CN112530185A - 一种基于道路物联网监测的智能引导系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于道路物联网监测的智能引导系统,属于道路与交通工程领域。所述系统包括:传感器,用于监测环境、交通和结构信息并将监测信息发送至网关;网关,用于根据接收到的监测信息直接控制其通信区域内引导灯群的发亮与闪烁形式,用于将接收到的监测信息转发至所述云平台,用于接收云平台下发的控制指令控制其通信区域内引导灯群发亮与闪烁形式;云平台,用于对接收到的监测信息进行分析处理,并根据处理结果向相应路网区域内的网关发出控制指令。采用本发明,能够通过监测到的信息对路网中部署的引导灯群进行控制,从而实现对不同场景的主动引导。
Description
技术领域
本发明涉及道路与交通工程领域,特别是指一种基于道路物联网监测的智能引导系统。
背景技术
道路上的标识是确保交通安全的重要设施,常见的交通标识牌、道钉、标线等通过反光设计,在夜间或光线不足的情况下,其明亮的反光效果可以有效地增强人的识别能力,起到警示引导作用,从而避免事故发生,减少人员伤亡。
然而,这些反光设计是被动的安全措施,虽然简单易行,但无法根据外部环境变化而调整警示引导策略,无法有效应对突发事件。比如在能见度较低的环境下,因车灯光线无法照射到标线或标识牌上,便失去了警示引导作用。
发明内容
本发明实施例提供了基于道路物联网监测的智能引导系统,能够通过监测到的信息对路网中部署的引导灯群进行控制,从而实现对不同场景的主动引导。所述技术方案如下:
本发明实施例提供了一种基于道路物联网监测的智能引导系统,该系统包括:传感器、网关、引导灯群和云平台;其中,
所述传感器,用于监测环境、交通和结构信息并将监测信息发送至网关;
所述网关,用于根据接收到的监测信息直接控制其通信区域内引导灯群的发亮与闪烁形式,用于将接收到的监测信息转发至所述云平台,用于接收云平台下发的控制指令控制其通信区域内引导灯群发亮与闪烁形式;
所述云平台,用于对接收到的监测信息进行分析处理,并根据处理结果向相应路网区域内的网关发出控制指令。
进一步地,所述传感器包括:环境、交通以及道路结构信息监测传感器。
进一步地,所述引导灯群部署在路侧护栏上和车道标线上。
进一步地,所述引导灯群由多个引导灯组成;
每个引导灯包括:锂离子电池、微电子功能板、LED灯和封装所述引导灯的浇筑尼龙封装盖;其中,所述锂离子电池为所述微电子功能板和LED灯供电,所述微电子功能板用于控制LED灯的发亮与闪烁形式。
进一步地,所述微电子功能板包括:CPU模块、无线收发模块、加速度传感器及微型信号转换;其中,
所述加速度传感器,用于感知引导灯的状态,该状态为模拟信号;
所述微型信号转换芯片,用于将加速度传感器感知到的模拟信号转换为数字信号;
所述CPU模块,用于处理经过微型信号转换芯片处理后的数字信号,并通过所述无线收发模块实现LED灯与网关的无线通信。
进一步地,所述引导灯群以道钉形式部署于车道标线上;
所述引导灯群,用于在车辆荷载作用下,向所在区域的网关发送触发信息以触发网关控制其通信区域内的引导灯群的发亮与闪烁形式。
进一步地,所述系统还包括:外接平台;
所述云平台,用于对接收到的监测信息和外接平台信息进行分析处理,并根据处理结果向相应路网区域内的网关发出控制指令,以便网关根据接收到的控制指令控制其通信区域内引导灯群的发亮与闪烁形式。
进一步地,所述外接平台包括:交警部门、气象部门、急救部门中的一种或多种。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
本发明实施例中,通过传感器监测环境、交通和结构信息并其发送至网关;网关根据接收到的监测信息直接控制其通信区域内引导灯群的发亮与闪烁形式,还可以将接收到的监测信息转发至所述云平台,接收云平台下发的控制指令控制其通信区域内引导灯群发亮与闪烁形式;云平台对接收到的监测信息进行分析处理,并根据处理结果向相应路网区域内的网关发出控制指令。这样,通过监测到的信息对路网中部署的引导灯群进行控制,从而实现对不同场景的主动引导。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于道路物联网监测的智能引导系统的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的引导灯的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的基于道路物联网监测的智能引导系统的部署示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图1所示,本发明实施例提供了一种基于道路物联网监测的智能引导系统,该系统包括:传感器、网关、引导灯群和云平台;其中,
所述传感器,用于监测环境、交通和结构信息并其发送至网关;
所述网关,用于根据接收到的监测信息直接控制其通信区域内引导灯群的发亮与闪烁形式,用于将接收到的监测信息转发至所述云平台,用于接收云平台下发的控制指令控制其通信区域内引导灯群发亮与闪烁形式;
所述云平台,用于对接收到的监测信息进行分析处理,并根据处理结果向相应路网区域内的网关发出控制指令。
本发明实施例所述的基于道路物联网监测的智能引导系统,通过传感器监测环境、交通和结构信息并其发送至网关;网关根据接收到的监测信息直接控制其通信区域内引导灯群的发亮与闪烁形式,还可以将接收到的监测信息转发至所述云平台,接收云平台下发的控制指令控制其通信区域内引导灯群发亮与闪烁形式;云平台对接收到的监测信息进行分析处理,并根据处理结果向相应路网区域内的网关发出控制指令。这样,通过监测到的信息对路网中部署的引导灯群进行控制,从而实现对不同场景的主动引导。
本发明实施例所述的基于道路物联网监测的智能引导系统,是一种在紧急状况或特殊情况下的行车引导、应急救援、提示预警系统,具备智能引导功能。
本发明实施例所述的基于道路物联网监测的智能引导系统,如图1所示,除了包括上述的传感器、网关、引导灯群(也可以称为:智能引导灯群)和云平台,还可以包括:外接平台;为了更好地理解本发明,对传感器、网关、引导灯群、云平台和外接平台进行简要说明:
(1)传感器
本实施例中,所述传感器包括:各类环境信息、交通信息、结构信息监测传感器,用于监测道路的环境、交通和结构信息,例如,环境温湿度信息、可见度信息、路面结冰状况、交通拥堵状况、路面塌陷、事故发生地定位等。
本实施例中,按照嵌入方式,传感器可以分为嵌入式传感器与非嵌入式传感器,其中,嵌入式传感器包括:温湿度传感器、加速度传感器、称重传感器、路面结冰传感器、振动传感器、地磁传感器等;非嵌入式传感器包括:摄像头、雷达、红外等。在实际使用过程中,传感器的种类可以根据实际应用场景进行选择。
(2)网关
本实施例中,所述网关,用于收集、汇总与处理传感器监测到的信息,能够根据接收到的监测信息直接控制其通信区域内引导灯群的发亮与闪烁形式,还用于将接收到的监测信息通过5G传输技术转发至云平台中,并接收云平台下发的控制指令,以便根据接收到的控制指令控制其通信区域内的引导灯群的发亮与闪烁形式。
(3)引导灯群
本实施例中,所述引导灯群主要部署在路侧护栏上和车道标线上,优选地,所述引导灯群可以以道钉形式部署于车道标线上。
本实施例中,所述引导灯群由多个引导灯组成,如图2所示,每个引导灯包括:低功耗LED灯(可以亮红、黄、绿三种颜色)、锂离子电池、微电子功能板和封装所述引导灯的浇筑尼龙封装盖;其中,所述锂离子电池为所述微电子功能板以及LED灯供电,所述微电子功能板用于控制LED灯的发亮与闪烁形式。
本实施例中,所述微电子功能板包括:超低功耗CPU模块、无线收发模块、加速度传感器和微型信号转换芯片;其中,
超低功耗CPU模块可以处于待机状态,以极低的电量维持运行,只有当引导灯被激活的时候(处于工作状态)才会消耗一定的电量。该CPU模块,用于处理经过微型信号转换芯片处理后的数字信号,实现数据的存储、处理、以及转发,进而实现与网关的无线通信与LED灯控制等;
无线收发模块,用于数据的无线收发,实现LED灯与网关的无线通信;
加速度传感器,用于感知引导灯的状态(该状态为模拟信号),当引导灯被车辆压中,或者安装松动等,其加速度信号异常,从而判断引导灯的状态;
微型信号转换芯片,用于将加速度传感器感知到的模拟信号转换为可供CPU识别与处理的数字信号。
(4)外接平台
本实施例中,所述外接平台包括:交警部门、气象部门、急救部门中的一种或多种。
(5)云平台
本实施例中,所述云平台包括:服务器与可视化界面,对传感器采集的信息、外接平台信息进行汇总、存储、分析处理与可视化,并根据处理结果向相应路网区域内的网关发出控制指令。
根据图1所示的系统,本实施例提供三种引导灯群控制方式,以便引导灯群可根据实际情况的变化改变灯光颜色与闪烁形式,其中,
第一种引导灯群控制方式是网关根据接收到的监测信息,直接控制其通信区域内引导灯群的发亮与闪烁形式;
第二种引导灯群控制方式是引导灯群(以道钉形式封装,部署于车道标线上的引导灯群)在车辆荷载作用下,向所在区域的网关发送触发信息以触发网关控制其通信区域内的引导灯群的发亮与闪烁形式。
第三种引导灯群控制方式是云平台根据接收到的监测信息或根据接收到的监测信息及外接平台信息,向相应路网区域内的网关发出指令,以便网关根据接收到的控制指令控制其通信区域内引导灯群的发亮与闪烁形式。
如图3所示,图3所示的路网中,在两个区域内部署了引导灯群,分别由网关A和网关B控制。传感器用于监测道路的环境、交通、结构信息,如所在监测区域的车流量、可见度、突发事件等情况。引导灯分为部署在车道标线上的引导灯,以及安装在路侧护栏上的引导灯。
本实施例中,结合图3所示的部署图以及下文的四种应用情形对本发明实施例提供的三种引导灯群控制方式进行简要说明:
(1)临时停放区域(第一种引导灯群控制方式)
高速公路上有用于车辆临时停车的区域,以及长下坡路段用于货车刹车失灵紧急停车的砂石避险车道。摄像头、地磁传感器或加速度传感器探测到这些区域被占用后,将监测到的信息发送至网关,网关对监测到的信息进行分析处理,根据处理结果,控制其通信区域内引导灯红色闪烁,如点亮临时停放区域四周的引导灯、点亮砂石避险车道入口处的一排引导灯,从而提示来往车辆,该临时停放区域已被占用,不要驶入该区域内,确保临时停放区域的车辆人员安全。
(2)隧道、弯道、长上下坡路段等事故多发地(第二种引导灯群控制方式)
在隧道、急弯、长上下坡路段,为了确保行车安全,不允许车辆变道与超车。通过在车道标线上以道钉形式部署引导灯群,当车辆试图变道或超车时,车辆荷载作用在引导灯上,引导灯内的加速度传感器感知振动信息,振动幅值超过阈值后发送触发信息至网关,网关控制其通信区域内的引导灯亮红灯并闪烁,以提示该路段所有车辆不要变道或超车,引导其在所属车道内行驶,从而减少交通事故的发生。
(3)恶劣环境天气(第三种引导灯群控制方式)
雨天、雪天、大雾天气时,可见度较低、路面结冰易引发交通事故。道路物联网系统中的摄像头、温湿度传感器、以及外接平台将采集的信息传输至云平台中,通过云平台综合分析,当路网区域内某些路段内的可见度低于设定的阈值或路面有结冰,则将控制指令下发至该路段区域内的网关,由该网关控制其通信区域内的引导灯群,具体的:其通信区域内的引导灯亮黄灯并按照一定的频率闪烁,用于增加恶劣天气下司机的视觉引导,引导该路段车辆不偏离所在车道,避免频繁变道、超车或骑中线行驶而导致的事故。
(4)事故应急救援(第三种引导灯群控制方式)
当发生交通事故时,交警、医疗、消防等救援车辆通过鸣笛的方式警示其他车辆避让,然而,鸣笛的传播范围有限,依然存在社会车辆占用应急救援车道的现象,且救援人员可能对救援的最佳路径不熟悉,而错过最佳救援时间。本发明中的云平台将根据现场传感器或报警人员的信息定位事故发生地,并根据出警信息定位救援人员的出发位置,结合交通拥堵状况规划出最佳的救援路径,避开拥堵路段。云平台根据规划好的救援路径,给沿路的网关发送控制指令,以便网关根据接收到的控制指令控制应急车道标线上的引导灯,亮红灯并快速闪烁,向社会车辆提示应急车道需要被占用,前方有事故,并引导救援车辆沿着亮灯方向行驶,从而为事故处理与救援争取最快的时间,尽可能的减少人员伤亡和财产损失。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于道路物联网监测的智能引导系统,其特征在于,包括:传感器、网关、引导灯群和云平台;其中,
所述传感器,用于监测环境、交通和结构信息并将监测信息发送至网关;
所述网关,用于根据接收到的监测信息直接控制其通信区域内引导灯群的发亮与闪烁形式,用于将接收到的监测信息转发至所述云平台,用于接收云平台下发的控制指令控制其通信区域内引导灯群发亮与闪烁形式;
所述云平台,用于对接收到的监测信息进行分析处理,并根据处理结果向相应路网区域内的网关发出控制指令。
2.根据权利要求1所述的基于道路物联网监测的智能引导系统,其特征在于,所述传感器包括:环境信息、交通信息和结构信息监测传感器。
3.根据权利要求1所述的基于道路物联网监测的智能引导系统,其特征在于,所述引导灯群部署在路侧护栏上和车道标线上。
4.根据权利要求1所述的基于道路物联网监测的智能引导系统,其特征在于,所述引导灯群由多个引导灯组成;
每个引导灯包括:锂离子电池、微电子功能板、LED灯和封装所述引导灯的浇筑尼龙封装盖;其中,所述锂离子电池为所述微电子功能板和LED灯供电,所述微电子功能板用于控制LED灯的发亮与闪烁形式。
5.根据权利要求4所述的基于道路物联网监测的智能引导系统,其特征在于,所述微电子功能板包括:CPU模块、无线收发模块、加速度传感器及微型信号转换芯片;其中,
所述加速度传感器,用于感知引导灯的状态,该状态为模拟信号;
所述微型信号转换芯片,用于将加速度传感器感知到的模拟信号转换为数字信号;
所述CPU模块,用于处理经过微型信号转换芯片处理后的数字信号,并通过所述无线收发模块实现LED灯与网关的无线通信。
6.根据权利要求3所述的基于道路物联网监测的智能引导系统,其特征在于,所述引导灯群以道钉形式部署于车道标线上;
所述引导灯群,用于在车辆荷载作用下,向所在区域的网关发送触发信息以触发网关控制其通信区域内的引导灯群的发亮与闪烁形式。
7.根据权利要求1所述的基于道路物联网监测的智能引导系统,其特征在于,所述系统还包括:外接平台;
所述云平台,用于对接收到的监测信息和外接平台信息进行分析处理,并根据处理结果向相应路网区域内的网关发出控制指令,以便网关根据接收到的控制指令控制其通信区域内引导灯群的发亮与闪烁形式。
8.根据权利要求7所述的基于道路物联网监测的智能引导系统,其特征在于,所述外接平台包括:交警部门、气象部门、急救部门中的一种或多种。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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