CN211015932U - 一种道路交通事故预警系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于道路交通安全技术领域，公开了一种道路交通事故预警系统，该道路交通事故预警系统无需车辆装配车载设备HMI，能全程实时提醒所有道路驾驶人相应的道路安全等级信息，便于驾驶人及时采取有效措施，避免、交通堵塞、二次交通事故的发生，可实现对除交通事故外拥堵路段、突发车辆减速、车辆换道、车辆故障等存在速度突变的场景进行识别和应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及道路交通安全技术领域，具体涉及一种道路交通事故预警系统。
背景技术
随着道路交通快速发展，汽车技术日新月异，道路交通事故往往居高不下，而且近些年多车连撞事故频繁发生。这一方面是因为交通流量持续增长，另一方面因为车辆性能的提高导致车速普遍较快。在道路上发生交通事故时，后方驾驶人往往因不能及时有效的得知事故信息而缺少应急反应时间，从而发生二次交通事故。因此，在道路中发生交通事故时，对后车进行及时有效的预警是十分必要的。
目前的研究技术多基于车路协同技术，采用路侧设备RSU和车载设备 (HMI)，通过屏幕显示或网络连接发送信息到车载设备，来实现对驾驶人的信息预警。前者因为局部设置和布设方式的原因，无法实现全程告知；后者因为道路交通主体存在差异性，并非所有的车辆均安装有车载设备，因而难以实现所有道路驾驶人均能够得到预警。故需要一种可以全程实时提醒所有道路驾驶人的预警系统，来提高道路行车安全性。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种道路交通事故预警系统，该道路交通事故预警系统无需车辆装配车载设备HMI，能全程实时提醒所有道路驾驶人相应的道路安全等级信息，便于驾驶人及时采取有效措施，避免、交通堵塞、二次交通事故的发生，可实现对除交通事故外拥堵路段、突发车辆减速、车辆换道、车辆故障等存在速度突变的场景进行识别和应用。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。
一种道路交通事故预警系统，包括：多个智能道钉；多个所述智能道钉均匀分布在道路的交通线上；其中，每个所述智能道钉包含地磁检测模块、单片机模块、微处理器模块、LED灯模块和道钉WiFi模块；
所述地磁检测模块的信号输出端与所述单片机模块的第一信号输入端连接，所述单片机模块的第一信号输出端与所述微处理器模块的信号输入端电连接；
所述微处理模块的信号输出端与所述单片机模块的第二信号输入端电连接，所述单片机模块的第二信号输出端与所述LED灯模块的信号输入端电连接；
所述单片机模块的第三信号输出端与所述道钉WiFi模块的信号输入端电连接；所述道钉WiFi模块的信号输出端与所述单片机模块的第三信号输入端。
优选的，所述智能道钉还包含太阳能供电模块，所述太阳能供电模块分别用于向地磁检测模块、单片机模块、微处理器模块、LED灯模块供电。
优选的，所述地磁检测模块用于获取道路上车辆有无的电平信号；所述单片机模块用于将获取的道路上车辆有无的电平信号转换为车辆有无的数字信号；所述微处理器模块用于对车辆有无的数字信号进行处理，判断事故安全等级，并将事故安全等级信号发送给单片机模块；
单片机模块将事故安全等级信号转换为事故安全等级电平信号，并将事故安全等级电平信号分别发送给道钉WiFi模块和LED灯模块；道钉WiFi模块用于对事故安全等级电平信号进行网络传输；LED灯模块根据事故安全等级电平信号进行相应的预警。
进一步作为优选的，当道路上无车时，地磁检测模块向单片机模块发送低电平信号，并控制LED灯模块显示绿色；当道路上有车时，地磁检测模块向单片机模块发送高电平信号，并控制LED灯模块显示红色。
作为优选的，当道路上有车行驶时，且连续的多于2个地磁检测模块检测到车辆速度低于20km/h时，即检测点为事故点，控制事故点后方200米的LED 灯模块显示红色；连续的多于2个地磁检测模块检测到车辆速度处于20km/h至 60km/h之间，控制检测点后方100米的LED灯模块显示红色；连续的多于2个地磁检测模块检测到车辆速度大于60km/h，控制检测点后方50米的LED灯模块显示红色。
作为优选的，还包括：多个路侧设备RSU，多个路侧设备RSU均匀分布在道路的两侧；其中，每个路侧设备RSU包含RSU WiFi模块、数据处理模块、数据存储模块、以太网模块和HMI接口模块；
其中，RSU WiFi模块的信号输出端与所述数据处理模块的信号输入端电连接，所述数据处理模块的第一信号输出端与所述数据存储模块的信号输入端电连接，所述数据处理模块的第二信号输出端与所述以太网模块的信号输入端电连接，所述数据处理模块的第三信号输出端与所述HMI接口模块的信号输入端电连接。
作为优选的，智能道钉将获取的事故安全等级电平信号通过道钉WiFi模块和RSUWiFi模块进行网络传输，发送给路侧设备RSU的数据处理模块；数据处理模块对事故安全等级电平信号进行处理后，将处理后的事故安全等级信息分别发送给数据存储模块、以太网模块和HMI接口模块，其中，数据存储模块用于存储事故安全等级信息，便于后续查询使用，以太网模块用于将事故安全等级信息发送给道路管理中心，与道路管理中心进行实时通信；HMI 接口模块用于将事故安全等级信息发送给装有HMI的车辆，便于信息交互。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
(1)本发明的道路交通事故预警系统无需车辆装配车载设备HMI，能全程实时提醒所有道路驾驶人相应的道路安全等级信息，便于驾驶人及时采取有效措施，避免、交通堵塞、二次交通事故的发生，可实现对除交通事故外拥堵路段、突发车辆减速、车辆换道、车辆故障等存在速度突变的场景进行识别和应用。
(2)根据智能道钉中的地磁检测模块获取道路上有无车辆信息，微处理模块对获取的车辆有无信息进行处理，并划分相应的事故安全等级，共分为四级，具体为：a)当无车辆时，指令优先级为低级，控制LED模块显示绿色； b)当有车辆时，且车速大于60km/h，指令优先级为中级，控制检测点后方50 米距离道钉的LED灯模块4闪红色；c)当有车辆时，且车速处于20km/h至 60km/h之间，指令优先级为次高级，让检测点后方100米距离道钉的LED灯模块4闪红色；d)当有车辆时，且车辆速度低于20km/h时，指令优先级为最高级，控制事故点后方200米智能道钉LED灯模块4亮红色。
(3)智能道钉获取的事故安全等级信息既可以通过道钉WiFi模块传输给相邻的智能道钉，通过相邻的智能道钉上的LED模块闪烁的红绿灯信号，提醒来车方向驾驶人前方发生事故，注意采取规避措施，避免发生二次交通事故、拥堵等现象；也可以通过道钉WiFi模块和RSU WiFi模块传给路侧设备 RSU。路侧设备RSU可将事故安全等级信息通过太网模块发送至道路管理中心，便于道路管理人员及时了解事故信息，并做出及时救援；路侧设备RSU 可将事故安全等级信息也可以通过HMI接口发送给装有车载HMI，提醒驾驶人做相应的规避措施。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
图1为本实用新型的道路交通事故预警系统示意图；
图2为本实用新型的道路交通事故预警系统概念图；
图3为本实用新型的道路交通事故预警系统结构框图；
图4为本实用新型的道路交通事故预警系统中智能道钉结构三视图；
图5为本实用新型的道路交通事故预警系统的逻辑流程图。
以上图中：1地磁检测模块；2单片机模块；3微处理器模块；4LED灯模块；5道钉WiFi模块；6太阳能供电模块；7RSU WiFi模块；8数据处理模块；9数据存储模块；10以太网模块；11HMI接口模块；12防雨罩；13外壳。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参考图1-5，一种道路交通事故预警系统，包括：多个智能道钉(LIE)和多个路侧设备RSU；其中，多个智能道钉均匀分布在道路的交通线上，布置间距为15米；多个路侧设备RSU均匀分布在道路的两侧。
其中，每个智能道钉设计有防雨防压功能，便于安装在路侧或通过施工埋设于车道线上。智能道钉的顶部安装有防雨罩，防雨罩为透明材质，阳光可投射，不影响太阳能板的工作，防雨罩和道钉通过透光粘合材料粘合。智能道钉的外壳采用刚性材料，具有一定程度承压能力，从而保护道钉内部模块工作空间，防压功能好。
每个智能道钉包含地磁检测模块1、单片机模块2、微处理器模块3、LED 灯模块4、道钉WiFi模块5和太阳能供电模块6；地磁检测模块1的信号输出端与单片机模块2的第一信号输入端连接，单片机模块2的第一信号输出端与微处理器模块3的信号输入端电连接；微处理模块的信号输出端与单片机模块2 的第二信号输入端电连接，单片机模块2的第二信号输出端与LED灯模块4的信号输入端电连接；单片机模块2的第三信号输出端与道钉WiFi模块5的信号输入端电连接；道钉WiFi模块5的信号输出端与单片机模块2的第三信号输入端。太阳能供电模块6分别用于向地磁检测模块1、单片机模块2、微处理器模块3、LED灯模块4供电，太阳能供电模块6中的太阳能板将光能转换成电能存储于蓄电池中，对智能道钉中各模块供电，电压值设计为5V。智能道钉中各模块供电均通过5V电路相连，地磁检测模块1、LED灯模块4与单片机模块2 为I/O接口相连，单片机模块2与微处理器模块3通过USART接口相连。
每个路侧设备RSU包含RSU WiFi模块7、数据处理模块8、数据存储模块9、以太网模块10和HMI接口模块11；RSU WiFi模块7的信号输出端与数据处理模块8的信号输入端电连接，数据处理模块8的第一信号输出端与数据存储模块9 的信号输入端电连接，数据处理模块8的第二信号输出端与以太网模块10的信号输入端电连接，数据处理模块8的第三信号输出端与HMI接口模块11的信号输入端电连接。
地磁检测模块1能够检测出车辆有无信号，有车时为高电平3.3v，无车时为低电平1.0v，地磁检测模块1工作时始终处于监测状态，连续不断的向单片机模块2发送高低电平信号。当道路上无车时，地磁检测模块1向单片机模块2 发送低电平信号，并控制LED灯模块4显示绿色；当道路上有车时，地磁检测模块1向单片机模块2发送高电平信号，并控制LED灯模块4显示红色。
单片机模块2通过预先写入单片机内存上的程序将高低电平信号转换成车辆有无的0-1数字信号，并将数字信号发送给微处理模块。
微处理器模块3上预先写入的程序对车辆有无的数字信号进行处理，判断事故安全等级，并将事故安全等级信号发送给单片机模块2；单片机模块2将事故安全等级信号转换为事故安全等级电平信号，并将事故安全等级电平信号分别发送给道钉WiFi模块5和LED灯模块4。道钉WiFi模块5用于对事故安全等级电平信号进行网络传输；LED灯模块4根据事故安全等级电平信号进行相应的预警，分别以红绿颜色闪烁进行提醒。
微处理器模块3上的程序算法指令及判断的事故安全等级功能实现如下：
(1)命令指令优先级包含4级：最高级、次高级、中级、低级。
(2)智能道钉中单片机模块2在接收到地磁检测模块1的高低电平信号时能够匹配系统时间，故车速检测算法如下：假设车辆通过连续的两个道钉D1、 D2时，先后被D1、D2检测到的时间为t1、t2，车辆从被道钉D1、D2检测到至检测信号消失的时间分别为△t1、△t2，道钉D1、D2间距L，故车辆通过道钉D2时的速度为V＝L÷(t2-t1)，检测车长为L车＝V×△t2＝L÷(t2-t1)×△t2。
(3)当连续的多于2个地磁检测模块1检测到车辆速度低于20km/h时，即视为该位置可能发生事故，同时会命令事故点后方200米智能道钉LED灯模块 4亮红色，指令优先级为最高级。
(4)当多于2个地磁检测模块1检测到车速处于20km/h至60km/h之间，会执行指令让检测点后方100米距离道钉的LED灯模块4闪红色，指令优先级为次高级。
(5)当道钉检测到车辆但车辆速度大于60km/h，会执行指令让检测点后方50米距离道钉的LED灯模块4闪红色，指令优先级为中级。
(6)当道钉未检测到车辆或未接收到执行命令，LED模块显示绿色，指令优先级为低级。
当微处理器模块3判断出事故安全等级信息后，通过智能道钉WiFi模块5 的互联功能可以将指令发送至来车方向相邻的智能道钉，来车方向相邻的智能道钉WiFi模块5接收事故信息后，以同样的执行程序进行指令执行，进行信息决策和信息传输。
路侧设备RSU中RSU WiFi模块7工作原理和智能道钉WiFi模块5相同，协议设置也相同。当智能道钉的微处理器模块3判断出事事故安全等级信息后，可直接将事故安全等级信息通过道钉WiFi模块5和RSU WiFi模块7形成网络互联发送至路侧设备RSU。
路侧设备RSU中RSU WiFi模块7接收到事故安全等级信息后，通过数据处理模块8预先写入的程序将事故安全等级信息通过以太网模块10发送至道路管理中心，路侧设备的以太网模块10为接入互联网的接口，故可以和道路管理中心的管理平台实时通信。同时，路侧设备RSU可将事故安全等级数据通过预先写入的程序生成文件，存储至数据存储模块9，便于道路管理中心后续查询使用。路侧设备HMI接口为预留接口，便于实现路侧设备同安装HMI的车辆进行事故安全等级信息交互。
虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (7)
1.一种道路交通事故预警系统，其特征在于，包括：多个智能道钉；多个所述智能道钉均匀分布在道路的交通线上；其中，每个所述智能道钉包含地磁检测模块(1)、单片机模块(2)、微处理器模块(3)、LED灯模块(4)和道钉WiFi模块(5)；
所述地磁检测模块(1)的信号输出端与所述单片机模块(2)的第一信号输入端连接，所述单片机模块(2)的第一信号输出端与所述微处理器模块(3)的信号输入端电连接；
所述微处理模块的信号输出端与所述单片机模块(2)的第二信号输入端电连接，所述单片机模块(2)的第二信号输出端与所述LED灯模块(4)的信号输入端电连接；
所述单片机模块(2)的第三信号输出端与所述道钉WiFi模块(5)的信号输入端电连接；所述道钉WiFi模块(5)的信号输出端与所述单片机模块(2)的第三信号输入端。
2.根据权利要求1所述的道路交通事故预警系统，其特征在于，所述智能道钉还包含太阳能供电模块(6)，所述太阳能供电模块(6)分别用于向地磁检测模块(1)、单片机模块(2)、微处理器模块(3)、LED灯模块(4)供电。
3.根据权利要求1所述的道路交通事故预警系统，其特征在于，所述地磁检测模块(1)用于获取道路上车辆有无的电平信号；所述单片机模块(2)用于将获取的道路上车辆有无的电平信号转换为车辆有无的数字信号；所述微处理器模块(3)用于对车辆有无的数字信号进行处理，判断事故安全等级，并将事故安全等级信号发送给单片机模块(2)；
单片机模块(2)将事故安全等级信号转换为事故安全等级电平信号，并将事故安全等级电平信号分别发送给道钉WiFi模块(5)和LED灯模块(4)；道钉WiFi模块(5)用于对事故安全等级电平信号进行网络传输；LED灯模块(4)根据事故安全等级电平信号进行相应的预警。
4.根据权利要求3所述的道路交通事故预警系统，其特征在于，当道路上无车时，地磁检测模块(1)向单片机模块(2)发送低电平信号，并控制LED灯模块(4)显示绿色；当道路上有车时，地磁检测模块(1)向单片机模块(2)发送高电平信号，并控制LED灯模块(4)显示红色。
5.根据权利要求4所述的道路交通事故预警系统，其特征在于，当道路上有车行驶时，且连续的多于2个地磁检测模块(1)检测到车辆速度低于20km/h时，即检测点为事故点，控制事故点后方200米的LED灯模块(4)显示红色；连续的多于2个地磁检测模块(1)检测到车辆速度处于20km/h至60km/h之间，控制检测点后方100米的LED灯模块(4)显示红色；连续的多于2个地磁检测模块(1)检测到车辆速度大于60km/h，控制检测点后方50米的LED灯模块(4)显示红色。
6.根据权利要求1-5任一项所述的道路交通事故预警系统，其特征在于，还包括：多个路侧设备RSU，多个路侧设备RSU均匀分布在道路的两侧；其中，每个路侧设备RSU包含RSUWiFi模块(7)、数据处理模块(8)、数据存储模块(9)、以太网模块(10)和HMI接口模块(11)；
其中，RSU WiFi模块(7)的信号输出端与所述数据处理模块(8)的信号输入端电连接，所述数据处理模块(8)的第一信号输出端与所述数据存储模块(9)的信号输入端电连接，所述数据处理模块(8)的第二信号输出端与所述以太网模块(10)的信号输入端电连接，所述数据处理模块(8)的第三信号输出端与所述HMI接口模块(11)的信号输入端电连接。
7.根据权利要求6所述的道路交通事故预警系统，其特征在于，智能道钉将获取的事故安全等级电平信号通过道钉WiFi模块(5)和RSU WiFi模块(7)进行网络传输，发送给路侧设备RSU的数据处理模块(8)；数据处理模块(8)对事故安全等级电平信号进行处理后，将处理后的事故安全等级信息分别发送给数据存储模块(9)、以太网模块(10)和HMI接口模块(11)，其中，数据存储模块(9)用于存储事故安全等级信息，便于后续查询使用，以太网模块(10)用于将事故安全等级信息发送给道路管理中心，与道路管理中心进行实时通信；HMI接口模块(11)用于将事故安全等级信息发送给装有HMI的车辆，便于信息交互。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111815964A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-10-23 | 四川九通智路科技有限公司 | 一种基于地磁传感式道钉的车流检测系统及方法 |
| CN114333373A (zh) * | 2022-01-04 | 2022-04-12 | 中国公路工程咨询集团有限公司 | 一种基于智能道钉的弯道行车预警方法及系统 |
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