CN108806277A - 高速公路超速自动监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高速公路超速自动监测系统及方法，所述监测系统包括设在高速公路入口限速提示及公路限速变化提示处的信号发射模块、设在车辆上的数据管理模块，设在路面的车辆监测模块，所述方法包括以下步骤：限速信号发射，信号发射模块向周围一定范围发射限速值信号；限速信号接收，由数据管理模块接收；车速监测，由设于高速公路的车辆监测模块测速并将结果发送至数据管理模块，超速提醒，由数据管理模块将车速和限速值相比较，若超速则由数据管理模块对车辆进行限速提醒，并存储超速信息；超速信息读取和处理，由数据管理模块依法律法规作出处罚，并将所述超速信息及超速处罚信息发送至车主，本发明可隐蔽性监测车速，实现全程无间隙超速监测。

Description

高速公路超速自动监测系统及方法

技术领域

本发明属于车辆速度监测技术领域，特别涉及高速公路超速自动监测系统及方法。

背景技术

随着现代经济与现代社会的飞速发展，交通还有运输行业的安全保障问题慢慢的开始成为现代技术的关注热点以及突破口的同时，随着人们对交通管理的需求慢慢变高，如何将计算机学科还有通信、微电子等高新现代技术运用在车辆交通的监控、管理以及交通车辆的控制上，以保障交通的安全及行车的顺畅，进而改善交通环境的质量具有很重要的意义。

现有技术中对于车辆的监控、管理主要是通过设置在路边的限速拍照模块来监测车辆的行驶速度，从而判断车辆是否超速，然而现在的车辆内部都会装导航模块，当前方有限速拍照模块时，导航模块均会提示车主减速，一旦过了监测路段，就不能监测车辆的行驶速度了，且现有的交通路段限速指标都是固定的。

现有的车辆行驶速度测量主要有雷达、激光、地感线圈测速等方式，都存在结构复杂、造价高、安装使用维护不便等缺陷，且大多数无法做到无间隙超速监测，CN201210073731.X中公开了一种高速公路超速监测方法，但是其测速依赖于GPS等卫星定位信号，受到天气和位置的影响较大，当遇到天气不佳的时候，或者处于高架桥、树荫的下面等见不到天空的时候，GPS定位就会受到相当大影响，甚至无法进行定位服务，无法实现精确测速。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供高速公路超速自动监测系统及方法，通过在路面铺设车辆监测模块，可以隐蔽的对车辆进行监测，实现全程无间隙的超速监测。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

高速公路超速自动监测系统，所述监测系统包括设置在高速公路入口的限速提示及公路限速变化的提示位置处的信号发射模块、置于行驶在高速公路上的车辆上的数据管理模块，设置与高速公路的车辆监测模块。

具体的，所述数据管理模块包括数据接收单元、数据处理单元、数据存储单元及第一数据发送单元。

具体的，所述车辆监测模块包括多组光敏传感器，测速单元、射频识别单元和第二数据发送单元，所述光敏传感器还连接有计时器，当传感器触发时即开始计时。

具体的，所述车辆监测模块包括多组超声波传感器，测速单元、射频识别单元和第二数据发送单元，所述超声波传感器还连接有计时器，当传感器触发时即开始计时。

具体的，所述车辆监测模块包括多组光敏传感器、多组超声波传感器、光敏开关控制单元、测速单元、射频识别单元和第二数据发送单元，所述光敏传感器、超声波传感器还连接有计时器，当传感器触发时即开始计时。

所述光敏开关控制单元与所述多组光敏传感器、多组超声波传感器、测速单元电连接，用于控制所述超声波传感器在无光条件下代替所述光敏传感器工作。

具体的，所述多组光敏传感器、超声波传感器中每一组设有两个光敏传感器、超声波传感器，且所述两个光敏传感器、超声波传感器之间的距离是固定的，所述光敏传感器、超声波传感器均用于对路面车辆进行测速。

具体的，所述射频识别单元包括安装在车内的射频卡和设置在路面的读写器，所述射频卡内存储有车主的身份信息和车辆的信息，每组所述光敏传感器、超声波传感器之间均设有所述读写器。

本发明还介绍了所述高速公路超速自动监测系统的监测方法，具体包括以下步骤：

限速信号发射，由信号发射模块连续或间断极短的时间向周围发送限速值信号；

限速信号接收，由数据管理模块接收该信号；

车速测量，由设置于高速公路的车辆监测模块实时监测车辆的行驶速度，并将监测到的车速结果发送至数据管理模块；

超速提醒，由数据管理模块将接收到的限速值信号与车辆监测模块监测到的速度进行比较，若超速了则由数据管理模块对车辆进行限速提醒，并将超速信息存储在数据管理模块上；

超速信息读取及处理，由数据管理模块依法律规定作出超速处罚决定，并将所述超速信息及相关超速处罚信息发送至车主；具体的，所述数据管理模块依法律法规作出超速处罚决定，并通过所述第一数据发送单元将所述超速信息及相关超速处罚信息发送至车主。

具体地，所述光敏传感器将光信号转换为电信号，当有车辆驶过路面时，位于路面的光敏传感器能检测到光信号的瞬间变化，当车辆驶过一组光敏传感器时，所述光敏传感器还连接有计时器，当传感器触发时即开始计时，所述测速单元根据光信号瞬间变化的时间和一组光敏传感器之间的距离即可计算出车辆的长度及行驶速度；所述超声波传感器通过向路面上方发射超声波信号，当有车辆驶过路面时，所述超声波传感器能马上接收到反射回来的超声波信号，当车辆驶过一组超声波传感器时，所述超声波传感器还连接有计时器，当传感器触发时即开始计时，即可通过所述测速单元计算出车辆的长度及行驶速度。所述第二数据发送单元将测速单元监测到的速度发送至数据管理模块，数据处理单元将接收到的限速值信号与监测到的车速进行比较，判断是否超速。

所述超速自动监测系统及方法还可应用于光伏公路上，具体的，车辆监测模块由电信号监测单元、计时单元、射频识别单元和第二数据发送单元构成，通过电信号监测单元测出车辆通过光伏板时每块光伏板的电信号变化，计时单元测出所述电信号变化的持续时间，根据单块光伏板上电信号变化的持续时间、光伏板的两端间距及速度公式分析可以得到车辆行驶速度，结合限速值判断是否超速。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过将车辆监测模块铺设在高速公路路面，可以提升车辆监测的隐蔽性和有效性，实现全程无间隙超速监测，通过射频识别技术对路面上的行驶车辆进行身份识别，可以有效防止车辆漏检。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明数据管理模块结构示意图；

图3为本发明车辆监测模块结构示意图；

图4为实施例2中车辆监测模块结构示意图；

图5为实施例3中车辆监测模块结构示意图；

图6为本发明应用于光伏公路时的车辆监测模块结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1-3所示，本发明所涉及的系统由安装在公路上的信号发射模块、置于车辆上的数据管理模块以及置于路面的车辆监测模块构成。

信号发射模块设置于高速公路入口的限速提示及公路限速变化提示位置处，该信号发射模块可连续或间断极短的时间向周围一定范围发送限速值信号，根据高速公路的单向路宽，信号发射模块的信号覆盖半径设置在35-55米，确保覆盖所有车道；但不会对周围的其他设施产生过多的信号干扰。

车辆监测模块包括多组光敏传感器、多组超声波传感器、光敏开关控制单元、测速单元、射频识别单元和第二数据发送单元；所述光敏传感器、超声波传感器还连接有计时器，当传感器触发时即开始计时进一步地，所述多组光敏传感器、超声波传感器中每一组设有两个光敏传感器、超声波传感器，且所述两个光敏传感器、超声波传感器之间的距离是固定的L米，假设一辆车的车头经过一组光敏传感器、超声波传感器所用的时间为T₁，且该辆车整体经过一个光敏传感器、超声波传感器所用的时间为T₂，则可由所述测速单元计算得出该辆车驶过该组光敏传感器、超声波传感器时的瞬时速度V为L/T₁、车身长度为(L/T₁)*T₂。

进一步的，数据管理模块包括数据接收单元、数据处理单元、数据存储单元及第一数据发送单元。

进一步地，所述光敏开关控制单元与所述多组光敏传感器、多组超声波传感器、测速单元电连接，用于控制所述超声波传感器在无光条件下代替所述光敏传感器工作。

在有光条件下(白天)，所述光敏开关控制单元控制所述光敏传感器与所述测速单元电连接，并断开所述超声波传感器与测速单元的电连接；在无光的条件下(黑夜)，所述光敏开关控制单元控制所述超声波传感器与、测速单元电连接，并断开所述光敏传感器与所述测速单元的电连接；通过所述光敏开关控制单元实现所述光敏传感器与超声波传感器的交替工作，既能在夜晚也同样实现对车辆的监控，同时还能减少传感器的负担，避免长时间工作而损坏。

进一步地，所述射频识别单元包括安装在车内的射频卡和设置在高速公路路面的读写器，所述射频卡内存储有车主的身份信息和车辆的信息，每组所述光敏传感器、超声波传感器之间均设有一个读写器。

所述读写器与射频卡之间通过微波5.8GHz频段实现通信连接，通信距离可达到8～30米，当车辆驶过装有读写器的路面时，所述读写器通过读取车辆内的射频卡即可识别车主的身份信息及车辆的信息。

具体举例如下：

车辆在高速公路行驶时，设于高速公路的车辆监测模块测出车辆的速度，并将车速通过第二数据发送单元发送至数据管理模块，数据接收单元接收到信号发射模块的限速值信号后，由数据处理单元将接收到的限速值信号与车辆监测模块测到的车速进行比较，如果超速了则由数据管理模块对车辆进行限速提醒，并将超速信息存储在数据存储单元上，所述数据管理模块依法律法规作出超速处罚决定，并通过所述第一数据发送单元将所述超速信息及相关超速处罚信息发送至车主。

实施例2：

如图4所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述车辆监测模块由多组光敏传感器、测速单元、射频识别单元和第二数据发送单元构成，所述光敏传感器还连接有计时器，当传感器触发时即开始计时，所述多组光敏传感器中每一组设有两个光敏传感器，且所述两个光敏传感器之间的距离是固定的L米，假设一辆车的车头经过一组光敏传感器所用的时间为T₁，且该辆车整体经过一个光敏传感器所用的时间为T₂，则可由所述测速单元计算得出该辆车驶过该组光敏传感器时的瞬时速度V为L/T₁、车身长度为(L/T₁)*T₂。数据接收单元接收到信号发射模块的限速值信号后，由数据处理单元将接收到的限速值信号与车辆监测模块测到的车速进行比较，如果超速了则由数据管理模块对车辆进行限速提醒，并将超速信息存储在数据存储单元上，所述数据管理模块依法律法规作出超速处罚决定，并通过所述第一数据发送单元将所述超速信息及相关超速处罚信息发送至车主。

实施例3：

如图5所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述车辆监测模块由多组超声波传感器、测速单元、射频识别单元和第二数据发送单元构成，所述超声波传感器还连接有计时器，当传感器触发时即开始计时，所述多组超声波传感器中每一组设有两个超声波传感器，且所述两个超声波传感器之间的距离是固定的L米，假设一辆车的车头经过一组超声波传感器所用的时间为T1，且该辆车整体经过一个超声波传感器所用的时间为T2，则可由所述测速单元计算得出该辆车驶过该组超声波传感器时的瞬时速度V为L/T1、车身长度为(L/T1)*T2。数据接收单元接收到信号发射模块的限速值信号后，由数据处理单元将接收到的限速值信号与车辆监测模块测到的车速进行比较，如果超速了则由数据管理模块对车辆进行限速提醒，并将超速信息存储在数据存储单元上，所述数据管理模块依法律法规作出超速处罚决定，并通过所述第一数据发送单元将所述超速信息及相关超速处罚信息发送至车主。

实施例4：

如图6所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述车辆检测模块由电信号监测单元、计时单元、射频识别单元和第二数据发送单元构成，当车辆在光伏公路上行驶时，通过电信号监测单元测出车辆通过光伏板时每块光伏板的电信号变化，计时单元测出所述电信号变化的持续时间，根据单块光伏板上电信号变化的持续时间、光伏板的两端间距及速度公式分析可以得到车辆行驶速度，结合限速值判断是否超速。具体的，在实际应用中，所述光伏板为晶硅太阳能板，其尺寸为2000*1000*35mm，额定功率为P，转换效率为η，光伏板的两端中心位置设有端点A、B，端点A到端点B的距离为L，当无车辆行驶经过所述光伏板时，所述光伏板的输出功率W1＝W*η＝P*η，当有车辆行驶经过所述光伏板时，所述车辆前部经过端点A，所述输出功率W1开始逐渐降低，一直到所述车辆前部到达端点B，所述输出功率降到最低点W2，此时，所述光伏板被车辆完全遮挡住，无法获得光的直接照射，但是能通过照射在相邻光伏板上的光的反射、散射等获得间接的光照射，进而转换得到较低的输出功率，这里将W2定义为W2＝W1*10％，所述计时单元监测得到所述输出功率从W1降到W2的时间为T1，此后一直保持所述输出功率在W2，直到所述车辆尾部行驶离开端点A，所述输出功率保持在W2的时间为T2，所述输出功率开始逐渐升高，直到W1，此时所述车辆尾部行驶离开端点B，所述输出功率从W2升高到W1的时间为T1，根据速度公式v＝L/t，计算得到车辆的行驶速度v＝L/T1，通过车辆的行驶速度v和所述输出功率保持在W2的时间，计算得到车辆的长度S＝v*T2+L。第二数据发送单元将监测到的车速发送至数据管理模块，由数据处理单元将接收到的限速值信号与车辆监测模块测到的车速进行比较，如果超速了则由数据管理模块对车辆进行限速提醒，并将超速信息存储在数据存储单元上，所述数据管理模块依法律法规作出超速处罚决定，并通过所述第一数据发送单元将所述超速信息及相关超速处罚信息发送至车主。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.高速公路超速自动监测系统，其特征在于，所述的监测系统包括设置在高速公路入口的限速提示及公路限速变化的提示位置处的信号发射模块、置于行驶在高速公路上的车辆上的数据管理模块，设置于高速公路的车辆监测模块。

2.根据权利要求1所述的高速公路超速自动监测系统，其特征在于，所述数据管理模块包括数据接收单元、数据处理单元、数据存储单元及第一数据发送单元。

3.根据权利要求1所述的高速公路超速自动监测系统，其特征在于，所述车辆监测模块包括多组光敏传感器、测速单元、射频识别单元和第二数据发送单元。

4.根据权利要求1所述的高速公路超速自动监测系统，其特征在于，所述车辆监测模块包括多组超声波传感器、测速单元、射频识别单元和第二数据发送单元。

5.根据权利要求1所述的高速公路超速自动监测系统，其特征在于，所述车辆监测模块包括多组光敏传感器、多组超声波传感器、光敏开关控制单元、测速单元、射频识别单元和第二数据发送单元。

6.根据权利要求5所述的高速公路超速自动监测系统，其特征在于，所述光敏开关控制单元与所述多组光敏传感器、多组超声波传感器、测速单元电连接，用于控制所述超声波传感器在无光条件下代替所述光敏传感器工作。

7.根据权利要求5所述的高速公路超速自动监测系统，其特征在于，所述多组光敏传感器、超声波传感器中每一组设有两个光敏传感器、超声波传感器，且所述两个光敏传感器超声波传感器之间的距离是固定的，所述光敏传感器、超声波传感器均用于对路面车辆进行测速。

8.根据权利要求3-5任一项所述的高速公路超速自动监测系统，其特征在于，所述射频识别单元包括安装在车内的射频卡和设置在路面的读写器，所述射频卡内存储有车主的身份信息和车辆的信息，每组所述光敏传感器、超声波传感器之间均设有所述读写器。

9.高速公路超速自动监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

限速信号发射，由信号发射模块连续或间断极短的时间向周围发送限速值信号；

限速信号接收，由数据管理模块接收该信号；

车速测量，由设置于高速公路的车辆监测模块实时监测车辆的行驶速度，并将监测到的车速结果发送至数据管理模块；

超速提醒，由数据管理模块将接收到的限速值信号与车辆监测模块监测到的速度进行比较，若超速了则由数据管理模块对车辆进行限速提醒，并将超速信息存储在数据管理模块上；

超速信息读取及处理，由数据管理模块依法律法规作出超速处罚决定，并将所述超速信息及相关超速处罚信息发送至车主。