CN108538087A - 基于激光扫描定位技术的隧道交通事故监测及预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于激光扫描定位技术的隧道交通事故监测及预警系统，系统包括监测装置、智能处理装置、智能控制装置、LED显示装置和交通管控中心。所述监测装置包括交通监视装置和激光扫描定位装置，在采集隧道交通信息后传送给智能处理装置，然后智能控制装置根据智能处理装置做出的判断向LED显示装置和交通管控中心发送相应的指令，交通管控中心可以对LED显示装置发布内容进行修改，并且对发生的隧道交通事故实施紧急救援。本发明有利于对公路隧道内交通事故的实时监测、警示和紧急处理，防止二次事故的发生，加强对交通事故的后续风险控制。
Description
技术领域
本发明涉及交通安全领域，特别是一种基于激光扫描定位技术的隧道交通事故监测及预警系统。
背景技术
随着道路建设技术水平的提高，隧道作为公路交通的一种重要结构也得到快速发展，截止2017年底，我国公路隧道总数16229处，总里程15285.1公里，我国早已成为世界上隧道最多、最复杂、发展最快的国家。然而，在公路隧道建设规模不断扩大的同时，隧道交通安全也成为人们关注的重要话题。这是由于隧道是一种埋置在地表层或者贯穿山体的交通结构，其行车环境都相对封闭，故而内部交通运行状况很难以现有的应用于露天道路的交通技术和手段实现有效监控。一旦发生交通事故，很难做到及时发现和处理，极易造成二次甚至多次交通事故，给交通参与者的生命财产安全带来严重安全隐患。因而，有必要通过一定的技术手段对隧道的交通状况进行实时监测，并在车辆进入隧道之前提前告知驾驶人隧道内各车道的交通状况，让驾驶人做好应对准备，同时将隧道内的具体情况发给交通管理部门，实现对隧道交通事故的快速应急处理。
发明内容
本发明旨在实现对公路隧道内交通事故的实时监测、警示和紧急处理，防止二次事故的发生，最终实现交通事故后续风险控制最小化。
为了实现上述发明目的，本发明提供的技术方案是：一种基于激光扫描定位技术的隧道交通事故监测及预警系统，包括监测装置、智能处理装置、智能控制装置、LED显示装置和交通管控中心；所述监测装置包括交通监视装置和激光扫描定位装置，在采集隧道交通信息后传送给智能处理装置，然后智能控制装置根据智能处理装置做出的判断向监测装置、LED显示装置和交通管控中心发送相应的指令，交通管控中心可以实现对LED显示装置发布内容进行修改，并且对发生的隧道交通事故实施紧急救援。
上述监测装置包括交通监视装置和激光扫描定位装置两部分，所述交通监视装置主要在于实时捕获自身监视范围内的动态交通状况，并传递给智能处理装置和交通管控中心；所述激光扫描定位装置主要利用激光完成对隧道车辆距离远近的测量和相对位置的判定，实现隧道车辆与激光扫描定位装置的定位扫描；
具体地，通过激光扫描定位装置内的激光装置在持续匀速的旋转中发射并接收激光，实现对道路车辆距离远近的测量和相对位置的判定，从而实现定位扫描，并且为保证激光扫描定位装置的扫描精度，将激光发射接收器的扫描周期设定为8秒，即每8秒旋转两个平面角（180°+180°）。
进一步地，交通监视装置和激光扫描定位装置一体化装配，并交错分布在隧道两侧墙壁上或者专门设置的竖杆上，且距离路面一定高度（初步计算约为600mm，具体高度可根据实际需要进行调节），以保证扫描仪对于不同型号车辆具有良好的普适性。
上述智能处理装置主要通过一定的算法对激光扫描定位装置采集数据进行位图处理，判断车辆在道路上的实时位置和车辆的静动状态，然后按照一定判断规则推断车辆是否发生交通事故，并且智能处理器连接着一定长度隧道内的所有监测装置以及时获取监测装置采集到的参数，并将其对隧道监测区域内交通判定结果传递给智能控制器。
其中所述算法的原理如下所述：
激光扫描定位装置测得道路车辆与其之间的实时距离l和扫描激光束与路边垂线的夹角Φ（规定夹角与车道行驶方向相同为正，反之则为负）；通过公式①和②运算得到目标车辆距离相应激光扫描定位装置的纵向距离x和横向距离y，并由此生成道路车辆的“横向距离-纵向距离（y-x）图像”，映射到实际道路上，这样通过相邻的两组监测装置便可实现对道路车辆位置完整扫描，进而处理器根据两组监测装置的扫描图像计算出该路段内停止行驶的车辆数，以及车辆位于道路的精确定位；
x = l sinΦ ①
y= l cosΦ ②。
其中所述判断规则如下：
当扫描结果为有车辆跨车道停止不动，则认定为存在交通事故；当扫描结果为有车辆在行驶车道内停止不动则认定为存在交通事故，若是车辆停靠在应急车道上则视为异常停靠。
上述智能控制装置对来自智能处理装置的信息进行归整，并作出相应的分析判断，向监测装置发送工作指令，向LED显示装置和交通管控中心发送信息。
进一步地，当智能控制装置判断出隧道内出现交通拥堵或者发生交通事故时，则向交通监测装置发出抓拍命令；
交通管控中心在接收来自智能控制装置的隧道交通事故警报之后，可实施隧道交通应急事故处理，同时，可利用交通监视装置的监控画面和抓拍证据，对交通事故进行认证，也可以根据具体需要对显示屏信息进行修改，采取后续措施。
LED显示装置主要接收并显示智能控制装置发送来的信息，LED显示装置设立在隧道入口处发布信息，便于驾驶员及时得知隧道内的实时交通状况，并且隧道内交通条件良好时，采用绿色字体表示隧道内交通条件良好的提示语；当隧道内出现交通拥挤是，用黄色字体显示；有事故状况发生时，利用红色字体进行警示信息显示；事故解除后，控制器控制显示屏上重新显示绿色体字。
此外，本发明所提供的基于激光扫描定位技术的隧道交通事故监测及预警系统可与“超级高速公路”相结合，应用于超级高速的智能体系之中，对车辆做到实时监控、精确定位，构建人车路协同综合感知体系，做到路网综合运行下的实时监测与预警，达到提升出行安全性的目的。
附图说明
图1本发明涉及的基于激光扫描定位技术的隧道交通事故监测及预警系统的结构示意图。
图2 本发明涉及的基于激光扫描定位技术的隧道交通事故监测及预警系统的隧道布置示意图（以双车道隧道为例）。
图3 本发明所述的激光扫描定位装置对隧道车辆定位的方式示意图（以双车道隧道为例）。
图中的数字标号说明：
1-监测装置，2-LED显示装置，3-公路隧道空间。
具体实施方式
本发明的目的在于实现对公路隧道内交通事故的实时监测、警示和紧急处理，防止二次事故的发生，最终实现交通事故后续风险控制最小化。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于激光扫描定位技术的隧道交通事故监测及预警系统。
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述，实施例是基于两车道的公路隧道环境，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
如图1所示，本发明所提供的一种基于激光扫描定位技术的隧道交通事故监测及预警系统，具体包括监测装置、智能处理装置、智能控制装置、LED显示装置和交通管控中心；所述监测装置包括交通监视装置和激光扫描定位装置，在采集隧道交通信息后传送给智能处理装置，并由智能控制装置根据智能处理装置做出的判断向监测装置、LED显示装置和交通管控中心发送相应的指令，交通管控中心可以实现对LED显示装置发布内容进行修改，并且对发生的隧道交通事故实施紧急救援。
在本发明所述系统的具体应用中，将监测装置交错布置在隧道两侧的墙壁上或者专门设置的竖杆上，在监测装置中交通监视装置和激光扫描定位装置各自独立工作，其中所述交通监视装置全天候实时捕获自身监视范围内的动态交通状况，并传递给智能处理装置和交通管控中心；
激光扫描定位装置其内部的激光装置在持续匀速的旋转中发射并接收激光，实现对道路车辆距离远近的测量和相对位置的判定，从而实现定位扫描，并且为保证激光扫描定位装置的扫描精度，将激光发射接收器的扫描周期设定为8秒，即每8秒旋转两个平面角（180°+180°）。
智能处理装置连接着一定长度隧道内的所有监测装置，及时获取监测装置采集到的参数，并依据前文所述算法对激光扫描定位装置采集数据进行位图处理，依据前文所述判断规则推断出车辆是否发生交通事故，最后将其对隧道监测区域内交通判定结果传递给智能控制器。
上述智能控制装置对来自智能处理装置的信息进行归整，并作出相应的分析判断，向监测装置发送工作指令，向LED显示装置和交通管控中心发送信息；
具体地，当智能控制装置判断出隧道内出现交通拥堵或者发生交通事故时，则向交通监测装置发出拍摄命令。
交通管控中心在接收来自智能控制装置的隧道交通事故警报之后，可实施隧道交通应急事故处理，同时，可利用交通监视装置的监控画面和抓拍证据，对交通事故进行认证，也可以根据具体需要对显示屏信息进行修改，采取后续措施。
LED显示装置主要接收并显示智能控制装置发送来的信息，LED显示装置设立在隧道入口处发布信息，便于驾驶员及时得知隧道内的实时交通状况，并且隧道内交通条件良好时，采用绿色字体表示隧道内交通条件良好的提示语；当隧道内出现交通拥挤是，用黄色字体显示；有事故状况发生时，利用红色字体进行警示信息显示；事故解除后，控制器控制显示屏上重新显示绿色体字。
以上是对本发明的描述而非限定，基于本发明思想的其它实施方式，均在本发明的保护范围之中。
Claims (8)
1.本发明公开一种基于激光扫描定位技术的隧道交通事故监测及预警系统，其特征在于，系统构成包含监测装置、智能处理装置、智能控制装置、LED显示装置和交通管控中心；所述监测装置包括交通监视装置和激光扫描定位装置，在采集隧道交通信息后传送给智能处理装置，然后智能控制装置根据智能处理装置做出的判断向监测装置、LED显示装置和交通管控中心发送相应的指令，交通管控中心可以对LED显示装置发布内容进行修改，并且对发生的隧道交通事故实施紧急救援。
2.根据要求1所述的基于激光扫描定位技术的隧道交通事故监测及预警系统，其特征在于所述监测装置包括交通监视装置和激光扫描定位装置两部分，所述交通监视装置主要在于实时捕获自身监视范围内的动态交通状况，并传递给智能处理装置和交通管控中心；所述激光扫描定位装置主要利用激光完成对隧道车辆距离远近的测量和相对位置的判定，实现隧道车辆与激光扫描定位装置的定位扫描；
具体地，通过激光扫描定位装置内的激光装置在持续匀速的旋转中发射并接收激光，实现对道路车辆距离的测量和相对位置的判定，从而实现定位扫描，并且为保证激光扫描定位装置的扫描精度，将激光发射接收器的扫描周期设定为8秒，即每8秒旋转两个平面角（180°+180°）；
进一步地，交通监视装置和激光扫描定位装置一体化装配，并交错分布在隧道两侧墙壁上或者专门设置的竖杆上，且距离路面一定高度（初步计算约为600mm，具体高度可根据实际需要进行调节），以保证扫描仪对于不同型号车辆具有良好的普适性。
3.根据要求1所述的基于激光扫描定位技术的隧道交通事故监测及预警系统，其特征在于所述智能处理装置主要通过一定的算法对激光扫描定位装置采集数据进行位图处理，判断车辆在隧道内的静动状态和道路上的实时位置，然后按照一定的判定规则推断出车辆是否发生交通事故，并且智能处理器连接着一定长度隧道内的所有监测装置以及时获取监测装置采集到的参数，并将其对隧道监测区域内交通判定结果传递给智能控制器。
4.根据要求3所述的智能处理装置，其特征在于所述算法的原理如下所述：
激光扫描定位装置测得道路车辆与其之间的实时距离l和扫描激光束与路边垂线的夹角Φ（规定夹角与车道行驶方向相同为正，反之则为负）；通过公式①和②运算得到目标车辆距离相应激光扫描定位装置的纵向距离x和横向距离y，并由此生成道路车辆的“横向距离-纵向距离（y-x）图像”，映射到实际道路上，这样通过相邻的两组监测装置便可实现对道路车辆位置完整扫描，进而处理器根据两组监测装置的扫描图像计算出该路段内停止行驶的车辆数，以及车辆位于道路的精确定位；
x = l sinΦ ①
y= l cosΦ ②。
5.根据要求3所述的智能处理装置，其特征在于所述判断规则如下：
当扫描结果为有车辆跨车道停止不动，则认定为存在交通事故；当扫描结果为有车辆在行驶车道内停止不动则认定为存在交通事故，若是车辆停靠在应急车道上则视为异常停靠。
6.根据要求1所述的基于激光扫描定位技术的隧道交通事故监测及预警系统，其特征在于所述智能控制装置对来自智能处理装置的信息进行归整，并作出相应的分析判断，向监测装置发送工作指令，向LED显示装置和交通管控中心发送信息；
具体地，当智能控制装置判断出隧道内出现交通拥堵或者发生交通事故时，则向交通监测装置发出抓拍命令。
7.根据要求1所述的基于激光扫描定位技术的隧道交通事故监测及预警系统，其特征在于所述LED显示装置主要用于接收并显示智能控制装置发送来的信息，LED显示装置设立在隧道入口处发布信息，便于驾驶员及时得知隧道内的实时交通状况，并且隧道内交通条件良好时，LED显示装置采用绿色字体表示隧道内交通条件良好的提示语；当隧道内出现交通拥挤是，用黄色字体显示；有事故状况发生时，利用红色字体进行警示信息显示；事故解除后，控制器控制显示屏上重新显示绿色体字。
8.根据要求1所述的基于激光扫描定位技术的隧道交通事故监测及预警系统，其特征在于所述交通管控中心为整个系统的管控中心，所述交通管控中心接收来自智能控制装置的隧道交通事故警报之后，工作人员可实施隧道交通应急事故处理，同时，工作人员可利用交通监视装置的监控画面和抓拍证据，对交通事故进行认证，也可以根据具体需要对显示屏信息进行修改，采取后续措施。
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