CN107909814A

CN107909814A - 一种高速公路拥堵判断方法

Info

Publication number: CN107909814A
Application number: CN201711076945.1A
Authority: CN
Inventors: 胡晓华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-11-06
Filing date: 2017-11-06
Publication date: 2018-04-13

Abstract

本发明提供了一种高速公路拥堵判断方法，包括以下步骤：路牌周期性地发送询问数据；当路牌第一次接收到行驶卡发来的应答数据时，记录行驶卡身份信息，并启动计时；路牌判断是否每个周期都接收到了应答数据；若是，则继续周期性地判断是否每个周期都接收到了应答数据；若否，则判断未接收到应答数据的周期个数是否大于预设值；若否，则继续周期性地判断是否每个周期都接收到了应答数据，若是，则停止计时；所述路牌判断计时时长是否大于预设时长，若否，则表明道路顺畅；若是，则表明道路拥堵；释放存储空间。本发明中，无需监测设备和对高速公路进行改造就能实现高速公路拥堵判断。

Description

一种高速公路拥堵判断方法

技术领域

本发明涉及高速路况监测领域，尤其涉及一种高速公路拥堵判断方法。

背景技术

高速公路以其封闭、高速快捷的独特优势，极大方便了人们的工作和生活，然而由于高速公路路程极长，无法做到实时监控所有路面的道路情况，当高速公路发生拥堵时，高速公路管理中心往往无法第一时间获知路况信息，而若更多车辆涌进该段高速公路将会加重拥堵；现有技术中，为了实现拥堵判断，常采用地磁传感器，然而地磁传感器会对路面造成一定的损坏。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种高速公路拥堵判断方法，通过给每个车辆发放一张行驶卡和对高速公路路牌进行改造，即能实现道路拥堵判断，其具体采用的技术方案如下：

一种高速公路拥堵判断方法，包括路牌和行驶卡，所述行驶卡置于车辆内，当所述行驶卡位于所述路牌的信号覆盖范围内时，两者周期性地相互通信；具体包括以下步骤：

所述路牌周期性地发送询问数据；

当所述路牌第一次接收到所述行驶卡发来的应答数据时，记录行驶卡身份信息，并启动计时；

所述路牌判断是否每个周期都接收到了应答数据；若是，则继续周期性地判断是否每个周期都接收到了应答数据；若否，则判断未接收到应答数据的周期个数是否大于预设值；若否，则继续周期性地判断是否每个周期都接收到了应答数据，若是，则停止计时；

所述路牌判断计时时长是否大于预设时长，若否，则表明道路顺畅；若是，则表明道路拥堵；

释放存储空间。

优选的，还包括步骤：所述路牌将路况信息发送至高速公路管理中心。

优选的，所述路牌包含1个数组，用于记录所述行驶卡的身份信息和通过所述路牌信号覆盖范围的时长；所述数组能存入N2组元素，所述N2为所述路牌信号覆盖范围内容许的最大车辆数。

优选的，在设定周期内，路牌接收不到任何行驶卡的应答数据时，进行数组清零，完成复位。

优选的，所述周期为100ms，所述预设值为(5-10)个。

优选的，所述预设时长为车辆以道路限速值通过所述路牌信号覆盖范围所需时间的(1.5-2)倍。

优选的，所述行驶卡为高速计费卡，所述高速计费卡包括电池、无线通信单元、所述行驶卡身份信息为车牌号；

所述路牌为高速公路出口指示牌，所述高速公路出口指示牌包括电源单元、无线通信单元、存储单元。

优选的，所述电源单元包括太阳能单元和/或风力发电单元。

优选的，所述行驶卡的身份信息为人工手动绑定或者车牌自动识别。

与现有技术相比，本技术方案的有益效果是：本发明提供的高速公路拥堵判断方法，通过行驶卡和路牌的周期性通信，当两者周期性的发送询问和应答数据的时间超过预设时间时，表明路牌信号覆盖范围内发生拥堵；当两者周期性的发送询问和应答数据的时间不超过预设时间，表明路牌信号复位范围内未发生拥堵，本发明通过行驶卡和改造后的高速路牌就能实现高速公路拥堵判断，无需对道路进行改造。

附图说明

图1是一种高速公路拥堵判断方法的流程图；

图2是一种路牌信号覆盖范围示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

一种高速公路拥堵判断方法，包括路牌和行驶卡，当所述行驶卡位于所述路牌的信号覆盖范围内时，两者周期性地相互通信，所述行驶卡置于车辆内。当车辆进入高速公路时，高速公路工作人员给车辆分配行驶卡，并将车辆信息绑定在行驶卡内；或者，高速公路进口处的匝道位置处设置有车辆信息识别装置，当所述车辆信息识别装置识别到车辆信息后，将所述车辆信息自动上传给行驶卡，而后工作人员将记录有车辆信息的行驶卡分发给司机。以下路牌包括，路牌实物和经过改进后的硬件和软件部分，比如信号发射和接收单元及存储单元。

图1是本发明提供的一种高速公路拥堵判断方法的流程图，请参考图1，一种高速公路拥堵判断方法包括以下步骤：

S1：路牌周期性地发送询问数据；路牌周期性地发送询问数据，只有在路牌信号覆盖范围内(如图2中的路段AB)的行驶卡，才能接收到相应的询问数据。随着车辆的运行，当行驶卡运动到路段AB时，行驶卡接收到询问数据后，行驶卡返回应答数据给路牌。

S2：第一次接收应答数据；第一次接收应答数据指的是路牌接收到某一行驶卡第一次发送的应答数据；

S3：记录身份信息，启动计时；当路牌接收到某一行驶卡第一次发送的应答数据后，记录该行驶卡的身份信息，并启动计时器进行计时。

S4：判断是否每个周期都接收到应答数据；当所述行驶卡处于路段AB，路牌和行驶卡周期性的产生询问和应答数据，所述路牌每个周期都能接收到应答数据。当所述路牌没有接收到应答数据时，有两种可能：一、行驶卡已经不在路段AB内，即车辆已经驶离路段AB；二、应答数据丢失。

S5：判断未接收到应答数据的周期个数是否大于预设值；连续丢失应答数据的概率很小，因此设定一个预设值，假设为预设值为5，当连续5个周期，路牌都未收到应答数据，则判读行驶卡已经不在路段AB，即车辆已经驶离路段AB。

S6：停止计时；当车辆驶离路段AB后，计时器停止计时。

S7：判断计时时长是否大于预设时长；路牌对车辆在路段AB内的行驶时间(计时时长)和预设时长进行比较；正常情况下，在高速上，车辆运行速度一般不会低于限速值的50％，除非拥堵发生，基于此，一个实施例中，设置预设时长为车辆以道路限速值通过所述路牌信号覆盖范围所需时间的(1.5-2)倍。

S8：判断结果为拥堵，释放存储空间；当车辆在路段AB的行驶时间超过预设时长时，表示该路段发生了拥堵；当车辆驶出路段AB，即行驶卡不在路段AB内时，路牌释放行驶卡的身份信息和计时时长，为下一辆驶进路段AB的车辆提供存储空间。

S9：判断结果为顺畅，释放存储空间；当车辆在路段AB的行驶时间不超过预设时长时，表示该路段未发生了拥堵；当车辆驶出路段AB，即行驶卡不在路段AB内时，路牌释放行驶卡的身份信息和计时时长，为下一辆驶进路段AB的车辆提供存储空间。

在另一个实施例中，还包括步骤：所述路牌将路况信息发送至高速公路管理中心。高速公路管理中心通过路牌发送的拥堵信息能够实时监测到高速公路路况信息，并作出及时的反应。另外，当某辆车辆在预设时间达到后长时间未驶出路段AB，高速公路管理人员通过实现绑定的车辆信息可以与该车辆联系，实时获知车辆及人员动态。

在一个实施例中，根据路段AB的长度或面积，各类型车辆的平均长度，以及高速公路上的安全行车距离(前车与后车应保持的最小距离)，计算出该区域内正常、安全情况时的合理车辆数，记为N1。类似地，计算出该区域内达到饱和时的最大车辆数(严重排队时车辆数)，记为N2，N2>N1。本实施例中，所述路牌设置1个数组存储空间，用于记录所述行驶卡的身份信息和通过所述路牌信号覆盖范围的时长；所述数组最多能存入N2组元素，所述N2为所述路牌信号覆盖范围内容许的最大车辆数。

进一步的，路牌内还设置1个车辆数量计数变量NT，路牌发送出询问数据后，一旦收到车辆的应答数据(此应答数据里含有车辆信息)，即读取车辆信息，写入数组，同时令定时器开始计时，得到该车辆在路段AB的行驶时间T，也写入数组。按系统每个采样周期系统如此重复工作，当某车辆尚处于该区域内，该车辆的行驶时间T将一直增加。根据时间值T能判断出路段AB是否发生拥堵，及拥堵时间。根据应答数据，获知一共收到了多少个应答，由此知道当前该区域内的车辆数目，写入NT。一旦检测到车辆离开该区域，即将数组对应存储该车辆信息的元素清零，同时，令定时器停止计时，清零。这样，清零后的数组空间，可用于存储新进入车辆信息及行驶时间T。

本实施例中，当路牌接收不到任何行驶卡的应答数据，即路段AB内没有车辆时，进行数组清零，完成复位。

在一个实施例中，所述路牌发出询问数据的周期为100ms，假设高速公路中车辆行驶速度为120km/h，一个询问周期100ms内，一个周期内车辆行驶距离约为3m，3m相对于路段AB的距离可以忽略不计，假设路牌上集成的无线通信模块为Zigbee，则其发出的无线信号的有效距离为2*100m，即路段AB的距离为200米。进一步的，可在路牌上增加无线信号增强模块，从而增大路牌的无线信号覆盖范围，实现更长距离的高速路况的监测。在本实施例中，假设所述预设值为5-10个，即当所述路牌连续5-10个周期(500-1000ms)内接收不到应答数据，则判断车辆已经离开了路段AB。

在以上实施例中，所述行驶卡为高速计费卡，所述高速计费卡经过改造，改造后的高速计费卡包括电池、无线通信单元、所述行驶卡身份信息为车牌号；所述无线通信单元用于和路牌进行通信，接收路牌发送的询问数据，同时根据询问数据发送应答数据。所述电池用于为所述无线通信单元提供电量。

进一步的，为了节约路牌制作的成本，所述路牌为高速公路上已有的指示牌，比如高速公路出口指示牌，所述高速公路出口指示牌经过改造，改造后的高速公路出口指示牌包括电源单元、无线通信单元、存储单元，所述无线通信单元用于发送询问数据和高速公路计费卡发送的应答数据，所述存储单元用于存储所述高速计费卡对应的车辆信息及所述车辆经过所述无线通信单元的无线信号覆盖范围所用的时间和预设时间。所述电源单元用于提供点亮。本实施例中，所述电源单元包括太阳能单元和/或风力发电单元。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种高速公路拥堵判断方法，包括路牌和行驶卡，所述行驶卡置于车辆内，当所述行驶卡位于所述路牌的信号覆盖范围内时，两者周期性地相互通信；其特征在于，包括以下步骤：

所述路牌周期性地发送询问数据；

释放存储空间。

2.如权利要求1所述的一种高速公路拥堵判断方法，其特征在于，还包括步骤：所述路牌将路况信息发送至高速公路管理中心。

3.如权利要求1所述的一种高速公路拥堵判断方法，其特征在于，所述路牌设置有1个数组，用于记录所述行驶卡的身份信息和通过所述路牌信号覆盖范围的时长；所述数组能存入N2组元素，所述N2为所述路牌信号覆盖范围内容许的最大车辆数。

4.如权利要求3所述的一种高速公路拥堵判断方法，其特征在于，在设定周期内，路牌接收不到任何行驶卡的应答数据时，进行数组清零，完成复位。

5.如权利要求1所述的一种高速公路拥堵判断方法，其特征在于，所述周期性地发送询问数据的周期为100ms，所述预设值为(5-10)个。

6.如权利要求5所述的一种高速公路拥堵判断方法，其特征在于，所述预设时长为车辆以道路限速值通过所述路牌信号覆盖范围所需时间的(1.5-2)倍。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种高速公路拥堵判断方法，其特征在于，所述行驶卡为高速计费卡，所述高速计费卡包括电池、无线通信单元、所述行驶卡身份信息为车牌号；

8.如权利要求7所述的一种高速公路拥堵判断方法，其特征在于，所述电源单元包括太阳能单元和/或风力发电单元。

9.如权利要求8所述的一种高速公路拥堵判断方法，其特征在于，所述行驶卡的身份信息为人工手动绑定或者车牌自动识别。