占用监测系统，其特征在于：所述的告示系统(3)由扬声器(30)和发光二极管阵列(20)组成。
6.根据权利要求1所述的高速公路应急车道长时占用监测系统，其特征在于：所述的远端监控系统(6)由远端计算机主机及显示器构成。
7.根据权利要求1所述的高速公路应急车道长时占用监测系统，其特征在于：所述的车载无线通信系统(4)和无线通信系统(7)均由GPRS收发模块构成。
8.根据权利要求1所述的高速公路应急车道长时占用监测系统，其特征在于：所述的车载电源系统(5)和电源系统(8)均由锂电池及稳压器组成。
9.根据权利要求1所述的高速公路应急车道长时占用监测系统，其特征在于：所述的应急按键(40)为点触式按键。
10.一种如权利要求1所述的高速公路应急车道长时占用监测系统的监测方法，其特征在于：所述的方法监测包括按顺序进行的下列步骤：
步骤1)在被测车辆驶入高速公路入口处时，将高速公路收费员提供的车载端放在驾驶室中，在行驶过程中，车载主控系统(1)实时读取当前时刻由定位系统(2)中GPS/北斗定位模块分别确定的被测车辆的经纬度坐标，然后实时计算出两经纬度坐标的差值，如果差值小于20cm，下一步进入步骤2)；否则进入步骤3)；
步骤2)车载主控系统(1)对两经纬度坐标进行差分运算，得到较为精确的经纬度坐标，之后进入步骤4)；
步骤3)因经纬度坐标的差值大于20cm，系统认定两经纬度坐标的可信度不足，此时车载主控系统(1)读取定位系统(2)中惯性测量组件的加速度、角度状态信息，以及GPS/北斗定位模块测得的上一时刻的经纬度坐标，推算出当前时刻被测车辆所在的经纬度坐标，之后进入步骤4)；
步骤4)车载主控系统(1)将步骤2)或步骤3)获得的被测车辆所在的经纬度坐标与预先存储的基于地理测绘方式确定并预设有路段应急车道的标线信息进行比对，以判断被测车辆是否占用应急车道，如果判定被测车辆没有进入应急车道，返回步骤1)，反之，记录被测车辆占用应急车道的时长，并通过告示系统(3)中的扬声器(30)和发光二极管阵列(20)进行声光报警，以及时提醒司乘人员，同时将占用时长、经纬度坐标在内的信息通过车载无线通信系统(4)和无线通信系统(7)实时上传给交管部门的远端监控系统(6)；
步骤5)在被测车辆确遇紧急情况而需要临时占用应急车道停车时，由司乘人员按触应急按键(40)，在车载主控系统(1)的控制下，扬声器(30)和发光二极管阵列(20)立即进行声光报警，同时将占用时间、时长、位置在内的信息实时上传给交管部门的远端监控系统(6)，为交管部门的有关管理人员进行路段管理以及事故处理提供技术依据；
步骤6)在被测车辆驶出高速公路出口处时，将车载端交还给高速公路收费员。
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