專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于gprs/cdma無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的高速公路智能輔助誘導(dǎo)系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高速公路智能輔助誘導(dǎo)電子裝置，具體地說(shuō)，涉及一種實(shí)現(xiàn)高速公路在惡劣天氣條件下車(chē)輛安全通行的基于GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的高速公路智能輔助誘導(dǎo)系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高速公路建設(shè)也步入快速發(fā)展期。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到 “十一五”期末，我國(guó)高速公路總里程已發(fā)展到7. 4萬(wàn)公里，居世界第二位。國(guó)家不僅需要規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)好高速公路，而且更需要利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段科學(xué)管理高速公路，以充分發(fā)揮高速公路“快速度、高效率、省時(shí)間、高效益”的優(yōu)點(diǎn)，挖掘其巨大的客貨運(yùn)輸潛力以獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但是，因不利天氣引發(fā)的交通事故以及交通擁堵等現(xiàn)象的發(fā)生無(wú)疑對(duì)其優(yōu)點(diǎn)打了折扣，大大降低了其應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。高速公路的車(chē)流具有速度快、流量大及全封閉等特點(diǎn)，要求車(chē)輛不得隨意減速和停車(chē)，所以高速公路一旦遇到雨雪、冰雹和濃霧等惡劣天氣，就很容易發(fā)生交通事故，例如2009年5月24日，因?yàn)榇箪F影響，安徽省蕪湖至宣城的高速公路——蕪宣高速公路24日晚間至少發(fā)生40多起連環(huán)車(chē)禍，造成幾十人受傷，11人死亡；2010年11月5日早上，滬昆高速公路804KM處突起團(tuán)霧，導(dǎo)致同一時(shí)間分別發(fā)生7起汽車(chē)追尾事故，19輛汽車(chē)損毀嚴(yán)重，19人死亡，16人受傷等寸。目前，國(guó)外預(yù)防因雨雪、冰雹和濃霧等惡劣天氣引發(fā)高速公路交通事故的措施主要有以下幾類(lèi)燈光誘導(dǎo)、基于GPS和ZigBee局域網(wǎng)技術(shù)的通行方案、利用圖像增強(qiáng)道路場(chǎng)景和在重要設(shè)施處鋪設(shè)光導(dǎo)管等?；跓艄庹T導(dǎo)的通行方案在一定霧況條件下能夠?qū)б?chē)輛行駛，但當(dāng)霧況較為嚴(yán)重時(shí)，車(chē)輛還是無(wú)法獲得道路的邊緣信息；基于GPS和ZigBee局域網(wǎng)技術(shù)的方案依賴于GPS精度，而高精度的GPS難為一般車(chē)輛配置；在霧較小時(shí)，利用圖像增強(qiáng)方式提高道路圖像的清晰度可以指導(dǎo)駕駛，但當(dāng)發(fā)生濃霧時(shí)，圖像增強(qiáng)的方式已無(wú)法較好的恢復(fù)出道路場(chǎng)景；光導(dǎo)管不僅價(jià)格昂貴，而且因?yàn)樾枰茉O(shè)交流電源、頻繁更換燈具和對(duì)事故毀損維護(hù)成本過(guò)高而無(wú)法普及。當(dāng)前我國(guó)高速公路管理單位配合高速公路交通路政部門(mén)在這方面也作了一些有意義的工作，取得了較好的成效。比如根據(jù)高速公路道路狀況、周邊環(huán)境等因素設(shè)置限速牌；又如在高速公路建設(shè)過(guò)程中布設(shè)光纖，后方控制中心通過(guò)光纖以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)形式在公路兩側(cè)的交通信息牌上為車(chē)輛駕駛員發(fā)布一些引導(dǎo)性或警示性信息，對(duì)避免交通事故發(fā)生或交通擁堵現(xiàn)象出現(xiàn)起到一定的積極作用。然而，一旦天氣突變，能見(jiàn)度顯著下降，后方控制中心往往難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和發(fā)布一些引導(dǎo)性或警示性信息，導(dǎo)致信息傳播實(shí)時(shí)性不夠或預(yù)警時(shí)間不足，這時(shí)車(chē)輛駕駛員往往不能及時(shí)作出正確判斷或處理，致使容易引發(fā)交通事故，造成道路擁堵。與國(guó)外相比，我國(guó)目前還沒(méi)有對(duì)高速公路在雨雪、冰雹和濃霧等惡劣天氣下車(chē)輛通行進(jìn)行有效誘導(dǎo)的措施。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，一般發(fā)達(dá)國(guó)家高速公路的交通事故總數(shù)和死亡率只有普通公路的1/3到1/2，而我國(guó)
4高速公路的事故發(fā)生率和死亡率均大于普通公路，其中因霧等惡劣天氣的影響造成的事故占總事故的近1/4。未來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，網(wǎng)狀化、系統(tǒng)化、一體化的高速公路網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施將逐步形成， 城際間的客貨運(yùn)輸需求將進(jìn)一步加大，作為承擔(dān)系統(tǒng)主要運(yùn)輸任務(wù)的高速公路網(wǎng)，一旦發(fā)生重大交通事故，必將影響整個(gè)區(qū)域交通運(yùn)行，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生重要影響，所以交通管理技術(shù)在應(yīng)急管理工作中的作用越發(fā)突出。在揭示和掌握高速公路上霧害等惡劣天氣發(fā)生的規(guī)律和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)雨雪、冰雹和濃霧等惡劣天氣多發(fā)路段采取一定的提前預(yù)告措施，可以進(jìn)一步提高高速公路運(yùn)營(yíng)的安全性，減少交通事故的發(fā)生。高速公路智能輔助誘導(dǎo)系統(tǒng)的研究及應(yīng)用有助于降低惡劣天氣下高速公路上的事故發(fā)生率，對(duì)交通管理部門(mén)及時(shí)進(jìn)行交通管控提供有效的幫助，對(duì)減少社會(huì)經(jīng)濟(jì)和群眾生命財(cái)產(chǎn)損失具有重要的現(xiàn)實(shí)和經(jīng)濟(jì)意義；同時(shí)該系統(tǒng)的研究也是交通控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，有助于實(shí)現(xiàn)我國(guó)交通管理的現(xiàn)代化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種基于GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的高速公路智能輔助誘導(dǎo)系統(tǒng)及控制方法，能夠有效減少高速公路在雨雪、冰雹和濃霧等惡劣天氣下發(fā)生追尾和撞車(chē)等交通事故，同時(shí)還能降低高速公路發(fā)生道路擁堵的幾率。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種基于GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的高速公路智能輔助誘導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于它包括一個(gè)由交通信息牌節(jié)點(diǎn)、可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)、能見(jiàn)度探測(cè)節(jié)點(diǎn)和后臺(tái)監(jiān)控中心組成的無(wú)線網(wǎng)
1)交通信息牌節(jié)點(diǎn)安裝在容易發(fā)生沙塵暴、濃霧等惡劣天氣的高速公路路段入口處，在雨雪、冰雹和濃霧等惡劣天氣下，根據(jù)路況參數(shù)發(fā)布相應(yīng)的誘導(dǎo)信息，同時(shí)通過(guò)GPRS/ CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其誘導(dǎo)內(nèi)容及工作狀態(tài)；
2)可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)安裝在容易發(fā)生沙塵暴、濃霧等惡劣天氣的高速公路路段中， 在雨雪、冰雹和濃霧等惡劣天氣下，根據(jù)路況參數(shù)調(diào)整限速值和車(chē)距信息；同時(shí)通過(guò)GPRS/ CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其顯示內(nèi)容及工作狀態(tài)；
3)能見(jiàn)度探測(cè)器節(jié)點(diǎn)安裝在容易發(fā)生沙塵暴、濃霧等惡劣天氣的高速公路路段中，用于采集能見(jiàn)度和濕度等路況參數(shù)，并通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將路況參數(shù)傳送給交通信息牌節(jié)點(diǎn)、可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)和后臺(tái)監(jiān)控中心；同時(shí)通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其工作狀態(tài)；
4)后臺(tái)監(jiān)控中心與GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，用于對(duì)交通信息牌、可變限速標(biāo)記牌和能見(jiàn)度探測(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始化設(shè)置并監(jiān)控其工作狀態(tài)；同時(shí)根據(jù)能見(jiàn)度探測(cè)器節(jié)點(diǎn)傳送的路況參數(shù)、交通信息牌節(jié)點(diǎn)和可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)反饋的誘導(dǎo)內(nèi)容制定整體的誘導(dǎo)方案，把誘導(dǎo)調(diào)節(jié)指令通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給相應(yīng)的交通信息牌和可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)；并在特別惡劣的路況條件下通知路政部門(mén)進(jìn)行封路等緊急處理。 所述交通信息牌節(jié)點(diǎn)由LED顯示屏、GPRS/CDMA通信模塊、微處理器和存儲(chǔ)器組成；GPRS/CDMA通信模塊與微處理器通過(guò)串口或者SPI接口連接，用于接收能見(jiàn)度探測(cè)器的采集數(shù)據(jù)或者后臺(tái)監(jiān)控中心的指令，同時(shí)該模塊還向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋交通信息牌節(jié)點(diǎn)的誘導(dǎo)內(nèi)容和工作狀態(tài)，LED顯示屏通過(guò)08或者12標(biāo)準(zhǔn)接口與微處理器連接，用于顯示誘導(dǎo) fn息ο所述可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)由LED顯示屏、GPRS/CDMA通信模塊、微處理器和存儲(chǔ)器組成；GPRS/CDMA通信模塊與微處理器通過(guò)串口或者SPI接口連接，用于接收能見(jiàn)度探測(cè)器的采集數(shù)據(jù)或者后臺(tái)監(jiān)控中心的指令，同時(shí)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋可變限速標(biāo)記牌的限速值和車(chē)距和工作狀態(tài)，LED顯示屏通過(guò)08或者12標(biāo)準(zhǔn)接口與微處理器連接，用于顯示車(chē)輛限速值和車(chē)距。所述能見(jiàn)度探測(cè)器節(jié)點(diǎn)由能見(jiàn)度測(cè)量傳感器、濕度傳感器、GPRS/CDMA通信模塊、 微處理器和存儲(chǔ)器組成；能見(jiàn)度和濕度測(cè)量傳感器與微處理器通過(guò)串口或者SPI接口連接，用于采集道路能見(jiàn)度和濕度信息，GPRS/CDMA通信模塊與微處理器通過(guò)串口連接，用于向交通信息牌節(jié)點(diǎn)、可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)和后臺(tái)監(jiān)控中心傳送其采集的路況參數(shù)，同時(shí)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋能見(jiàn)度探測(cè)器的工作狀態(tài)。所述后臺(tái)監(jiān)控中心由服務(wù)器、控制臺(tái)和GPRS/CDMA通信模塊組成，這三部分通過(guò)高速局域網(wǎng)連接；控制臺(tái)通過(guò)GPRS/CDMA通信模塊對(duì)交通信息牌、可變限速標(biāo)記牌和能見(jiàn)度探測(cè)器進(jìn)行初始化設(shè)置并向交通信息牌和可變顯示標(biāo)記牌傳送誘導(dǎo)信息調(diào)整指令，服務(wù)器用于存儲(chǔ)一定時(shí)間段的路況及誘導(dǎo)信息。一種基于GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的高速公路智能輔助誘導(dǎo)控制方法，其特征在于它包括以下步驟
(A)安裝在容易起霧路段的能見(jiàn)度探測(cè)器實(shí)時(shí)采集能見(jiàn)度、濕度等路況參數(shù)并通過(guò) GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)將路況信息發(fā)送給交通信息牌、可變限速標(biāo)記牌和后臺(tái)監(jiān)控中心；
(B)交通信息牌在接收到能見(jiàn)度探測(cè)器采集的路況信息后，根據(jù)不同的路況信息制定誘導(dǎo)方案并通過(guò)LED顯示屏顯示，同時(shí)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其誘導(dǎo)信息；
(C)可變限速標(biāo)記牌在接收到能見(jiàn)度探測(cè)器采集的路況信息后，根據(jù)不同的路況信息制定合理的限速值與差距并由LED顯示屏顯示，同時(shí)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其誘導(dǎo)信息；
(D)后臺(tái)監(jiān)控中心在接受到能見(jiàn)度探測(cè)器采集的路況信息后，結(jié)合道路通行流量及交通擁擠情況等其他信息，制定完整的道路誘導(dǎo)方案；同時(shí)根據(jù)交通信息牌和可變限速標(biāo)記牌反饋的誘導(dǎo)信息，對(duì)需要修改的誘導(dǎo)信息進(jìn)行調(diào)整并通過(guò)GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)將需要調(diào)節(jié)指令發(fā)送給相關(guān)的交通信息牌和可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)；
(E)交通信息牌和可變限速標(biāo)記牌每隔一段時(shí)間通過(guò)GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其工作狀態(tài)，以便于后臺(tái)監(jiān)控中心監(jiān)控相關(guān)設(shè)備是否工作正常。本高速公路智能輔助誘導(dǎo)系統(tǒng)及控制方法具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果
(1)路況信息實(shí)時(shí)采集、傳播及時(shí)。高速公路上所有交通信息牌、可變限速標(biāo)志牌，以及后臺(tái)監(jiān)控中心組成一個(gè)GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，天氣變化引起的能見(jiàn)度信息能在第一時(shí)間傳送到相關(guān)交通信息牌、可變限速標(biāo)記牌和后臺(tái)監(jiān)控中心。(2)減少交通事故發(fā)生率，降低道路擁堵幾率。對(duì)一些突發(fā)氣象災(zāi)害，通過(guò)本誘導(dǎo)系統(tǒng)的正確引導(dǎo)，駕駛員能及時(shí)掌握信息，可以有效減少交通事故發(fā)生率，降低道路擁堵幾率。(3)利于管理，節(jié)約成本。傳統(tǒng)的信息采集發(fā)布需要使用大量的人力進(jìn)行處理，信息利用率不高，管理成本高。本系統(tǒng)使用的GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)成本低廉，采用該系統(tǒng)后，大部
6分工作由交通信息牌節(jié)點(diǎn)和能見(jiàn)度探測(cè)節(jié)點(diǎn)自動(dòng)完成，減少管理人員，提高管理效率，節(jié)約成本。(4)進(jìn)一步完善交通誘導(dǎo)體系，促進(jìn)交通管理的現(xiàn)代化。該系統(tǒng)將成為現(xiàn)有高速公路網(wǎng)交通誘導(dǎo)信息發(fā)布體系的有益補(bǔ)充，改變當(dāng)前多數(shù)高速公路服務(wù)區(qū)普遍沒(méi)有布設(shè)用于發(fā)布引導(dǎo)信息的交通信息牌的現(xiàn)狀。綜上所述，研究本課題提出的內(nèi)容將有助于進(jìn)一步提高高速公路管理水平和效率，有助于減少交通事故發(fā)生率，降低道路擁塞幾率，最終將有助于挖掘高速公路網(wǎng)巨大的客貨運(yùn)輸潛力，充分發(fā)揮其“快速度、高效率、省時(shí)間、高效益”的優(yōu)點(diǎn)。因此，研究本課題將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義；同時(shí)，本系統(tǒng)也是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、 GPRS/CDMA通信技術(shù)和傳感器技術(shù)用于高速公路誘導(dǎo)的一個(gè)先例，具有很大的新穎性和實(shí)用性。


圖1是本發(fā)明在高速公路的系統(tǒng)布設(shè)與應(yīng)用示意圖； 圖2是本發(fā)明系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖3是本發(fā)明車(chē)輛誘導(dǎo)信息發(fā)布流程圖； 圖4是本發(fā)明系統(tǒng)部件維護(hù)流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1是本發(fā)明在高速公路的系統(tǒng)布設(shè)與應(yīng)用示意圖。本系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)部分由布設(shè)在容易出現(xiàn)沙塵暴和大霧等惡劣天氣路段入口處的若干交通信息牌、布設(shè)在容易出現(xiàn)沙塵暴和大霧等惡劣天氣路段中的若干能見(jiàn)度探測(cè)器和可變限速標(biāo)記牌三部分組成。圖2是本發(fā)明系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖。本發(fā)明包括以下四個(gè)部分交通信息牌節(jié)點(diǎn)、 可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)、能見(jiàn)度探測(cè)器節(jié)點(diǎn)和后臺(tái)監(jiān)控中心四部分組成，這四部分組成一個(gè) GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。交通信息牌節(jié)點(diǎn)安裝在容易發(fā)生沙塵暴、濃霧等惡劣天氣的高速公路路段入口處。在雨雪、冰雹和濃霧等惡劣天氣下，根據(jù)路況參數(shù)(主要是能見(jiàn)度參數(shù))發(fā)布相應(yīng)的誘導(dǎo)信息，如在能見(jiàn)度大于200米小于400米時(shí)，提醒駕駛員前方路段能見(jiàn)度較低，請(qǐng)減速駕駛或者選擇其他道路繞行，同時(shí)嚴(yán)格控制大型貨車(chē)或者重型車(chē)輛進(jìn)入該路段；在能見(jiàn)度小于100米時(shí)，提醒車(chē)輛選擇其他道路通行或者先到服務(wù)區(qū)休息；在能見(jiàn)度小于10米時(shí)，提醒車(chē)輛選擇其它道路，并顯示該路段已封閉；同時(shí)通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其誘導(dǎo)內(nèi)容及工作狀態(tài)。交通信息牌節(jié)點(diǎn)由LED顯示屏、GPRS/CDMA通信模塊、微處理器和存儲(chǔ)器組成，其中微處理器可用ARM系列處理器；LED顯示屏通過(guò)08或者12標(biāo)準(zhǔn)接口與微處理器連接，用于發(fā)布誘導(dǎo)信息(如提醒駕駛員前方有霧謹(jǐn)慎駕駛、顯示路段通行路況等)，GPRS/CDMA通信模塊與微處理器通過(guò)串口或者SPI接口連接，用于接收能見(jiàn)度探測(cè)器的采集數(shù)據(jù)或者后臺(tái)監(jiān)控中心的指令，同時(shí)該模塊還向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋交通信息牌節(jié)點(diǎn)的誘導(dǎo)內(nèi)容和工作狀態(tài)。交通信息牌節(jié)點(diǎn)用于接收能見(jiàn)度探測(cè)節(jié)點(diǎn)采集的路況信息以形成初步的誘導(dǎo)方案并通過(guò)LED顯示屏顯示，接收后臺(tái)監(jiān)控中心的誘導(dǎo)信息調(diào)節(jié)指令更改顯示內(nèi)容；同時(shí)還通過(guò)GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其誘導(dǎo)信息并周期性的反饋其工作狀態(tài)。可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)安裝在容易發(fā)生沙塵暴、濃霧等惡劣天氣的高速公路路段中。在雨雪、冰雹和濃霧等惡劣天氣下，根據(jù)路況參數(shù)(主要是能見(jiàn)度參數(shù))調(diào)整限速值和車(chē)距信息；同時(shí)通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其顯示內(nèi)容及工作狀態(tài)。可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)由LED顯示屏、GPRS/CDMA通信模塊、微處理器和存儲(chǔ)器組成，其中微處理器可用ARM系列高性能處理器；LED顯示屏通過(guò)08或者12標(biāo)準(zhǔn)接口與微處理器連接，用于顯示車(chē)輛限速值和車(chē)距車(chē)距，GPRS/CDMA通信模塊與微處理器通過(guò)串口或者SPI接口連接，用于接收能見(jiàn)度探測(cè)器的采集數(shù)據(jù)或者后臺(tái)監(jiān)控中心的指令，同時(shí)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋可變限速標(biāo)記牌的限速值、保持車(chē)距和工作狀態(tài)。可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)用于接收能見(jiàn)度探測(cè)節(jié)點(diǎn)采集的路況信息以形成初步的限速閾值和車(chē)距并通過(guò)LED顯示屏顯示，接收后臺(tái)監(jiān)控中心的限速值與車(chē)距調(diào)節(jié)指令更改顯示內(nèi)容；同時(shí)還通過(guò)GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其顯示信息并周期性的反饋其工作狀態(tài)。能見(jiàn)度探測(cè)器節(jié)點(diǎn)安裝在容易發(fā)生沙塵暴、濃霧等惡劣天氣的高速公路路段中。 用于采集能見(jiàn)度和濕度等路況參數(shù)，并通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將路況參數(shù)傳送給交通信息牌節(jié)點(diǎn)、可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)和后臺(tái)監(jiān)控中心；同時(shí)通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其工作狀態(tài)。能見(jiàn)度探測(cè)器節(jié)點(diǎn)由能見(jiàn)度測(cè)量\濕度傳感器、GPRS/CDMA通信模塊、微處理器和存儲(chǔ)器組成，其中微處理器可以使用單片機(jī)或者ARM系列高性能處理器； 能見(jiàn)度和濕度測(cè)量傳感器是高精度、可靠性強(qiáng)的能見(jiàn)度測(cè)量設(shè)備，可以實(shí)時(shí)提供能見(jiàn)度數(shù)據(jù)和顯示能見(jiàn)度變化的原因，能夠區(qū)分霧、塵埃和干顆粒物等，能見(jiàn)度和濕度測(cè)量傳感器與微處理器通過(guò)串口或者SPI接口連接，用于采集道路能見(jiàn)度和濕度參數(shù)，GPRS/CDMA通信模塊與微處理器通過(guò)串口連接，用于向交通信息牌、可變限速標(biāo)記牌和后臺(tái)監(jiān)控中心傳送其采集的路況參數(shù)，同時(shí)通過(guò)GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋能見(jiàn)度探測(cè)器節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)。后臺(tái)監(jiān)控中心與GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，用于對(duì)其他設(shè)備(交通信息牌、 可變限速標(biāo)記牌和能見(jiàn)度探測(cè)節(jié)點(diǎn))進(jìn)行初始化設(shè)置并監(jiān)控其工作狀態(tài)；同時(shí)根據(jù)能見(jiàn)度探測(cè)器節(jié)點(diǎn)傳送的路況參數(shù)、交通信息牌和可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)反饋的誘導(dǎo)內(nèi)容制定整體的誘導(dǎo)方案，把誘導(dǎo)調(diào)節(jié)指令通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給相應(yīng)的交通信息牌和可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)；并在特別惡劣的路況條件下通知路政部門(mén)進(jìn)行封路等緊急處理。后臺(tái)監(jiān)控中心由服務(wù)器、控制臺(tái)(PC機(jī))和GPRS/CDMA無(wú)線通信模塊組成，這三部分通過(guò)高速局域網(wǎng)連接；控制臺(tái)通過(guò)GPRS/CDMA通信模塊對(duì)交通信息牌、可變限速標(biāo)記牌和能見(jiàn)度探測(cè)器進(jìn)行初始化設(shè)置并向交通信息牌和可變顯示標(biāo)記牌傳送誘導(dǎo)信息調(diào)整指令，服務(wù)器用于存儲(chǔ)一定時(shí)間段的路況及誘導(dǎo)信息。后臺(tái)監(jiān)控中心的主要功能是對(duì)交通信息牌、可變限速標(biāo)記牌和能見(jiàn)度探測(cè)器進(jìn)行初始化設(shè)置并向交通信息牌和可變顯示標(biāo)記牌傳送誘導(dǎo)調(diào)整指令， 同時(shí)還能根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)反饋的工作狀態(tài)制定維護(hù)措施；在能見(jiàn)度很差的情況下，后臺(tái)監(jiān)控中心還能通知路政部門(mén)進(jìn)行暫時(shí)封路等緊急處理。上述交通信息牌節(jié)點(diǎn)、可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)、能見(jiàn)度探測(cè)器節(jié)點(diǎn)和后臺(tái)監(jiān)控中心四部分通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的GPRS/CDMA協(xié)議進(jìn)行通信。參見(jiàn)圖3，一種基于GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的高速公路智能輔助誘導(dǎo)系統(tǒng)及控制方法，其特征在于它包括以下步驟(A)安裝在容易起霧路段的能見(jiàn)度探測(cè)器實(shí)時(shí)采集能見(jiàn)度、濕度等路況參數(shù)并通過(guò) GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)將路況信息發(fā)送給交通信息牌、可變限速標(biāo)記牌和后臺(tái)監(jiān)控中心；
(B)交通信息牌在接收到能見(jiàn)度探測(cè)器采集的路況信息后，根據(jù)不同的路況信息制定誘導(dǎo)方案并通過(guò)LED顯示屏顯示(如在道路能見(jiàn)度具備車(chē)輛通行條件時(shí)，提醒駕駛員謹(jǐn)慎駕駛；在道路能見(jiàn)度不能通車(chē)時(shí)，提醒駕駛員繞道行駛或先到服務(wù)器休息；在能見(jiàn)度恢復(fù)正常后提醒車(chē)輛可以正常通行)；同時(shí)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其誘導(dǎo)信息；
(C)可變限速標(biāo)記牌在接收到能見(jiàn)度探測(cè)器采集的路況信息后，根據(jù)不同的路況信息制定合理的限速值與差距并由LED顯示屏顯示，如在能見(jiàn)度小于200米時(shí)，限速60km/h，保持車(chē)距100米；能見(jiàn)度小于100米時(shí)，限速40km/h，保持車(chē)距50米等(以上數(shù)據(jù)來(lái)源于中華人民共和國(guó)道路交通安全法實(shí)施條例)；同時(shí)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其誘導(dǎo)信息；
(D)后臺(tái)監(jiān)控中心在接受到能見(jiàn)度探測(cè)器采集的路況信息后，結(jié)合道路通行流量及交通擁擠情況等其他信息，制定完整的道路誘導(dǎo)方案；同時(shí)根據(jù)交通信息牌和可變限速標(biāo)記牌反饋的誘導(dǎo)信息，對(duì)需要修改的誘導(dǎo)信息進(jìn)行調(diào)整并通過(guò)GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)將需要調(diào)節(jié)指令發(fā)送給相關(guān)的交通信息牌和可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)。(E)交通信息牌和可變限速標(biāo)記牌每隔一段時(shí)間通過(guò)GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其工作狀態(tài)，以便于后臺(tái)監(jiān)控中心監(jiān)控相關(guān)設(shè)備是否工作正常。圖4是本發(fā)明系統(tǒng)部件維護(hù)流程圖。交通信息牌節(jié)點(diǎn)、可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)和能見(jiàn)度探測(cè)器節(jié)點(diǎn)周期性的通過(guò)GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其工作狀態(tài)，后臺(tái)監(jiān)控中心根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)反饋的工作狀態(tài)制定相應(yīng)的維護(hù)措施。
權(quán)利要求
1.一種基于GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的高速公路智能輔助誘導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于它包括一個(gè)由交通信息牌節(jié)點(diǎn)、可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)、能見(jiàn)度探測(cè)節(jié)點(diǎn)和后臺(tái)監(jiān)控中心組成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；1)交通信息牌節(jié)點(diǎn)安裝在容易發(fā)生沙塵暴、濃霧等惡劣天氣的高速公路路段入口處，在雨雪、冰雹和濃霧等惡劣天氣下，根據(jù)路況參數(shù)發(fā)布相應(yīng)的誘導(dǎo)信息，同時(shí)通過(guò)GPRS/ CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其誘導(dǎo)內(nèi)容及工作狀態(tài)；2)可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)安裝在容易發(fā)生沙塵暴、濃霧等惡劣天氣的高速公路路段中， 在雨雪、冰雹和濃霧等惡劣天氣下，根據(jù)路況參數(shù)調(diào)整限速值和車(chē)距信息；同時(shí)通過(guò)GPRS/ CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其顯示內(nèi)容及工作狀態(tài)；3)能見(jiàn)度探測(cè)器節(jié)點(diǎn)安裝在容易發(fā)生沙塵暴、濃霧等惡劣天氣的高速公路路段中，用于采集能見(jiàn)度和濕度等路況參數(shù)，并通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將路況參數(shù)傳送給交通信息牌節(jié)點(diǎn)、可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)和后臺(tái)監(jiān)控中心；同時(shí)通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其工作狀態(tài)；4)后臺(tái)監(jiān)控中心與GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，用于對(duì)交通信息牌、可變限速標(biāo)記牌和能見(jiàn)度探測(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始化設(shè)置并監(jiān)控其工作狀態(tài)；同時(shí)根據(jù)能見(jiàn)度探測(cè)器節(jié)點(diǎn)傳送的路況參數(shù)、交通信息牌節(jié)點(diǎn)和可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)反饋的誘導(dǎo)內(nèi)容制定整體的誘導(dǎo)方案，把誘導(dǎo)調(diào)節(jié)指令通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給相應(yīng)的交通信息牌和可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)；并在特別惡劣的路況條件下通知路政部門(mén)進(jìn)行封路等緊急處理。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的高速公路智能輔助誘導(dǎo)系統(tǒng)， 其特征在于所述交通信息牌節(jié)點(diǎn)由LED顯示屏、GPRS/CDMA通信模塊、微處理器和存儲(chǔ)器組成；GPRS/CDMA通信模塊與微處理器通過(guò)串口或者SPI接口連接，用于接收能見(jiàn)度探測(cè)器的采集數(shù)據(jù)或者后臺(tái)監(jiān)控中心的指令，同時(shí)該模塊還向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋交通信息牌節(jié)點(diǎn)的誘導(dǎo)內(nèi)容和工作狀態(tài)，LED顯示屏通過(guò)08或者12標(biāo)準(zhǔn)接口與微處理器連接，用于顯示誘導(dǎo)fn息。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的高速公路智能輔助誘導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于所述可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)由LED顯示屏、GPRS/CDMA通信模塊、微處理器和存儲(chǔ)器組成；GPRS/CDMA通信模塊與微處理器通過(guò)串口或者SPI接口連接，用于接收能見(jiàn)度探測(cè)器的采集數(shù)據(jù)或者后臺(tái)監(jiān)控中心的指令，同時(shí)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋可變限速標(biāo)記牌的限速值和車(chē)距和工作狀態(tài)，LED顯示屏通過(guò)08或者12標(biāo)準(zhǔn)接口與微處理器連接，用于顯示車(chē)輛限速值和車(chē)距。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的高速公路智能輔助誘導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于所述能見(jiàn)度探測(cè)器節(jié)點(diǎn)由能見(jiàn)度測(cè)量傳感器、濕度傳感器、GPRS/CDMA通信模塊、微處理器和存儲(chǔ)器組成；能見(jiàn)度和濕度測(cè)量傳感器與微處理器通過(guò)串口或者SPI 接口連接，用于采集道路能見(jiàn)度和濕度信息，GPRS/CDMA通信模塊與微處理器通過(guò)串口連接，用于向交通信息牌節(jié)點(diǎn)、可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)和后臺(tái)監(jiān)控中心傳送其采集的路況參數(shù)， 同時(shí)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋能見(jiàn)度探測(cè)器的工作狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的高速公路智能輔助誘導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于所述后臺(tái)監(jiān)控中心由服務(wù)器、控制臺(tái)和GPRS/CDMA通信模塊組成，這三部分通過(guò)高速局域網(wǎng)連接；控制臺(tái)通過(guò)GPRS/CDMA通信模塊對(duì)交通信息牌、可變限速標(biāo)記牌和能見(jiàn)度探測(cè)器進(jìn)行初始化設(shè)置并向交通信息牌和可變顯示標(biāo)記牌傳送誘導(dǎo)信息調(diào)整指令，服務(wù)器用于存儲(chǔ)一定時(shí)間段的路況及誘導(dǎo)信息。
6. 一種基于GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的高速公路智能輔助誘導(dǎo)控制方法，其特征在于它包括以下步驟(A)安裝在容易起霧路段的能見(jiàn)度探測(cè)器實(shí)時(shí)采集能見(jiàn)度、濕度等路況參數(shù)并通過(guò) GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)將路況信息發(fā)送給交通信息牌、可變限速標(biāo)記牌和后臺(tái)監(jiān)控中心；(B)交通信息牌在接收到能見(jiàn)度探測(cè)器采集的路況信息后，根據(jù)不同的路況信息制定誘導(dǎo)方案并通過(guò)LED顯示屏顯示，同時(shí)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其誘導(dǎo)信息；(C)可變限速標(biāo)記牌在接收到能見(jiàn)度探測(cè)器采集的路況信息后，根據(jù)不同的路況信息制定合理的限速值與差距并由LED顯示屏顯示，同時(shí)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其誘導(dǎo)信息；(D)后臺(tái)監(jiān)控中心在接受到能見(jiàn)度探測(cè)器采集的路況信息后，結(jié)合道路通行流量及交通擁擠情況等其他信息，制定完整的道路誘導(dǎo)方案；同時(shí)根據(jù)交通信息牌和可變限速標(biāo)記牌反饋的誘導(dǎo)信息，對(duì)需要修改的誘導(dǎo)信息進(jìn)行調(diào)整并通過(guò)GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)將需要調(diào)節(jié)指令發(fā)送給相關(guān)的交通信息牌和可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)；(E)交通信息牌和可變限速標(biāo)記牌每隔一段時(shí)間通過(guò)GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)向后臺(tái)監(jiān)控中心反饋其工作狀態(tài)，以便于后臺(tái)監(jiān)控中心監(jiān)控相關(guān)設(shè)備是否工作正常。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的高速公路智能輔助誘導(dǎo)系統(tǒng)及其控制方法，基于GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的高速公路智能輔助誘導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于它包括一個(gè)由交通信息牌節(jié)點(diǎn)、可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)、能見(jiàn)度探測(cè)節(jié)點(diǎn)和后臺(tái)監(jiān)控中心組成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；后臺(tái)監(jiān)控中心與GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，用于對(duì)交通信息牌、可變限速標(biāo)記牌和能見(jiàn)度探測(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始化設(shè)置并監(jiān)控其工作狀態(tài)；同時(shí)根據(jù)能見(jiàn)度探測(cè)器節(jié)點(diǎn)傳送的路況參數(shù)、交通信息牌節(jié)點(diǎn)和可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)反饋的誘導(dǎo)內(nèi)容制定整體的誘導(dǎo)方案，把誘導(dǎo)調(diào)節(jié)指令通過(guò)GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給相應(yīng)的交通信息牌和可變限速標(biāo)記牌節(jié)點(diǎn)；并在特別惡劣的路況條件下通知路政部門(mén)進(jìn)行封路等緊急處理。
文檔編號(hào)G08C17/02GK102436762SQ201110279538
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者蔡建平, 鄭增威, 陳丹, 陳垣毅 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)城市學(xué)院