CN1889142A - 高速公路行车安全的智能电子预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高速公路行车安全的智能电子预警系统，其包括设置于车辆的预警单元、间隔设置的多个电子警告牌子系统、设置于出入口的多个预警控制子系统和报警中心，车辆进入时，预警控制子系统为车辆建立并存储图像文字信息编码，并传输给车载预警单元，电子警告牌子系统与临近车辆进行数据交换以时刻获取车辆的位置坐标和移动矢量方向，预警单元时刻检测并感应车辆的行驶状态，其检测感应到报警信号时，控制车体自身发出警示信息，并将此报警信息传输给临近的电子警告牌子系统和预警控制子系统，电子警告牌子系统显示此信息以提示其他车辆，预警控制子系统将此信息传输至报警中心，报警中心根据此信息和图像文字信息编码做出相应救助措施。

Description

高速公路行车安全的智能电子预警系统

技术领域

本发明属于电子信息和车辆道路交通安全设施领域，涉及一种道路车辆行车过程的安全电子预警装置及系统，尤其涉及一种高速公路行车安全的智能电子预警系统。

背景技术

随各国经济的不断发展，高速公路的里程数和在高速公路上行驶的车辆数目都在急剧增加。车辆碰撞、车辆突发故障、车辆抢劫或者车辆违规驾驶等危及行车安全的问题也日益突出；在高速公路，因雨雪雾等恶劣天气造成的几十乃至上百车辆连续追尾事故时有发生；目前，为减少或者避免因恶劣天气和不良路况对人民生命和财产可能造成的危害，高速公路管理机关通常采用关闭公路的做法，但同时也给人们出行带来诸多的不便。

中国第03113328.2号专利揭示了一种现有的高速公路安全即时预警方法及系统，其由子系统组成网络，子系统内的节点含有信号开关和报警装置，在高速公路护栏一侧沿线分布。当某节点接收到事故信号后，立即通过网络进行信息传输，使报警装置发出报警信号。因此当高速公路某处突发事故时，只要此处有人通过就近的信号开关发出事故信号，高速公路护栏安全即时预警系统立即作出响应，不仅监控中心可以及时反应事故地点等信息，而且事故地点之后一定距离的沿途报警装置即时报警。提醒司机立即减速慢行。

然而，此种现有预警方法及系统必须通过人为触发分布在高速公路沿线的信号开关和报警装置，才能实现一定范围的预警功能，但由于车辆事故往往瞬时发生，其对正在行驶车辆安全预警的实时性明显显得不够及时，而且对发生重大撞车、翻车事故缺乏车辆自动报警能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高速公路行车安全的智能电子预警系统，其可解决现有预警方法及系统需人为触发、报警不够及时的问题。

本发明所采用的技术方案为：提供一种高速公路行车安全的智能电子预警系统，其包括设置于车辆的预警单元、沿高速公路间隔设置的多个电子警告牌子系统、设置于高速公路出入口的多个预警控制子系统和报警中心，车辆进入高速公路时，预警控制子系统为该车辆建立并存储相应图像文字信息编码，以及传输给车载预警单元，电子警告牌子系统与临近车辆的预警单元进行数据交换以时刻获取车辆的位置坐标和移动矢量方向，预警单元用于时刻检测并感应车辆的行驶状态，其检测感应到报警信号时，其控制车体自身发出警示信息，并将此报警信息传输给临近的电子警告牌子系统和预警控制子系统，电子警告牌子系统显示此报警信息以提示其他车辆，预警控制子系统将此报警信息及该车辆相应的图像文字信息编码传输至报警中心，报警中心根据报警信息和与车辆相应的图像文字信息编码做出相应救助措施。

所述预警单元包括中央处理器和分别与其连接的速度变化传感器、收发模块及存储器，其中速度变化传感器用于时刻检测并感应车辆的行驶状态时发生的报警信号，收发模块用于与电子警告牌子系统和预警控制子系统之间的信息交换，存储器用于存储车辆经过电子警告牌、预警控制子系统的位置坐标、移动矢量方向和图像文字信息编码。

所述预警单元还包括分别与中央处理器连接的调整旋钮和求助开关，调整旋钮用于调节预警单元报警的阈值，求助开关用于人工启动发送求助信号。

所述预警单元还包括分别与中央处理器连接的语音提示和灯光提示模块，用于提示报警信息。

所述速度变化传感器包括依次连接的信号发生器、触发电路、信号调理以及A/D转换电路。

所述电子警告牌子系统包括中央处理器和分别与中央处理器连接的可见光传感器、湿度传感器、超声波传感器、灯光语音文字图像警示、导航灯、收发模块、网络有线电路及设备和存储器，其中可见度传感器定时检测可见光线的强度并传递给中央处理器，由中央处理器控制导航灯的开关，湿度传感器不定时检测空气湿度来判断天气状况，超声波传感器采集车流量信息，中央处理器根据可见光线的强度、天气情况和车流量情况在灯光语音文字图像警示上给出不同的提示信息，在雨雪雾等恶劣天气车辆密集时，电子警示牌子系统通过收发模块与车载预警单元通信告知司机，警惕不良天气带来的危险情况。

所述预警控制子系统包括电子计算机、数据库、收发模块和摄像机，收发模块用于感知车辆经过和巡回检测各电子警告牌子系统是否处于正常工作状态，电子计算机控制摄像机对车辆进行拍照和编号，将该车的信息为车辆建档，存到数据库，并将编号发给车载的预警单元作为车辆识别的标志。

所述报警中心包括电子计算机、数据库系统、显示系统和收发模块，预警控制子系统将车载预警单元的报警信号传送至报警中心，报警中心的电子计算机调用预警控制子系统的数据库中该车辆的相关信息，并通过显示系统显示以采取相应的援救措施，数据库系统用于存贮该车的处理情况，收发模块可接收普通电话的报警信号，可巡回遥测预警控制子系统是否工作正常。

所述预警单元与电子警告牌子系统之间、预警单元与预警控制子系统、预警单元与报警中心采用无线方式通信，电子警告牌子系统之间、预警控制子系统与电子警告牌子系统之间以及预警控制子系统、电子警告牌子系统和报警中心之间采用无线或有线方式通信，预警单元过滤无用信号干扰，只接收和处理报警中心、预警控制子系统、后方电子警告牌子系统和其它相关预警单元的信号。

本发明的有益效果在于：本发明高速公路行车安全的智能电子预警系统可在高速公路的任何路段、任何碰撞形式对车辆行车安全进行实时预警，事故发生时，可以有效地从故障车辆发出预警信号，对后续车辆迅速产生预警作用，而当危险存在时，可以及时提示司机注意安全，提前做好准备，尽可能避免事故的发生，为行驶的车辆和司乘人员增加一份安全保障。

附图说明

图1是本发明高速公路行车安全的智能电子预警系统的示意图；

图2是本发明高速公路行车安全的智能电子预警系统的预警单元的原理示意图；

图3是图2中速度变化传感器的信号传递示意图；

图4a、4b、4c、4d分别是图3中信号发生器的剖面示意图、信号发生器的热敏开关示意图、信号发生器沿图4a中M-M方向的展开示意图、车辆下坡时信号发生器的剖面示意图；

图5是本发明高速公路行车安全的智能电子预警系统的电子警示牌子系统的示意图；

图6是本发明高速公路行车安全的智能电子预警系统的预警控制子系统的示意图；

图7是本发明高速公路行车安全的智能电子预警系统的报警中心的示意图；

图8是本发明高速公路行车安全的智能电子预警系统应用于高速公路路段的示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明高速公路行车安全的智能电子预警系统包括多个预警单元20、电子警告牌子系统40、预警控制子系统50和报警中心60。在车辆行驶出现撞车、急超速或急减速等状态异常时，通过预警单元20检测车辆在不同路段的行驶状态，预警控制子系统50将撞车信息通过电子警告牌子系统40提醒后续或远处车辆注意减速或绕道行驶；报警中心60则采取救助措施，尽可能减少事故带来的不良影响。

请一并参阅图2，本发明高速公路行车安全的智能电子预警系统的预警单元20设置于车辆内，其包括中央处理器CPU21和分别与CPU21连接的速度变化传感器22、测距仪23、调整旋钮24和求助开关25、语音提示26、灯光提示27、收发模块28及存储器29。其中速度变化传感器22和测距仪23用于感测车辆行驶的异常状态信息，调整旋钮24用于调节预警单元20报警的阈值，求助开关25用于人工启动发送求助信号(本实施例包括车辆缺油、爆胎等故障求助开关K1、遇到劫匪或突发性疾病发作急救开关K2和复位开关K3)，语音提示26包含语音控制线路和扬声器，灯光提示27包含前后车灯和车上警示灯，收发模块28用于预警单元20与电子警告牌子系统40、预警控制子系统50和报警中心60之间的信息交换，存储器29用于存储车辆经过电子警告牌、预警控制子系统的编号等信。可以理解，当语音提示26或者灯光提示27启动持续一段时间后，按下复位开关K3可恢复正常非报警状态。

请一并参阅图3，上述速度变化传感器20包括依次连接的信号发生器300、触发电路301、实现信号调理、A/D转换等功能的其它电路302，信号最后输入预警单元20的CPU21。

请一并参阅图4a至图4d，本实施例的信号发生器300包括热敏开关a、导电针组b包括b1、b2、...、b18、抽气气嘴c、加热电阻丝d、水银珠e、密封空腔f、碗型玻璃壳体g、电阻丝固定柱31、电阻电极32、33以及由电阻电极32、33和导电针组b引出来的触发电路301。其中热敏开关a通过电阻丝固定柱31倒立地固定在碗型玻璃壳体g上，金属片a1连接电阻电极32、33和加热电阻丝d，热敏片a2上面有开关触点a3，其常温下为常开，当温度降低到一定程度，a1、a2收缩，使a3连通，若此时有电流通过，可以通过加热电阻丝d对速度变化传感器20加热，保持玻璃壳体g恒定在一定的温度范围内，保证水银珠e自由滑动而不收外界气候的影响。玻璃壳体g密封空腔内可与水银珠e接触的导线B3、...、B17以及与导电针b1、b2连接的导线(图未示)作成环状，在底部用导电针b1、b2连接至玻璃壳体g外。可以理解，为防止玻璃壳体g内金属导线氧化，本实施例的速度变化传感器20在制作完成时通过抽气气嘴c将空腔f空气抽成真空。

可以理解，车辆在平坦的路段，速度波动微小时，水银珠e导通导电针b18、导线B17和导电针b18，若车辆如图4a箭头方向向右行驶，突然加速或被后面撞车，在短时间内可能会瞬时导通b13、B13、B14和b14，玻璃壳体外侧线路即时将该信号输入给预警单元20的CPU21，其通过软件判别车辆当前的行驶工况。当车辆如图4d箭头方向在下坡路段正常行驶时，水银珠e与B13、B14接触，保持b13、B13、B14和b14的导通状态，但可通过预警单元20软件设置判别当前的车辆行驶状态与上述在平坦路段的突然超速或被后撞情况不同。若此时，车辆突然刹车或撞车，处于急减速状态，水银珠e滑动移动至e1位置，瞬时与B7、B8接触，导通b7、B7、B7和b8状态，玻璃壳体g外侧线路迅速将该信号输入给预警单元20的CPU21，其通过软件判别车辆此时刻的急减速状态。当出现翻车事故时，水银珠e与导通导电针b1、b1对应的导线保持连接。传感器软件判别根据信号输入情况识别车辆当时所处的行驶状态。传感器软件判别依据可以来源于车辆行驶工况的实验数据或者仿真数据，上述数据要求能够经受实际的检验。

请一并参阅图5，本发明高速公路行车安全的智能电子预警系统的电子警告牌子系统40设置在高速公路两侧或中间，其包括中央处理器CPU41和分别与CPU41连接的可见光传感器42、湿度传感器43、超声波传感器44、灯光语音文字图像警示45、导航灯46、收发模块47、网络有线电路及设备48和存储器48。电子警示牌子系统40每隔一段距离(如1-2公里)安装在高速公路两侧或中间，其上的可见度传感器42定时地检测可见光线的强度并传递给CPU41，由CPU41控制导航灯46的开关；湿度传感器43也不定时地检测空气湿度来判断天气状况，而超声波传感器44负责采集车流量信息，CPU41根据可见光线的强度、天气情况和车流量情况在灯光语音文字图像警示45上给出不同的提示信息，同时在雨雪雾等恶劣天气车辆密集时，电子警示牌子系统40可通过预警单元20告知司机，警惕不良天气带来的危险情况。

请一并参阅图6，本实施例的预警控制子系统50包括高性能电子计算机51(或工作站)、网络数据库系统52、网络有线电路及设备53、收发模块54和数码摄像机55。预警控制子系统50安装在高速公路入口和出口处。车辆进入高速公路入口时，预警控制子系统50的收发模块54感知有车辆，电子计算机51控制数码摄像机55对车辆进行拍照和编号，将该车的信息为车辆建档，存到网络数据库系统52，并将编号发给车载的预警单元20作为车辆识别的唯一标志；车辆到达高速公路出口时，收发模块54读取车辆预警单元20存储器的编号，并将相应的数据存贮到网络数据库系统52中。可以理解，预警控制子系统50通过网络有线电路及设备53与报警中心60和电子警告牌子系统40通讯，预警控制子系统50通过软件自检可以巡回检测各电子警告牌子系统40是否处于正常工作状态。

请一并参阅图7，本实施例的报警中心60包括电子计算机61(或工作站)、网络数据库系统62、显示系统63、网络有线电路及设备65和收发模块64。预警控制子系统50将预警单元20的撞车等信号通过网络有线电路及设备65传送至报警中心60后，报警中心60的电子计算机61可以调用预警控制子系统50网络数据库52中该车的相关信息，直观在显示系统63上显示，再考虑采取相应的援救措施；网络数据库系统62可存贮该车的处理情况，而收发模块64可以接收普通电话的报警信号，可以巡回遥测各个预警控制子系统50是否工作正常。

请一并参阅图8，本发明高速公路行车安全的智能电子预警系统应用于高速公路路段时，具体如下所述：

当装有预警单元的车辆CarX72开始进入高速公路的某引路时，可以在该引路的路口见到一块电子警示牌DLx401，司机根据DLx401提示的内容决定是否进入高速公路。若司机决定并进入高速公路，在引路一侧装有预警控制子系统CS501，CS501记录下该车辆的车牌号码和照片；在CS501和电子警示牌Dli-1402之间，司机可以通过Dli-1402提示的内容了解车辆行驶前方，电子警示牌Dli-1402之后的Dli403、Dli+1404、甚至更远处高速公路路段的交通路面状况。

当车辆CarX72经过电子警示牌Dli-1402时，该车的预警单元20通过收发模块28与该电子警示牌Dli-1402建立连接关系，电子警示牌Dli-1402随时获取车辆的代号和位置坐标，CarX72的预警单元20通过Dli-1402与车辆CarA78、车辆CarB79的预警单元建立连接关系。同时，Dli-1402超声波传感器44感应有车辆通过，计数器加1，该子系统软件根据可见光线的强度和车流量情况在灯光语音文字图像警示45上给出不同的提示信息；而可见度传感器42也定时地检测可见光线的强度并传递给CPU41，由CPU41控制导航灯46的开关，在黑夜、雨雪雾等恶劣天气能见度较低时，导航灯46的开启，对后续车辆CarC77行进起着导航的作用。

电子警示牌Dli-1402通过计算车辆CarX72的速度，判断CarX72的行驶状态；当CarX72出现超速、低速或者停车状态时，通过语音线路对其进行警告；若长时间违章，则将该车辆的违章信息通过网络，传递到报警中心60，由报警中心CPU61存贮到网络数据库系统62中，作为日后处罚的依据。而当CarX72与CarA78间距离到一定程度，CarX72与CarA78的预警单元根据两车趋近的趋势，也会提示司机注意追尾或后撞。

当车辆CarX72发生撞车或翻车事故时，速度变化传感器22的水银珠e急速滑动，预警单元20的CPU21自动判断出撞车信号，立即驱动该车辆的灯光和语音报警器27、26报警；并将撞车信号经过收发模块28，发射给Dli-1401和后续几百米距离的车辆，近处收到信息的车辆CarA78给该车驾驶员语音提示和灯光提示；而后面的电子警示牌Dli-1402和DLx401等一些电子警示牌，给出相应的提示，远处的CarC77和CarX72通过电子警示牌获知前面出现事故，从而能够实现近距离快速预警功能和较远处提示功能，而前方的电子警示牌Dli403、车辆CarD791收发模块收到信息，但软件判断是后方发出后，拒绝进一步处理。

当出现爆胎、发动机熄火等车辆故障，或者遇到劫车时，司机可以按下预警单元20的相应键K1、K2，通过CPU21和收发模块28，向电子警示牌发出信号，再由电子警示牌将求助信号传递给报警中心60，由报警中心60组织对求救车辆进行援助。若故障排除，险情解除，司机可以按下复位键K3恢复预警单元20正常的工作功能。

当车辆CarX72前进经过电子警示牌Dli403时，电子警示牌Dli-1402解除对该车的连接关系，而该车的预警单元20即与该电子警示牌Dli403建立新的连接关系，Dli403与先前Dli-1401对该车的作用相同。

可以理解，本发明的预警单元和电子警告牌子系统、预警控制子系统和报警中心采用高速率数据无线收发模块，而各预警控制子系统之间、预警控制子系统和报警中心可采用无线或有线网络连接，各设备之间实行双向通讯，保证信号的有效快速传递；各个设备内部信号的检测、处理、控制和不同设备之间的信号接收发送独立进行，并在软件上实现对信号的过滤和筛选，减少和避免噪声或无用信号的接收和传递。

可以理解，上述只是阐述了本发明的一个典型的实施例，在不违背本发明的实质和精神的前提下，为到达本发明的全部或部分功能，本发明具体的实施方式和内容可以有所不同。

Claims (9)

1.一种高速公路行车安全的智能电子预警系统，其特征在于：其包括设置于车辆的预警单元、沿高速公路间隔设置的多个电子警告牌子系统、设置于高速公路出入口的多个预警控制子系统和报警中心，车辆进入高速公路时，预警控制子系统为该车辆建立并存储相应图像文字信息编码，以及传输给车载预警单元，电子警告牌子系统与临近车辆的预警单元进行数据交换以时刻获取车辆的位置坐标和移动矢量方向，预警单元用于时刻检测并感应车辆的行驶状态，其检测感应到报警信号时，其控制车体自身发出警示信息，并将此报警信息传输给临近的电子警告牌子系统和预警控制子系统，电子警告牌子系统显示此报警信息以提示其他车辆，预警控制子系统将此报警信息及该车辆相应的图像文字信息编码传输至报警中心，报警中心根据报警信息和与车辆相应的图像文字信息编码做出相应救助措施。

2.如权利要求1所述的高速公路行车安全的智能电子预警系统，其特征在于：所述预警单元包括中央处理器和分别与其连接的速度变化传感器、收发模块及存储器，其中速度变化传感器用于时刻检测并感应车辆的行驶状态时发生的报警信号，收发模块用于与电子警告牌子系统和预警控制子系统之间的信息交换，存储器用于存储车辆经过电子警告牌、预警控制子系统的位置坐标、移动矢量方向和图像文字信息编码。

3.如权利要求2所述的高速公路行车安全的智能电子预警系统，其特征在于：所述预警单元还包括分别与中央处理器连接的调整旋钮和求助开关，调整旋钮用于调节预警单元报警的阈值，求助开关用于人工启动发送求助信号。

4.如权利要求3所述的高速公路行车安全的智能电子预警系统，其特征在于：所述预警单元还包括分别与中央处理器连接的语音提示和灯光提示模块，用于提示报警信息。

5.如权利要求4所述的高速公路行车安全的智能电子预警系统，其特征在于：所述速度变化传感器包括依次连接的信号发生器、触发电路、信号调理以及A/D转换电路。

6.如权利要求1所述的高速公路行车安全的智能电子预警系统，其特征在于：所述电子警告牌子系统包括中央处理器和分别与中央处理器连接的可见光传感器、湿度传感器、超声波传感器、灯光语音文字图像警示、导航灯、收发模块、网络有线电路及设备和存储器，其中可见度传感器定时检测可见光线的强度并传递给中央处理器，由中央处理器控制导航灯的开关，湿度传感器不定时检测空气湿度来判断天气状况，超声波传感器采集车流量信息，中央处理器根据可见光线的强度、天气情况和车流量情况在灯光语音文字图像警示上给出不同的提示信息，在雨雪雾等恶劣天气车辆密集时，电子警示牌子系统通过收发模块与车载预警单元通信告知司机，警惕不良天气带来的危险情况。

7.如权利要求1所述的高速公路行车安全的智能电子预警系统，其特征在于：所述预警控制子系统包括电子计算机、数据库、收发模块和摄像机，收发模块用于感知车辆经过和巡回检测各电子警告牌子系统是否处于正常工作状态，电子计算机控制摄像机对车辆进行拍照和编号，将该车的信息为车辆建档，存到数据库，并将编号发给车载的预警单元作为车辆识别的标志。

8.如权利要求1所述的高速公路行车安全的智能电子预警系统，其特征在于：所述报警中心包括电子计算机、数据库系统、显示系统和收发模块，预警控制子系统将车载预警单元的报警信号传送至报警中心，报警中心的电子计算机调用预警控制子系统的数据库中该车辆的相关信息，并通过显示系统显示以采取相应的援救措施，数据库系统用于存贮该车的处理情况，收发模块可接收普通电话的报警信号，可巡回遥测预警控制子系统是否工作正常。

9.如权利要求1所述的高速公路行车安金的智能电子预警系统，其特征在于：所述预警单元与电子警告牌子系统之间、预警单元与预警控制子系统、预警单元与报警中心采用无线方式通信，电子警告牌子系统之间、预警控制子系统与电子警告牌子系统之间以及预警控制子系统、电子警告牌子系统和报警中心之间采用无线或有线方式通信，预警单元过滤无用信号干扰，只接收和处理报警中心、预警控制子系统、后方电子警告牌子系统和其它相关预警单元的信号。

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