CN2752873Y - 高速公路车况安全监护处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速公路车况安全监护处理装置，由车载设备、信息采集及传输系统和监控中心组成，其中车载设备是由接收器、发射器、传感器、处理模块(单片机)手动报警装置及报警器等组成；信息采集及传输系统部分由安装在路边的接收器、发射器和负责数据传输的组监控器和通信系统组成；监控中心由监控计算机和监控软件组成。本实用新型的高速公路车况安全监护处理装置，由于采用了以计算机为主的数字监控和信息采集系统，可以实时监控进入高速公路的车辆，可以大幅度减少事故发生率，而且还加快事故的反应处理速度，减少事故损失和人员伤亡。

Description

高速公路车况安全监护处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种安全监护处理的电子产品，特别涉及一种用于高速公路车况监护处理装置，该装置能够及时、准确、定位、定性报警同时提供路况信息。

背景技术

在日常生活中，随着人民生活水平的日益提高，以车代步成为一种时尚，随着高速公路建设的发展，高速公路的行车速度明显提高，但随之而产生的交通事故也日益上升，已成为人们不得不关注的问题，降低事故率是人们梦寐以求的，人们也想出了很多降低事故率的办法但都不尽人意。例如：高速公路管理局加大了道路的监管力度。增加了巡查车辆和巡查次数，但这也只能对发现的事故进行处理，而对于不容易发现的事故却无能为力，更何况目前的高速公路缺少信息的及时性，无法保护更多人的生命和财产安全。

还有，GPS、行车记录仪等，虽有及时定位性，但昂贵的价格难以普及。因此，设计一种能够及时、准确、定性、定位报警装置，对于高速公路车况监护和处理有积极的作用。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种高速公路车况安全监护处理装置，该装置不仅可以大幅度减少事故发生率，而且还加快事故的反应处理速度，减少事故损失和人员伤亡。

实现上述目的采用的技术解决方案是，该高速公路车况安全监护处理装置，由安装在汽车上的车载设备和安装在路边的多个接收器和中心监控室信息采集及传输系统和监控中心组成，它们之间的传输方式为光纤传输或电缆传输或无线电传输；其特征在于：

该车载设备的电路部分包括，一中央数据处理模块，中央数据处理模块分别连接有信号接收器、信号发射器、事故感应模块、数据存储器、人机界面模块和程序写入模块；信号接收器、信号发射器、事故感应模块、数据存储器、人机界面模块和程序写入模块与电源模块连接，程序写入模块还与数据存储器连接；

安装在路边的接收器的电路部分包括，一中央数据处理模块，中央数据处理模块分别连接有信号接收器、信号发射器、数据传输模块、数据存储器、人机界面模块和程序写入模块；信号接收器、信号发射器、数据传输模块、数据存储器、人机界面模块和程序写入模块与电源模块连接，和程序写入模块；程序写入模块还与数据存储器连接，数据传输模块上还连接有预警系统模块；

中心监控室信息采集及传输系统的电路部分包括，一中央数据处理模块，中央数据处理模块分别连接有数据传输模块、地址编码模块、多路选择模块、数据存储器、和程序写入模块；上述模块分别与电源供应模块连接，程序写入模块还与数据存储器连接。

本实用新型的高速公路车况安全监护处理装置，由于采用了以计算机主的数字监控和信息采集系统，可以实时监控进入高速公路的车辆，可以大幅度减少事故发生率，而且还加快事故的反应处理速度，减少事故损失和人员伤亡。

附图说明

图1是本实用新型车载设备的电路框图；

图2是本实用新型接收器的电路框图；

图3是本实用新型中心监控室信息采集及传输系统的电路框图；

图4是车载设备程序设计流程图；

图5是车载设备控制流程图，其中(a)获取数据流程图；(b)发送编码流程，(c)判断事故流程，(d)中断流程；

图6是接收器的流程图；

图7是软件结构图；

图8是车载设备具体实施电路图；

图9是车载设备接收实施电路图；

图10是车载设备发射实施电路图；

图11是信息采集及传输系统的实施电路图；

图12是信息采集及传输系统的接收实施电路图；

图13是信息采集及传输系统的发射实施电路图；

图14是本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和发明人给出的实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

图1是本实用新型车载设备的电路框图；该车载设备的电路部分包括，一中央数据处理模块，中央数据处理模块分别连接有信号接收器、信号发射器、事故感应模块、数据存储器、人机界面模块和程序写入模块；信号接收器、信号发射器、事故感应模块、数据存储器、人机界面模块和程序写入模块与电源模块连接，程序写入模块还与数据存储器连接；

图2是本实用新型信息采集的电路框图；安装在路边的接收器的电路部分包括，一中央数据处理模块，中央数据处理模块分别连接有信号接收器、信号发射器、数据传输模块、数据存储器、人机界面模块和程序写入模块；信号接收器、信号发射器、数据传输模块、数据存储器、人机界面模块和程序写入模块与电源模块连接，和程序写入模块；程序写入模块还与数据存储器连接，数据传输模块上还连接有预警系统模块。

图3是本实用新型的中心监控室信息采集及传输系统组监控器的电路框图；中心监控室信息采集及传输系统的电路部分包括，一中央数据处理模块，中央数据处理模块分别连接有数据传输模块、地址编码模块、多路选择模块、数据存储器、和程序写入模块；上述模块分别与电源供应模块连接，程序写入模块还与数据存储器连接。

图4是车载设备程序设计流程图；负责编码的写入、处理振荡信息和定时发送编码的功能。首先车辆进入收费站开始写入编码在写入编码的同时要判断是否为要写入的编码，是则写入如果不是那就是从振动传感器获得的编码那么一定是事故编码。当写入了编码开始发送每隔一定的时间发送一次在发送的同时要检测是否有中断，因为中断信号就是事故信号。还有一个手动报警信号等功能。

图5是车载设备控制流程图，其中(a)获取数据流程图；(b)发送编码流程，(c)判断事故流程，(d)中断流程；

获取数据流程图(a)：一开始由软件控制对端口进行监测看是否有数据有数据则读取，然后进行一个校验看是否符合规定通过校验检测后送出。送出后时刻对端口进行监测。

发送编码流程(b)：首先判断是否有数据，有则写入(接上图)读取发送(接上图)，(c)判断事故流程主要是判断为哪种信号，比较特征码用于判断是什么信号。

(d)定时发送编码，首先发送编码的同时检测是否有中断有则发送事故编码否则发送普通编码。

图6是信息采集的流程图；信息采集软件流程：首先检测是否有数据有则判断为那种信息分别送到监控中心，如果是监控中心传来的数据则发送路况信息。没有则继续检测。

图7是监控中心结构图：监控中心是由中央控制模块、数据库部分、监控界面、通信、设备管理等主要模块组成其中数据库部分为网络数据库，即时更新的尤其是在调度策略中根据车辆、人员、数据更新里的位置判断及从财务处获得的车主详细信息等诸多因素生成的一个调度策略。由于采用的是即时更新数据库所以各部门相协调就准确无误。对于监控界面其中映射地图是根据安装路边的信息采集装置的具体情况而生成的一个模拟映射(类似电子地图)可以随时看到出事车辆在地图中的位置。而事故报警、事故处理、事故记录等都是自动完成的也可以和人进行交互式工作。通信主要是数据采集和控制命令。其中控制命令其实是传输的是地址控制和地址编码，以实现对车辆的定位还有就是发送路况信息发送以达到预警的目的。

设备管理主要是对设备进行定时的自动检测，对于出问题的设备可以随时提醒管理人员进行更换。随着软件的更新换代功能的扩展，对数据库进行更广阔的扩展比如说：车辆维修、医疗、保险等等。

图8是车载设备具体实施电路图；由电源接入端、发光二极管、电阻、点动开关、振动传感器、晶振、数据存储器、三极管、电容、蜂鸣器、单片机构成。其中发光二极管阳极接电阻接电源正极，阴极接单片机。电动开关S1与电容C1接单片机构成程序复位装置。S2接电阻接单片机构成手动报警装置。振动传感器ND接电阻接单片机构成事故自动报警装置。数据存储器接电阻接单片机数据写入装置。晶振与电容构成脉冲振荡装置可用于计时。D0～D3接上拉电阻与图10的D0～D3相接构成发射的数据传输线路，D’0～D’3接单片机与图9的D’0～D’3相接构成接收的数据传输线路。三极管与电阻、蜂鸣器、单片机相接构成预警提示装置。TE接电阻接图9的TE端用于判断信号是否正确传送。三极管接电阻接单片机接12V电源接V1，V1与图10的V1相接构成图10的电源控制装置。其中的技术规格为：R1：1K、R2：0.5K、C1：30PF、SAW：12KHz、VT：S8550。

图9是车载设备接收实施电路图，由天线ANT、电容、电阻、电感、三极管、运算放大器、编码芯片构成其中R1、R2、R3、C2、L1、VT1、C3、R4、ANT构成信号发射天线。R4、R5、L2、C5、C6、C11、R1、R6、VT2、C7、L3构成信号解调电路。运算放大器LM358、C9、R9、R1、R10、R12、C10、R8构成信号放大电路。以上线路都接于编码芯片PT2272上其中PT2272的TE接图8的TE端。D’0～D’3接图8的D’0~D’3。A0、A3、A7接地A1、A4接电源正极A2、A5、A6置空构成信息地址。其中的技术规格为：R1：47K、R2：0.15K、R3：1K、R4：27K、R5：150K、R6：6.2K、R7：3.9K、R8：120K、R9：200K、R10：0.62K、R11：10K、R12：200K、C1：7P、C2：102P、C3：2P、C4：103P、C5：33P、C6：4P、C7：3P、C8：105P、C9：105P、C10：472P、C11：391P、L1：2.5T、L2：3.5T、L3：1VH、VT1：2SC3356、VT2：2SC3356。

图10是车载设备发射实施电路图；由编码芯片、电阻、电容、晶振、电感、三极管、天线ANT构成其中ANT、C3、C2构成信号接收天线。L1、C1、SAW、R4、VT2构成信号调制电路接VT2接R1接编码芯片PT2262其中PT2262的A0~A3接电阻接电源正极。A4～A7接地构成信息地址。D0～D3接图8的D0～D3进行数据传送。其中的技术规格为：R1：47K、R2：1K、R3：10K、R4：27K、C1：8.2P，C2：3P、C3：30P、VT1：S8050、VT2：S8050、L1：2.5T、SAW：R315。

图11是信息采集及传输系统的实施电路图；由电阻、电容、三极管、接口、晶振、单片机构成其中D0~D3分别接上拉电阻R1接单片机同时与图13的D0~D3相接进行数据传送。C1、VT1、R5接单片机构成程序自动复位装置。C2、C3、SAW、接单片机构成脉冲计时装置。P2.1接电阻接备用同样装置的P2.1构成装置切换线路(用于增加单一装置的寿命)TE端接电阻R3接单片机接图12的TE端用于判断信号是否正确传送。VT2接R4接单片机接电源(12V)接V1接图13的V1构成电源控制装置(控制发射电源)。其中的技术规格为：R1：1K、R2：1K、R3：1K、R4：1K、R5：1K、C1：30P、C2：30P、C3：30P、VT1：S8550、VT2：S8550、SAW：12KHz。

图12是信息采集及传输系统的接收实施电路图；由天线ANT、电容、电阻、电感、三极管、运算放大器、编码芯片构成其中R1、R2、R3、C2、L1、VT1、C3、R4、ANT构成信号发射天线。R4、R5、L2、C5、C6、C11、R1、R6、VT2、C7、L3构成信号解调电路。运算放大器LM358、C9、R9、R1、R10、R12、C10、R8构成信号放大电路。以上线路都接于编码芯片PT2272上其中PT2272的TE接图11的TE端。D’0～D’3接图11的D’0~D’3。A0~A3接电阻接电源正极。A4～A7接地构成信息地址。其中的技术规格为：R1：47K、R2：0.15K、R3：1K、R4：27K、R5：150K、R6：6.2K、R7：3.9K、R8：120K、R9：200K、R10：0.62K、R11：10K、R12：200K、C1：7P、C2：102P、C3：2P、C4：103P、C5：33P、C6：4P、C7：3P、C8：105P、C9：105P、C10：472P、C11：391P、L1：2.5T、L2：3.5T、L3：1VH、VT1：2SC3356、VT2：2SC3356。

图13是信息采集及传输系统的发射实施电路图；由编码芯片、电阻、电容、晶振、电感、三极管、天线ANT构成其中ANT、C3、C2构成信号接收天线。L1、C1、SAW、R4、VT2构成信号调制电路接VT2接R1接编码芯片PT2262其中PT2262的A0、A3、A7接地A1、A4接电源正极A2、A5、A6置空构成信息地址。D0～D3接图8的D0~D3进行数据传送。其中的技术规格为：R1：47K、R2：1K、R3：10K、R4：27K、C1：8.2P，C2：3P、C3：30P、VT1：S8050、VT2：S8050、L1：2.5T、SAW：R315。

图14是本实用新型的整体结构示意图。整体结构分监控中心、组监控、信息采集三部分。其中监控中心由服务器、分步处理(PC)构成的局域网。服务器负责控制，分步处理(PC)有专门负责数据库管理的其它用于采集后的信息处理。组监控只负责信息的传送。信息采集，每个组监控器控制8个信息采集装置完成信息的采集和传送。整体构成了一个主从分布式的网络系统。

本实用新型的工作方式：

每个组监控器可以管理8个下级组监控器或接收器和发射器，工作时负责将传入的信号加上自己的地址编码，然后再传输给上级设备。

1.接收器的安装和主要工作方式

a.安装：

间隔1km安装一个，每8个一组，每组由一台组监控器进行管理。

b.监听车辆方式：

由路边接收器的信息采集装置内置的无线电接收和发送装置来和车辆上的车载设备进行沟通，获得车辆编码，然后由内置的处理器进行处理(通过软件控制见图四)，并交给组监控器将信号传送回监控中心，完成一次通讯。

C.路况预警方式：

当事故由监控中心确定后，监控中心通过信息采集及传输系统向发送报警信号的信息采集装置发出路况报警信息。当信息采集装置接收到路况报警信息后，开启预警系统向发射覆盖范围(500米)内的所有车辆发送路况事故报警，提醒后方司机小心驾驶，防止出现严重的追尾事故。

2.监控软件的主要工作方式：

a.软件的组成：

监控软件的组成主要是处理程序和数据库程序，处理程序主要负责从端口读入数据并将数据存入数据库以及数据的比较和计算。数据库则用来对程序从各信息采集装置采集来的数据归类存放并进行简单的处理，以减少主程序的负担。处理程序在安装的过程当中要对安装设备的路段上的所有信息采集装置扫描，获取信息采集装置的地址，并按地址编码的顺序来产生地图上的虚拟映射，方便监管人员能快速的确定信号位置。数据库要对各个信息采集装置按位置编码来分别建立各个信息采集装置的表，用来存储各个接收器的数据，当车辆进入时将编号写入总车辆表(并检查是否有重复编码，有则反还编码并对该车重新编码，这步程序在收费时进行)，当信息采集装置接收到车辆编号时将编号按各信息采集装置对应的数据表写入，当车辆离开高速公路时则删除该编码。

b.工作原理：

①判断车辆的位置：

当车载装置工作时，将按15秒间隔发送一次普通信号编码(车辆进入高速公路时写入编码)，由安装在道路旁的信息采集装置所接收。由于信息采集装置是呈线状架设的，在1KM的路段上只有一个信息采集装置，当信息采集装置接收到车辆发送的信号时(发射器发射范围为直径一公里的范围)，可以判断信息采集装置所在的位置，并根据信息采集装置在虚拟映射的地图上的地址编码来判断这个信息采集装置所在的物理地址，因此可以判断车辆位置。

②判断车辆速度是否正常：

当车辆在运行状态下，速度属于正常范围内(60-120KM/H)时，每辆车的编码在各个接收器上出现的次数不超过一定的次数，并且发射的信号会被路过的每一个信息采集装置接收到。当车辆的速度过低时，它在某一路段停留的时间会延长，在这一路段上的接收器将接收到多个相同的编码。这时，监控软件就会判断出拥有这个编码的车辆的速度低于正常时速。当车辆超速时则在某一路段上的时间减少，在这一路段上的接收装置有可能接收不到该车的编码，而在下一路段的接收器上接收到，则总监控软件会判断该车辆超速。

③判断事故：

当车辆在高速状态下发生交通事故时会发生强烈的震动，根据安装在车载装置中的震动感应器来收集的车辆震动信息来判断车辆震动的强度是否超过正常值(由车载部分的计算机处理，正常值加速度不会超过5个G)，当超过正常值时，车载报警装置会被激活，连续发出报警编码。当信息采集装置接收到报警编码后会立即将报警信号传回总监控软件，这时软件会从数据库中读取该编码的各个信息采集装置的数据情况，判断出发射报警编码的车辆的运行状况，来判断车辆是否出现事故，这里会有误报警分辨处理，当判断为误报警时则总监控软件取消报警，反之则立即通知监管人员，并在虚拟映射地图上标示出事故所在路段。

3.车载设备的工作方式：

a.接收信号：

监控中心发来的路况提示信息，由接收器接收并提示司机以达到路况预警目的。提示司机由软件控制。

b.发射信号：

每隔15秒发送一次普通编码，可以实现车辆定位，也可以确定车辆速度是否正常。判断定位，定速由软件控制。

C.事故判断(振动信号)：

振动信号是传感器达到一定的振动极限而发出的信号(即事故信号)。事故信号判断由软件控制。

4.组监控器安装方式及工作方式：

a.安装：

组监控器在安装的时候会被定义单个的地址编码。当整套设备安装完成后总监控软件要对所有的组监控器和接收器进行一次扫描，并确定所有组监控器和接收器在总监控软件里的正确运行。

b.工作方式：

每个组监控器可以管理8个下级组监控器或接收器和发射器，工作时负责将传入的信号加上自己的地址编码，然后再传输给上级设备。

5.接收器的安装和主要工作方式

a.安装：

间隔1km安装一个，每8个一组，每组由一台组监控器进行管理。

b.监听车辆方式：

由接收器内置的无线电接收和发送装置来和车辆上的车载设备进行沟通，获得车辆编码，然后由内置的处理器进行处理(通过软件控制见图四)，并交给组监控器将信号传送回监控中心，完成一次通讯。

C.路况预警方式：

当事故由监控中心确定后，监控中心通过信息采集及传输系统向发送报警信号的接收器发出路况报警信息。当接收器接收到路况报警信息后，开启预警系统向发射覆盖范围(500米)内的所有车辆发送路况事故报警，提醒后方司机小心驾驶，防止出现严重的追尾事故。

Claims (2)

1.一种高速公路车况安全监护处理装置，由安装在汽车上的车载设备和安装在路边的接收器和中心监控室信息采集及传输系统和监控中心组成，它们之间的传输方式为光纤传输或电缆传输或无线电传输；其特征在于：

该车载设备的电路部分包括，一中央数据处理模块，中央数据处理模块分别连接有信号接收器、信号发射器、事故感应模块、数据存储器、人机界面模块和程序写入模块；信号接收器、信号发射器、事故感应模块、数据存储器、人机界面模块和程序写入模块与电源模块连接，程序写入模块还与数据存储器连接，数据传输模块上还连接有预警系统模块；

安装在路边的接收器电路部分包括，一中央数据处理模块，中央数据处理模块分别连接有信号接收器、信号发射器、数据传输模块、数据存储器、人机界面模块和程序写入模块；信号接收器、信号发射器、数据传输模块、数据存储器、人机界面模块和程序写入模块与电源模块连接，和程序写入模块；程序写入模块还与数据存储器连接；

中心监控室信息采集及传输系统的电路部分包括，一中央数据处理模块，中央数据处理模块分别连接有数据传输模块、地址编码模块、多路选择模块、数据存储器、和程序写入模块；上述模块分别与电源供应模块连接，程序写入模块还与数据存储器连接。

2.如权利要求1所述的高速公路车况安全监护处理装置，其特征在于，所述接收器间隔1km安装一个，每8个分为一组。

Images