CN115762193A - 一种施工道路智能交通管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种施工道路智能交通管理系统，该系统应用于窄路面，施工道路的一侧设置有若干个避让处，包括：车辆定位系统、调度算法、控制系统、交通信号灯，数据传输系统；车辆定位系统包括：安装于车辆上的车载定位器、安装于临时施工道路中的定位基站，车载定位器可以录入车辆的静态信息，定位基站可以接收来自车载定位器发射的信号，并识别临时施工道路内车辆的动态信息；交通信号灯设置在施工道路的避让处的两端，属于智能交通管理技术领域，有效解决了单车道临时施工道路的交通疏导问题，避免了因为驾驶人员视觉误差造成的交通拥堵甚至交通事故，保证了车辆的行车安全，提高了车辆通行效率。

Description

一种施工道路智能交通管理系统

技术领域

本发明涉一种施工道路智能交通管理系统，并不能限制本发明。

背景技术

在工程建设过程中，通常需要开通不属于主体工程的临时施工道路以保证工程建设的顺利进行。在高山、陡坡等特殊地理条件下的临时施工道路，或较长距离的临时交通隧道，施工难度大、成本高。而根据一般规律来看，交通路面越窄，施工成本越低，因此在满足车辆通行的条件下，合理布置避让处的单车道临时施工道路建造成本最低。同时，工程建设过程中道路通行车辆相对固定但种类繁多且行车数量、行车方向具有极大的随机性。仅依靠人工调度，将会导致车辆通行效率低下，严重影响施工效率。为有效解决施工成本、通行效率、通行安全的痛点，本发明公开了一种临时施工道路智能交通管理系统。系统能够保证合理布置避让处的单车道临时施工道路交通的通畅性与安全性，不仅提高了车辆通行效率，也更有效降低了施工成本。

发明内容

为了解决临时施工道路中，依靠人工调度，导致车辆通行效率低下，严重影响施工效率的问题，本发明提供了一种施工道路智能交通管理系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种施工道路智能交通管理系统，该系统应用于窄路面，所述施工道路的一侧设置有若干个避让处，包括：车辆定位系统、调度算法、控制系统、交通信号灯，数据传输系统；

所述车辆定位系统包括：安装于车辆上的车载定位器、安装于临时施工道路中的定位基站，所述车载定位器可以录入车辆的静态信息，所述定位基站可以接收来自车载定位器发射的信号，并识别临时施工道路内车辆的动态信息；

所述交通信号灯设置在施工道路的避让处的两端，所述交通信号灯接收到来自控制系统的信号后，控制交通信号灯的显示；

所述控制系统接收车辆定位系统的控制条件信息，按照调度算法，控制交通信号灯；

所述调度算法包括：

输入行车信息；

计算会车区间；

若交通信号灯位于会车区间以外则输出结果：交通信号灯的颜色均为绿色；

若交通信号灯位于会车区间以内，则需判断行车数量；

根据避让处的容量及通行车辆数量，分为以下三种情况执行：

情况1，双向来车数量均小于或等于避让处容量，执行先抵达避让处的车辆行驶方向为绿灯，后抵达避让处的车辆行驶方向为红灯；

情况2，一向来车数量大于避让处容量，而另一向来车小于或等于避让处容量，执行车数量大于避让处容量的通行方向为绿灯，另一向为红灯；

情况3，双向来车数量均大于避让处容量，执行先抵达避让处的车辆行驶方向为绿灯，后抵达避让处的车辆行驶方向为红灯。

所述数据传输系统由光纤、交换机、网线以及光端机组成。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述车辆的静态信息包括车辆型号、车牌号、车辆高度、车辆长度，所述车辆的动态信息包括车辆的位置、数量、类别、行驶速度、行驶方向，所述车载定位器具有一键报警功能。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述定位基站的数量为多个，呈等距分布，所述定位基站对车载定位器的定位精度小于3m。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述数据传输系统采用有线和/或无线方式进行系统间的实时通信。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述交通信号灯包括红灯、绿灯、灯具控制模块，所述灯具控制模块接收控制系统发出的控制指令，控制红灯或绿灯亮起。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述灯具控制模块具有故障自检子系统，所述故障自检子系统进行检测红灯或绿灯是否按照控制信息亮起，并将检测得到的信息反馈给控制系统。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述控制系统具有手动控制模式、自动控制模式。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述控制条件信息包括动态信息和静态信息。

本发明的有益效果：有效解决了单车道临时施工道路的交通疏导问题，避免了因为驾驶人员视觉误差造成的交通拥堵甚至交通事故，保证了车辆的行车安全，提高了车辆通行效率。

附图说明

为了更清楚地表示一种施工道路智能交通管理系统，示出以下附图；

图1为本发明的系统布置图；

图2为本发明的运作流程图；

图3为本发明的调度算法流程图。

其中附图中的标号；

1-避让处；2-定位基站；3-车载定位器；4-上位机；5-光端机；6-交换机；7-交通信号灯；8-施工道路；9-会车区间；10-光纤；11-网线；S1-1：车辆定位系统；S1-2：控制系统；S1-2-1：手动控制模式；S1-2-2：自动控制模式；S1-3：交通信号灯；S2-1：输入行车信息；S2-2：计算会车区间；S2-3：判断交通信号灯位置；S2-4：判断行车数量；Q2-1：情况1，双向来车数量均小于或等于避让处容量；Q2-2：情况2，一向来车数量大于避让处容量，而另一向来车小于或等于避让处容量；Q2-3：情况3，双向来车数量均大于避让处容量；R2-1：输出结果1；R2-2：输出结果2；R2-3：输出结果3；R2-4：输出结果4。

具体实施方式

请参考附图1-3，其中，本发明提供一种临时施工道路中的智能交通管理系统，包括：车辆定位系统S1-1、调度算法、控制系统S1-2、交通信号灯S1-3、数据传输系统。

车辆定位系统S1-1：由安装于车辆上的定位器3和安装于临时施工道路中的定位基站2组成。其中，车载定位器3可以录入车辆的静态信息，如车辆的型号、车牌号、高度以及长度等，同时车载定位器3具备一键报警功能，当车辆遇到行车故障时，可以通过一键报警功能将求救信号传输给控制系统S1-2，以便得到及时的救援；定位基站可接收来自车载定位器3所发射的信号，并识别临时施工道路8内车辆的动态信息，如车辆的位置、数量、类别、行驶速度和行驶方向。为了准确识别车辆的动态信息，定位基站2需沿道路均匀布置，且定位精度小于3m，同时建议安装高度为3～8m、安装位置与墙体保持30cm左右的距离。

调度算法：调度算法遵循先到先过、效率优先的原则，距离行驶方向避让处1近的车辆具有更高的路权，相反方向的车辆则需要进入指定避让处1等待，待路权车辆全部通行后方可继续通行。

调度算法包括4个步骤且针对不同种情况可以输出4种结果。

如图3所示，调度算法的流程为：首先输入行车信息步骤S2-1，行车信息包括车辆的位置、数量、类型、速度、行驶方向。然后计算车辆的会车区间步骤S2-2，会车区间9是一种虚拟标记，会随着行车信息的变化而不断调整位置，但其应包含有两个避让处如，A2、A3。接着判断交通信号灯7与会车区间的位置关系步骤S2-3，若交通信号灯7位于会车区间9以外则输出结果1R2-1，会车区间外车辆均具有路权，交通信号灯7颜色为绿色；若交通信号灯7位于会车区间9以内，则需判断行车数量步骤S2-4。根据避让处1的容量及通行车辆数量，执行步骤S2-4后存在三种情况。情况1Q2-1：双向来车数量均小于或等于避让处容量；情况2Q2-2：一向来车数量大于避让处容量而另一向来车小于或等于时；情况3Q2-3：双向来车数量均大于避让处容量。若为情况1Q2-1则输出结果2R2-2，先抵达避让处1的车辆先通行，后抵达避让处1的车辆进入避让处避让例：图1中两个车队对向而驰且会车区间为9，若左侧车辆先抵达避让处A2，则左侧车辆具有路权该方向的交通信号灯B3、B5为绿灯，右侧车辆不具有路权需进入避让处A3避让，交通信号灯B4、B6为红灯。若为情况2Q2-2则输出结果3R2-3，车数量大于避让处容量的通行方向车辆先通行，车数量小于或等于避让处容量的通行方向车辆进入避让处避让例：图1中两个车队对向而驰且会车区间为9，若左侧车辆数目大于避让处1容量，则左侧车辆具有路权该方向的交通信号灯B3、B5为绿灯，右侧车辆不具有路权需进入避让处A3避让，交通信号灯B4、B6为红灯。若为情况3Q2-3则输出结果4R2-4，先抵达避让处的车辆线通行，后抵达避让处的车辆分散进入避让处避让例：图1中两个车队对向而驰且会车区间为9，此外两个车队车辆数目均大于避让处1的容量。假设两个方向的车队车辆数目均为4，避让处1容量为3。若左侧车辆先抵达避让处A2，则左侧车辆具有路权该方向的交通信号灯B3、B5为绿灯，右侧车辆不具有路权需分散进入避让处A3、A4避让，交通信号灯B4、B6、B7为红灯

控制系统S1-2：由上位机4、控制程序以及显示屏组成。控制系统S1-2接收来自车辆定位系统、交通信号灯7的信号，并在显示屏实时显示车辆的位置、数量、类别、行驶速度、行驶方向、各个交通信号灯状态及灯具故障情况，同时可以记录车辆的行车轨迹并具备查询、输出和报警提示等功能；控制程序根据所接收的车辆信息，依据调度算法判断行驶车辆的路权，确定交通信号灯7的颜色并传输指令，通过信号灯的颜色调度车辆行驶；控制系统S1-2兼具手动控制模式S1-2-1，根据需要可以进行人为干预。

交通信号灯7：布置在临时施工道路8的进出口处及避让处1的两端，由红灯、绿灯和灯具控制模块组成。灯具控制模块接收到来自控制系统S1-2的信号后，控制交通信号灯的显示，同时可实现灯具故障自检并反馈到控制系统S1-2。红灯亮起表示该通行方向的车辆需进入避让处1等待，绿灯亮起表示该通行方向的车辆可以正常通行。

数据传输系统：由光纤10、交换机6、网线11以及光端机5组成，局部也可以采用有线或无线方式进行系统间的实时通信。

如图2、3所示，本发明的运作流程为：

车辆定位系统S1-1通过车载定位器3和定位基站2获得车辆的静态信息与动态信息，并通过数据传输系统传输到控制系统S1-2。控制系统S1-2接收来自车辆定位系统S1-1的信号并通过控制程序计算确定通行车辆的路权，然后将结果通过数据传输系统传递给交通信号灯7的灯具控制模块，从而控制交通信号灯的显示。当遇到紧急情况时，如车辆需要单向通行或者双向禁止通行时，启动控制系统中的手动控制模式S1-2-1将指令通过数据传输系统发送给所有交通信号灯7。交通信号灯7根据接收到的命令进行红绿灯的显示，当灯具发生故障时则通过数据传输系统将故障信息传递给控制系统S1-2，灯具故障包括：灯具无法工作、灯具显示颜色与指令颜色不同。控制系统通过数据传输系统与车辆定位系统S1-1、交通信号灯7进行实时通信，上位机4在接收到信号后在显示屏上显示车辆的相关信息、交通信号灯7显示情况以及灯具故障情况及一键报警信息。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种施工道路智能交通管理系统，该系统应用于窄路面，施工道路(8)的一侧设置有若干个避让处(1)，其特征在于，包括：车辆定位系统(S1-1)、调度算法、控制系统(S1-2)、交通信号灯(S1-3)，数据传输系统；

所述车辆定位系统(S1-1)包括：安装于车辆上的车载定位器(3)、安装于临时施工道路中的定位基站(2)，所述车载定位器(3)可以录入车辆的静态信息，所述定位基站(2)可以接收来自车载定位器(3)发射的信号，并识别临时施工道路内车辆的动态信息；

所述交通信号灯(S1-3)设置在施工道路的避让处(1)的两端，所述交通信号灯(S1-3)接收到来自控制系统(S1-2)的信号后，控制交通信号灯(S1-3)的显示；

所述控制系统(S1-2)接收车辆定位系统(S1-1)的控制条件信息，按照调度算法，控制交通信号灯(S1-3)；

所述调度算法包括：

输入行车信息(S2-1)；

计算会车区间(S2-2)；

若交通信号灯(S1-3)位于会车区间(9)以外则输出结果：交通信号灯(S1-3)的颜色均为绿色；

若交通信号灯(S1-3)位于会车区间(9)以内，则需判断行车数量；

根据避让处(1)的容量及通行车辆数量，分为以下三种情况执行：

情况1，双向来车数量均小于或等于避让处容量，执行先抵达避让处(1)的车辆行驶方向为绿灯，后抵达避让处(1)的车辆行驶方向为红灯；

情况2，一向来车数量大于避让处容量，而另一向来车小于或等于避让处容量，执行车数量大于避让处容量的通行方向为绿灯，另一向为红灯；

情况3，双向来车数量均大于避让处容量，执行先抵达避让处(1)的车辆行驶方向为绿灯，后抵达避让处(1)的车辆行驶方向为红灯；

所述数据传输系统由光纤、交换机、网线以及光端机组成。

2.根据权利要求1所述的一种施工道路智能交通管理系统，其特征在于：所述车辆的静态信息包括车辆型号、车牌号、车辆高度、车辆长度，所述车辆的动态信息包括车辆的位置、数量、类别、行驶速度、行驶方向，所述车载定位器(3)具有一键报警功能。

3.根据权利要求1所述的一种施工道路智能交通管理系统，其特征在于：所述定位基站(2)的数量为多个，呈等距分布，所述定位基站(2)对车载定位器(3)的定位精度小于3m。

4.根据权利要求1所述的一种施工道路智能交通管理系统，其特征在于：所述数据传输系统采用有线和/或无线方式进行系统间的实时通信。

5.根据权利要求1所述的一种施工道路智能交通管理系统，其特征在于：所述交通信号灯包括红灯、绿灯、灯具控制模块，所述灯具控制模块接收控制系统发出的控制指令，控制红灯或绿灯亮起。

6.根据权利要求5所述的一种施工道路智能交通管理系统，其特征在于：所述灯具控制模块具有故障自检子系统，所述故障自检子系统进行检测红灯或绿灯是否按照控制信息亮起，并将检测得到的信息反馈给控制系统。

7.根据权利要求6所述的一种施工道路智能交通管理系统，其特征在于：所述控制系统(S1-2)具有手动控制模式(S1-2-1)和自动控制模式(S1-2-2)。

8.根据权利要求1所述的一种施工道路智能交通管理系统，其特征在于：所述控制条件信息包括动态信息和静态信息。

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