CN110246348A - 一种快速路智能限速装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速路智能限速装置，包括接收输入端、输出控制端以及输出显示端，输出控制端分别与接收输入端和输出显示端连接；输出显示端设置在快速路入口处，输入接收端设置于输出显示端下游的快速路区段上，输入接收端采集下游路段交通信息并传送到输出控制端，输出控制端对快速路下游交通流状态判别，控制输出显示端发布相应的交通诱导信息及限速值；接收输入端布置的快速路区段为检测区段，用于探测相应检测区段上车辆数量。本发明通过对快速路下游的交通流状况进行判断，对上游交通进行实时有效诱导，避免下游交通状态进一步恶化从而引发交通事故、交通堵塞等恶劣情况的发生，安装简单，维护成本低，实用性强。

Description

一种快速路智能限速装置

技术领域

本发明涉及交通设备技术领域，具体涉及一种快速路智能限速装置。

背景技术

城市快速路作为城市区域性交通运输主通道，承担着城市大部分交通流量，以北京市为例，北京市二、三、四环总长度占总路网里程的8％，但承担了将近一半左右的交通流量，快速路对于城市各片区的交通联系作用举足轻重。但近年来，城市快速路交通拥挤已在国内很多大城市逐渐演变成为一种通病，尤其是当在下游形成交通通行状态不畅情况或者已经形成堵点时，上游交通流在不知情、无意识的情况下快速涌到这一区域，从而引发了规模更大、情况更严重的拥堵区段，严重影响、制约着城市快速路快速联通功能的发挥。

为了解决这一问题，在动态、智能、主动的交通诱导控制系统在交通领域越来越得到普及的趋势下，且在本人参与及承担的快速路建设项目中，通过对快速路交通特性的详细研究，有必要研发一种可根据快速路下游交通流状态，进行智能判断，对快速路上游交通进行实时诱导的交通控制装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种快速路智能限速装置，实时有效诱导，避免下游交通状态进一步恶化从而引发交通事故、交通堵塞等恶劣情况的发生，安装简单，维护成本低，实用性强，在城市快速路交通控制诱导系统领域具有广阔市场前景。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种快速路智能限速装置，包括接收输入端、输出控制端以及输出显示端，输出控制端分别与接收输入端和输出显示端连接；输出显示端设置在快速路入口处，输入接收端设置于输出显示端下游的快速路区段上，输入接收端采集下游路段交通信息并传送到输出控制端，输出控制端通过接收到的交通信息对快速路下游交通流状态判别，控制输出显示端发布相应的交通诱导信息及限速值；接收输入端布置的快速路区段为检测区段，用于探测相应检测区段上车辆数量。

按照上述技术方案，接收输入端包括多组超声波探头，多组超声波探头沿快速路长度方向依次分布，输出显示端设置于快速路入口处。

按照上述技术方案，每组中的超声波探头个数与快速路的车道数相同，并与快速路的车道一一对应布置；

每组超声波探头均包括一套安装架和横梁，安装架固设于快速道路的一侧，横梁水平横向固设于安装架上方，横梁与快速路的长度方向垂直，超声波探头依次分布于横梁上。

按照上述技术方案，超声波探头所布置的快速路区段为检测区段，用于探测相应检测区段上车辆数量，检测区段的各车道之间设有禁止变换车道线。

按照上述技术方案，所述超声波探头以每秒50次的频率连续发出超声波检测检测区段。

按照上述技术方案，输出控制端包含检测主机和微处理器，微处理器通过检测主机与接收输入端连接，微处理器与输出显示端连接。

按照上述技术方案，输出显示端包括LED显示屏，LED显示屏悬置于快速路入口上方。

按照上述技术方案，输出显示端还包括安装架和横梁，安装架固设于快速道路的一侧，横梁水平横向固设于安装架上方，横梁与快速路的长度方向垂直，LED显示屏设置于横梁上。

按照上述技术方案，输出控制端通过接收输入端探测出快速路上各车道的机动车数量并计算出检测区段的车辆密度ρ；

当输出控制端计算所得检测区段车辆密度ρ≤A时，输出控制端控制输出显示端显示正常高位限速值与低速限制值；

当输出控制端计算所得检测区域车辆密度A＜ρ≤B时，输出控制端控制输出显示端显示正常高位限速值的85％位限速值及“车辆谨慎驾驶”标语；

当输出控制端计算所得检测区域车辆密度ρ＞B时，输出控制端控制输出显示端显示正常高位限速值的50％位限速值及“前方道路拥挤，车辆减速慢行”标语。

按照上述技术方案，A为15veh/km～25veh/km，B为110veh/km～130veh/km。

本发明具有以下有益效果：

本发明的快速路智能限速装置，通过接收输入端收集到的实时交通流数据并传送到输出控制端，输出控制端通过与设定的交通状态临界值参数比较后判断快速路下游的交通流状况，从而选择相适应的交通控制和诱导措施对上游交通进行实时有效诱导，避免下游交通状态进一步恶化从而引发交通事故、交通堵塞等恶劣情况的发生。本发明原理可行，安装简单，维护成本低，实用性强，在城市快速路交通控制诱导系统领域具有广阔市场前景。

附图说明

图1是本发明实施例中快速路智能限速装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中快速路智能限速装置的工作流程图；

图中，1-超声波探头，2-LED显示屏，3-横梁，4-安装架，5-输出控制端，6-道路禁止跨越车道分界标线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1～图2所示，本发明提供的一个实施例中的快速路智能限速装置，包括接收输入端、输出控制端5以及输出显示端，输出控制端5分别与接收输入端和输出显示端连接；输出显示端设置在快速路入口处，输入接收端设置于输出显示端下游的快速路区段上，输入接收端采集下游路段交通信息并传送到输出控制端5，输出控制端5通过接收到的交通信息对快速路下游交通流状态判别，控制输出显示端发布相应的交通诱导信息及限速值；接收输入端布置的快速路区段为检测区段，用于探测相应检测区段上车辆数量。

进一步地，可根据信息接收输入端收集到的交通流数据传送到输出控制端5，输出控制端5通过与设定的交通状态临界值参数比较后判断快速路下游的交通流状况，从而选择相适应的交通控制和诱导措施对上游交通进行有效诱导，避免下游交通状态进一步恶化从而导致交通事故、交通堵塞等恶劣情况的发生。

进一步地，接收输入端包括多组超声波探头1，多组超声波探头1沿快速路长度方向依次分布，输出显示端设置于快速路入口处。

进一步地，接收输入端包括两组及两组以上的超声波探头1、安装架4及横梁3，每组包含一套安装架4、横梁3以及与快速路对应车道数相同数量的超声波探头1。

进一步地，每组中的超声波探头1个数与快速路的车道数相同，每组中的多个超声波探头1与快速路的多个车道一一对应布置；

每组超声波探头1均包括一套安装架4和横梁3，安装架4固设于快速道路的一侧，横梁3水平横向固设于安装架4上方，横梁3与快速路的长度方向垂直，超声波探头1依次分布于横梁3上。

进一步地，超声波探头1所布置的快速路区段为检测区段，用于探测相应检测区段上车辆数量，检测区段的各车道之间设有禁止变换车道线；超声波探头1对准来车方向，探测检测区域车辆数量，检测区域道路施画禁止变换车道线，车辆在此区域不可变道以防止漏测，安装架4固定在快速路道路一侧。

进一步地，所述超声波探头1以每秒50次的频率连续发出超声波检测检测区段；所述超声波探头1具有不受雨雪等恶劣天气影响，具备24小时正常工作优点，且在检测区域车辆密度较大的情况下，可以不受车辆遮挡影响。

进一步地，输出控制端5包含检测主机和微处理器，微处理器通过检测主机与接收输入端连接，微处理器与输出显示端电性连接；检测主机接受接收输入端传送的数据信息，从而得出检测区域机动车数量。

进一步地，输出显示端包括LED显示屏2，LED显示屏2悬置于快速路入口上方。

进一步地，输出显示端还包括安装架4和横梁3，安装架4固设于快速道路的一侧，横梁3水平横向固设于安装架4上方，横梁3与快速路的长度方向垂直，LED显示屏2设置于横梁3上。

进一步地，超声波探头1和LED显示屏2均悬置于快速路上方。

进一步地，输出控制端5通过接收输入端探测出快速路上各车道的机动车数量并计算出检测区段的车辆密度ρ；

当输出控制端5计算所得检测区段车辆密度ρ≤A时，输出控制端5控制输出显示端显示正常高位限速值与低速限制值；

当输出控制端5计算所得检测区域车辆密度A＜ρ≤B时，输出控制端5控制输出显示端显示正常高位限速值的85％位限速值及“车辆谨慎驾驶”标语；

当输出控制端5计算所得检测区域车辆密度ρ＞B时，输出控制端5控制输出显示端显示正常高位限速值的50％位限速值及“前方道路拥挤，车辆减速慢行”标语。

进一步地，A为15veh/km～25veh/km，B为110veh/km～130veh/km。

进一步地，所述微处理器通过机动车数量计算得出检测区域车辆密度ρ，并与交通状态临界值参数对比从而判断出检测区域交通状态，并控制输出显示端显示相应的交通诱导信息及限速值；所述交通状态分为自由流、间歇流及拥挤流，自由流车辆行驶灵活度大，车辆密度较小；间歇流车辆行驶速度缓慢，车辆密度较大；拥挤流车辆行驶灵活度小，车辆密度最大。通过本人对快速路交通数据的实地调查分析，得出快速路自由流密度ρ≤20veh/km(自由流临界密度20veh/km)；得出快速路间歇流密度为20veh/km＜ρ≤120veh/km(间歇流临界密度20veh/km)；得出快速路拥挤流密度ρ＞120veh/km。

本发明的工作原理：

如图1所示，本发明实施例的快速路智能限速装置，一般设置在城市快速路入口位置及下游位置处，该快速路智能限速装置包括接收输入端、输出控制端5以及输出显示端。

接收输入端包括两组及两组以上的超声波探头1、安装架4及横梁3，每组包含一套安装架4、横梁3以及与快速路对应车道数相同数量的超声波探头1。

该接收输入端包含的超声波探头1安装于横梁3上，横梁3安装于安装架4上，探头对准来车方向，探测检测区域车辆数量，检测区域道路施画禁止跨越车道分界标线6，车辆在此区域不可变道以防止漏测，安装架固定在快速路道路一侧。

该接收输入端包含的超声波探头1以每秒50次的频率连续发出超声波检测检测区域。

该接收输入端包含的超声波探头1具有不受雨雪等恶劣天气影响，具备24小时正常工作优点，且在检测区域车辆密度较大的情况下，可以不受车辆遮挡影响。

输出控制端5包含检测主机(未在图中画出)、微处理器(未在图中画出)，检测主机接受接收输入端传送的数据信息，从而得出检测区域机动车数量。

微处理器通过机动车数量计算得出检测区域车辆密度ρ，并与交通状态临界值参数对比从而判断出检测区域交通状态，并控制输出显示端显示相应的交通诱导信息及限速值。

交通状态分为自由流、间歇流及拥挤流，自由流车辆行驶灵活度大，车辆密度较小；间歇流车辆行驶速度缓慢，车辆密度较大；拥挤流车辆行驶灵活度小，车辆密度最大。通过本人对快速路交通数据的实地调查分析，得出快速路自由流密度ρ≤20veh/km(自由流临界密度20veh/km)；得出快速路间歇流密度为20veh/km＜ρ≤120veh/km(间歇流临界密度120veh/km)；得出快速路拥挤流密度ρ＞120veh/km。

输出控制端5包含的微处理器计算所得检测区域车辆密度ρ≤20veh/km，微处理器控制输出显示端LED显示屏2显示正常高位限速值与低速限制值。

输出控制端5包含的微处理器计算所得检测区域车辆密度20veh/km＜ρ≤120veh/km，微处理器控制输出显示端LED显示屏2显示正常高位限速值的85％位限速值及“车辆谨慎驾驶”标语。

输出控制端5包含的微处理器计算所得检测区域车辆密度ρ＞120veh/km，微处理器控制输出显示端LED显示屏2显示正常高位限速值的50％位限速值及“前方道路拥挤，车辆减速慢行”标语。

输出显示端包含一套安装架4、横梁3以及安装在横梁上的LED显示屏2。

如图2所示，本发明实施例的快速路智能限速装置及其控制办法，包括以下步骤：

S1、当检测主机接受接收输入端传送的车辆数据信息，微处理器通过计算所得上游检测区域车辆密度ρ≤20veh/km，微处理器控制下游输出显示端LED显示屏显示正常高位限速值与低速限制值。

S2、当微处理器计算所得上游检测区域车辆密度20veh/km＜ρ≤120veh/km，微处理器控制下游输出显示端LED显示屏显示正常高位限速值的85％位限速值及“车辆谨慎驾驶”标语。

S3、当所述微处理器计算所得上游检测区域车辆密度ρ＞120veh/km，微处理器控制下游输出显示端LED显示屏显示正常高位限速值的50％位限速值及“前方道路拥挤，车辆减速慢行”标语。

在本发明的另一个具体实施例中：

快速路智能限速装置包括接收输入端、输出控制端以及输出显示端，接收输入端包括多组超声波探头、安装架及横梁，每组包含一套安装架、横梁以及与快速路对应车道数相同数量的超声波探头，安装架固定在快速路道路一侧，安装架上安装有与道路行车方向垂直的横梁，超声波探头安装在横梁上；输出控制端包含检测主机、微处理器；输出显示端包含一套安装架、横梁以及安装在横梁上的LED显示屏。输出显示端一般设置在快速路入口处，输入接收端设置在输出显示端下游区段，输入接收端接收下游路段交通信息并传送到输出控制端，输出控制端通过对快速路下游交通流状态判别，控制输出显示端发布相应的交通诱导信息及限速值，输入接收端、输出控制端及输出显示端通过电性连接。

接收输入端包括两组及两组以上的超声波探头、安装架及横梁，每组包含一套安装架、横梁以及与快速路对应车道数相同数量的超声波探头。

超声波探头安装于横梁上，横梁安装在安装架上，探头对准来车方向，探测检测区域车辆数量，检测区域道路施画禁止变换车道线，车辆在此区域不可变道以防止漏测，安装架固定在快速路道路一侧。

超声波探头以每秒50次的频率连续发出超声波检测检测区域。

超声波探头具有不受雨雪等恶劣天气影响，具备24小时正常工作优点，且在检测区域车辆密度较大的情况下，可以不受车辆遮挡影响。

输出控制端包含检测主机、微处理器，检测主机接受接收输入端传送的数据信息，从而得出检测区域机动车数量。

微处理器通过机动车数量计算得出检测区域车辆密度ρ，并与交通状态临界值参数对比从而判断出检测区域交通状态，并控制输出显示端显示相应的交通诱导信息及限速值。

交通状态分为自由流、间歇流及拥挤流，自由流车辆行驶灵活度大，车辆密度较小；间歇流车辆行驶速度缓慢，车辆密度较大；拥挤流车辆行驶灵活度小，车辆密度最大。通过本人对快速路交通数据的实地调查分析，得出快速路自由流密度ρ≤20veh/km(自由流临界密度20veh/km)；得出快速路间歇流密度为20veh/km＜ρ≤120veh/km(间歇流临界密度120veh/km)；得出快速路拥挤流密度ρ＞120veh/km。

当微处理器计算所得检测区域车辆密度ρ≤20veh/km，微处理器控制输出显示端LED显示屏显示正常高位限速值与低速限制值。

当微处理器计算所得检测区域车辆密度20veh/km＜ρ≤120veh/km，微处理器控制输出显示端LED显示屏显示正常高位限速值的85％位限速值及“车辆谨慎驾驶”标语。

当微处理器计算所得检测区域车辆密度ρ＞120veh/km，微处理器控制输出显示端LED显示屏显示正常高位限速值的50％位限速值及“前方道路拥挤，车辆减速慢行”标语。

输出显示端包含一套安装架、横梁以及安装在横梁上的LED显示屏。

该快速路智能限速装置改善了目前城市道路限速标志的单一及静态显示方法，具有实时监测、实时诱导、主动控制的优势，有效避免了当快速路下游交通处于拥挤或间歇状态下时，上游交通流在不知情、无意识的情况下快速涌到这一区域而引发下游交通状态进一步恶化，从而导致交通事故、交通堵塞等恶劣情况的发生。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种快速路智能限速装置，其特征在于，包括接收输入端、输出控制端以及输出显示端，输出控制端分别与接收输入端和输出显示端连接；输出显示端设置在快速路入口处，输入接收端设置于输出显示端下游的快速路区段上，输入接收端采集下游路段交通信息并传送到输出控制端，输出控制端通过接收到的交通信息对快速路下游交通流状态判别，控制输出显示端发布相应的交通诱导信息及限速值；接收输入端布置的快速路区段为检测区段，用于探测相应检测区段上车辆数量。

2.根据权利要求1所述的快速路智能限速装置，其特征在于，接收输入端包括多组超声波探头，多组超声波探头沿快速路长度方向依次分布，输出显示端设置于快速路入口处。

3.根据权利要求2所述的快速路智能限速装置，其特征在于，每组中的超声波探头个数与快速路的车道数相同；

每组超声波探头均包括一套安装架和横梁，安装架固设于快速道路的一侧，横梁水平横向固设于安装架上方，横梁与快速路的长度方向垂直，超声波探头依次分布于横梁上。

4.根据权利要求2所述的快速路智能限速装置，其特征在于，检测区段的各车道之间设有禁止变换车道线。

5.根据权利要求4所述的快速路智能限速装置，其特征在于，所述超声波探头以每秒50次的频率连续发出超声波检测检测区段。

6.根据权利要求1所述的快速路智能限速装置，其特征在于，输出控制端包含检测主机和微处理器，微处理器通过检测主机与接收输入端连接，微处理器与输出显示端连接。

7.根据权利要求1所述的快速路智能限速装置，其特征在于，输出显示端包括LED显示屏，LED显示屏悬置于快速路入口上方。

8.根据权利要求7所述的快速路智能限速装置，其特征在于，输出显示端还包括安装架和横梁，安装架固设于快速道路的一侧，横梁水平横向固设于安装架上方，横梁与快速路的长度方向垂直，LED显示屏设置于横梁上。

9.根据权利要求1所述的快速路智能限速装置，其特征在于，输出控制端通过接收输入端探测出的快速路上各车道的机动车数量并计算出检测区段的车辆密度ρ；

当输出控制端计算所得检测区段车辆密度ρ≤A时，输出控制端控制输出显示端显示正常高位限速值与低速限制值；

当输出控制端计算所得检测区域车辆密度A＜ρ≤B时，输出控制端控制输出显示端显示正常高位限速值的85％位限速值及“车辆谨慎驾驶”标语；

当输出控制端计算所得检测区域车辆密度ρ＞B时，输出控制端控制输出显示端显示正常高位限速值的50％位限速值及“前方道路拥挤，车辆减速慢行”标语。

10.根据权利要求9所述的快速路智能限速装置，其特征在于，A为15veh/km～25veh/km，B为110veh/km～130veh/km。