CN110910675A - 基于物联网的高速公路主动诱导系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于物联网的高速公路主动诱导系统，涉及交通安全技术领域，包括感知系统、预警系统、物联网系统、云服务器和后台服务器；预警系统包括PLC控制器、以及沿行车方向前后分布安装于高速公路侧边的多个预警装置；感知系统包括雷达测速装置和温湿度检测装置；感知系统设于位于中间的预警装置上；感知系统将实时采集到的数据通过物联网系统上传至云服务器，云服务器转发给后台服务器，后台服务器对数据进行处理分析结论为异常数据后向PLC控制器发送触发命令，PLC控制器根据触发命令控制各个预警装置同时发出预警信号。本发明能有效地对违规车辆提出警告，将行车人的违规信息提示给其他后方来车驾驶员，有效减少因异常驾驶引发事故及二次事故的风险。

Description

基于物联网的高速公路主动诱导系统

技术领域

本发明涉及交通安全技术领域，具体涉及一种基于4G物联网技术和高速公路主动诱导系统。

背景技术

近几年，随着高速公路路网的不断建设完善，我国高速公路的建设取得了巨大成就，在高速公路带给了人们巨大的经济效益和社会效益的同时，也给道路交通安全造成不可弥补的重大财产损失和人员伤亡。例如2019年9月江苏宜兴发生的特重大交通事故，共造成36人死亡和36人重伤的严重后果。高速公路的安全管理提升及安全设施的建立已迫在眉睫。

据统计，低速行车和二次事故在高速事故占据很高的比重。尤其是在雨雾天，因为视线受阻，往往会出现司机发现前方减速车辆、事故等情况后来不及刹车，从而酿出惨剧。如何有效地对违规车辆提出警告，将行车人的违规信息提示给其他后方来车驾驶员，成为减少甚至避免此类交通事故的关键所在，而本发明正是针对这种情况设计的。

传统的预警设备都不能很好地做出主动防预。例如抓拍设备对违法行为抓拍、警示屏提醒注意安全的信息等，这类提示都不能将驾驶人员的违规信息直接反馈给当事人或后方人员，虽然有一定的作用，但都是被动的、且司机大多对此类不间断的提示信息产生疲劳感。有些带有测速功能的预警屏，由于测速和预警在同一位置，测到异常车辆时不能对该车辆提出警示，缺乏针对性。因此，常规预警设备不能主动有效地做出预警和引导动作。

基于此，做出本申请。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种基于物联网的高速公路主动诱导系统，能有效地对违规车辆提出警告，将行车人的违规信息提示给其他后方来车驾驶员，有效减少因异常驾驶引发事故及二次事故的风险。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

本发明一种基于物联网的高速公路主动诱导系统，包括感知系统、预警系统、物联网系统、云服务器和后台服务器；所述预警系统包括PLC控制器、以及沿行车方向前后分布安装于高速公路侧边的多个预警装置；所述感知系统包括雷达测速装置和温湿度检测装置；所述感知系统设于位于中间的预警装置上；

感知系统将实时采集到的数据通过物联网系统上传至云服务器，云服务器转发给后台服务器，后台服务器对数据进行处理分析结论为异常数据后向PLC控制器发送触发命令，PLC控制器根据触发命令控制各个预警装置同时发出预警信号；或者PLC控制器工作于离线单独控制模式；所述异常数据为低速、超速或低温。该系统当检测到当前车辆行驶异常时，使多个预警装置同时预警，不仅有效且及时地提醒当前驾驶员的违规行为，同时还提醒了后方车辆和远后方车辆注意安全，大大增加了高速公路的行车安全，减少追尾事故的发生。

作为本发明基于物联网的高速公路主动诱导系统中预警装置的一种优选方案，为了使提醒更加有效，所述预警装置包括T型安装底座、安装于T型安装底座上方的LED显示屏、安装于LED显示屏上方的爆闪灯和音频装置；PLC控制器根据触发命令控制各个预警装置的LED显示屏、爆闪灯和音频装置同时工作或者LED显示屏和爆闪灯同时工作。

作为本发明基于物联网的高速公路主动诱导系统的一种优选方案，为了使提醒具有针对性，适用不同位置驾驶车辆，所述PLC控制器根据触发命令生成不同的预警信息，分别对应每个预警装置的LED显示屏上显示不同的文字提示内容；其中位于前方的预警装置的LED显示屏显示关于提醒异常车辆驾驶员违规行为的文字；位于中间的预警装置的LED显示屏显示关于提醒异常车辆后方车辆注意避让的文字；位于后方的预警装置的LED显示屏显示关于提醒远后方车辆及时变道的文字。

作为本发明基于物联网的高速公路主动诱导系统中预警装更优选的方案，所述PLC控制器安装于其中一个预警装置上，同时为了免去现场布线的困难，每个预警装置上均设有无线收发装置；所述PLC控制器将控制命令通过无线收发装置发送给各个预警装置。

作为本发明基于物联网的高速公路主动诱导系统中雷达测速装置和温湿度检测装置的一种优选方案，为了将该系统扩展到所有车道，所述雷达测速装置可实现4车道测速，具有车道划分功能，完成多种路况下的车速检测；同时为了实现数据实时采集，所述温湿度检测装置，可实时采集现场温湿度数据。

作为本发明基于物联网的高速公路主动诱导系统中爆闪灯的一种优选方案，为了使警示更加明显，所述爆闪灯采用六联组红蓝双色防水爆闪灯；所述音频装置包括扬声器和录音器。

本发明的原理和有益效果：

（1）预警具有主动性。当检测到低速或超速车辆时，立即将提示信息显示到前方显示屏，配合爆闪灯和扬声器等多种方式提醒驾驶员的违规行为，促使其立即纠正。

（2）预警具有扩展性。除了对当事驾驶员提醒外，也能对后方车辆和远后方车辆发出警示，对减少追尾和二次事故，起到当事人和后方驾驶员的双向提醒作用。

（3）预警具有多样性。对于低速行为、超速行为、低温状况和作为提示信息四种不同的情形，具有可按需选择功能、按时段配置、按功能配置等多种应用。

（4）预警具有强刺激性。该系统的各个预警装置在正常情况下都是关闭的，只有出现异常驾驶情况时，显示屏、爆闪灯和音频装置才会触发启动，瞬间的突发变化对驾驶人员具有更有效地刺激作用。

（5）路面数据实时采集。能实时上传车速数据和温湿度数据到云端或由云服务器转发至后台管理服务器，服务器可对数据作分析后发布高效预警。

因此本发明系统利用间隔一定距离的多个预警装置联动显示的功能，将高速公路上出现的低速驾驶、超速驾驶、低温状况等危险异常情况进行主动提醒，使违规司机可以立即察觉到自己的不当行为，同时提醒后车司机注意前部车辆的异常行为，留意可能发生的意外，再次，提醒远后方车辆此处的异常行为，及时变道。集“检测－提醒－警告”于一体，通过对违规驾驶员、后方车辆、远后方车辆的多点提醒，有效减少因异常驾驶引发事故及二次事故的风险。

附图说明

图1为本实施例的模块控制框图；

图2为本实施例道路现场预警装置布置图；

图3为本实施例预警装置的结构示意图。

标注说明：T型安装底座1，LED显示屏2，爆闪灯3，高音喇叭4，无线通讯天线5，电气控制箱6。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段及其所能达到的技术效果，能够更清楚更完善的披露，兹提供了以下实施例，并结合附图作如下详细说明：

如图1所示，本实施例的一种基于物联网的高速公路主动诱导系统，包括感知系统、预警系统、物联网系统、云服务器和后台服务器；预警系统包括PLC控制器、以及沿行车方向前后分布安装于高速公路侧边的多个预警装置；感知系统包括雷达测速装置和温湿度检测装置；感知系统设于位于中间的预警装置上；

感知系统实时采集路面车速数据和温度数据，将采集到的数据通过物联网系统实时上传至云服务器（云端），云服务器转发给后台服务器（警队管理中心服务器），后台服务器对数据进行处理分析结论为异常数据后向PLC控制器发送触发命令，PLC控制器根据触发命令控制各个预警装置同时发出预警信号；异常数据为低速、超速或低温，即该系统可以通过远程软件配置为低速触发、超速触发和低温触发，支持多项选择。

如图2所示是本实施例道路现场布置图，沿行车方向，在高速公路侧边布置3个点的预警装置，分别标记为装置A，装置B，装置C，布置间隔约400米。

每个预警装置的结构如图3所示，包括T型镀锌安装底座1，在T型安装底座上方安装64*64点阵的双色LED显示屏2，在显示屏的上部，安装有六联组的红蓝双色爆闪灯3，在所述显示屏2的顶端安装高音喇叭4和无线通讯天线5，在安装底座1上固定有电气控制箱6。该预警装置具有声音、爆闪光电和文字三种警示方式。LED显示屏用于文字警示，允许远程更改不同字体、字号、颜色等多种功能，并受控显示不同的提示内容。该高音喇叭4具有扬声器播放警笛和自录音频的功能，可以自定义录制音频并重复播放。

本实施例的雷达测速装置可实现4车道测速，具有车道划分功能，完成多种路况下的车速检测；温湿度检测装置，可实时采集现场温湿度数据。

在预警装置B处安装有电气控制箱，包括PLC控制器、测速雷达、4G路由器、物联网模块和无线发射装置等。该控制箱实现与远程服务器的通信，受控于后台远程管理软件，并按部署好的功能控制三个预警装置协同工作。

可以设置预警装置异常事件触发30秒后，三个预警点的预警装置自动关闭，预警装置又进入等待状态。

如可以设置60公里/小时低速触发， 120公里/小时超速触发，0℃低温触发。

工作原理：在预警装置B处检测到低速行驶车辆时，C预警位的显示屏、爆闪灯和喇叭立即启动，显示屏显示红色文字“严禁低速”，该低速驾驶员行车到C点位时，因喇叭和爆闪灯的作用，必然会去看显示屏，进而会检查并纠正自己的驾驶行为。在C预警位启动的同时，B预警位显示屏、爆闪灯和喇叭也启动，显示屏显示黄色文字“小心追尾”，该显示屏提醒尾随在低速车后方的驾驶人员，可能发生的追尾风险。在C预警位启动的同时，A预警位显示屏、爆闪灯也启动，显示屏显示黄色文字“前方低速”，该装置位由于离异常车速点较远，只提示驾驶员在前方存在低速风险，使其提前引起注意、变道避让。由于三个装置点的突然触发，能有效地触动行车人员的安全意识，对疲劳驾驶、避免二次事故都能起到很好的作用。

另外本实施例的主动诱导系统还具有以下功能，这些功能通过操作软件的数据设置发送给PLC后参与控制：

（1）可以配置工作时间。使系统在晚上光线不好、容易发生事故时作为主动预警系统，在白天时只工作在普通提示屏模式。

（2）预警屏和提示屏定时切换功能。允许设置在特定的时段内作为由车速或温湿度触发的主动预警系统，也可以作为人工设定的提示系统使用。

（3）亮度随环境自动调节功能。在白天和黑夜可以自动调节亮度，由此避免夜间强光对驾驶员引起的干扰。

无论是配置工作时间、亮度参数、预警屏和提示屏切换、亮度自动调节均为现有技术。

综合上述，本实施例至少具有以下优点：

1、预警具有主动性。当检测到低速或超速车辆时，立即将提示信息显示到前方显示屏，配合爆闪灯和扬起器等多种方式提醒驾驶员的违规行为，促使其立即纠正。

2、预警具有扩展性。除了对当事驾驶员提醒外，也能对后方车辆和远后方车辆发出警示，对减少追尾和二次事故，起到当事人和后方驾驶员的双向提醒作用。

3、预警具有多样性。对于低速行为、超速行为、低温状况和作为提示信息四种不同的情形，具有可按需选择功能、按时段配置、按功能配置等多种应用。

4、预警具有强刺激性。该系统的各个预警装置在正常情况下都是关闭的，只有出现异常驾驶情况时，显示屏、爆闪灯和喇叭才会触发启动，瞬间的突发变化对驾驶人员具有更有效地刺激作用。

5、路面数据采集。能实时上传车速数据和温湿度数据到云端或由云服务器转发至后台管理服务器，服务器可对数据作分析后发布高效预警。

6、具有显示屏亮度随时间和环境亮度，自动调节功能。减少强光影响车辆驾驶。

以上内容是结合本发明的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，如本实施例中每个预警装置上均设有无线收发装置，PLC控制器将控制命令通过无线收发装置发送给各个预警装置，可以免去现场布线的困难（如隧道、桥梁等场景），但每个预警装置之间也可以采用有线连接，因此也应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于物联网的高速公路主动诱导系统，其特征在于：包括感知系统、预警系统、物联网系统、云服务器和后台服务器；所述预警系统包括PLC控制器、以及沿行车方向前后分布安装于高速公路侧边的多个预警装置；所述感知系统包括雷达测速装置和温湿度检测装置；所述感知系统设于位于中间的预警装置上；

感知系统将实时采集到的数据通过物联网系统上传至云服务器，云服务器转发给后台服务器，后台服务器对数据进行处理分析结论为异常数据后向PLC控制器发送触发命令，PLC控制器根据触发命令控制各个预警装置同时发出预警信号；或者PLC控制器工作于离线单独控制模式；所述异常数据为低速、超速或低温。

2.如权利要求1所述的一种基于物联网的高速公路主动诱导系统，其特征在于：所述预警装置包括T型安装底座、安装于T型安装底座上方的LED显示屏、安装于LED显示屏上方的爆闪灯和音频装置；PLC控制器根据触发命令控制各个预警装置的LED显示屏、爆闪灯和音频装置同时工作或者LED显示屏和爆闪灯同时工作。

3.如权利要求1所述的一种基于物联网的高速公路主动诱导系统，其特征在于：所述PLC控制器根据触发命令生成不同的预警信息，分别对应每个预警装置的LED显示屏上显示不同的文字提示内容；其中

位于前方的预警装置的LED显示屏显示关于提醒异常车辆驾驶员违规行为的文字；

位于中间的预警装置的LED显示屏显示关于提醒异常车辆后方车辆注意避让的文字；

位于后方的预警装置的LED显示屏显示关于提醒远后方车辆及时变道或注意安全的文字。

4.如权利要求1所述的一种基于物联网的高速公路主动诱导系统，其特征在于：所述PLC控制器安装于其中一个预警装置上，每个预警装置上均设有无线收发装置；所述PLC控制器将控制命令通过无线收发装置发送给各个预警装置。

5.如权利要求1所述的一种基于物联网的高速公路主动诱导系统，其特征在于：所述雷达测速装置可实现4车道测速；所述温湿度检测装置，可实时采集现场温湿度数据。

6.如权利要求1所述的一种基于物联网的高速公路主动诱导系统，其特征在于：所述爆闪灯采用六联组红蓝双色防水爆闪灯；所述音频装置包括扬声器和录音器。

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