专利名称：交互式智能道钉及其路网信息系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种交互式智能道钉及其路网信息系统，该系统可用作城市交通信息管理系统、高等级公路的监控防追尾警示和路网信息管理系统、铁路交通的的监控防追尾警示和指挥调度及信息管理系统、道路智能电子标示及交通信息管理系统以及停车场管理和泊车诱导信息管理系统，还可构建具有车辆辅助驾驶功能的智能交通系统(ITS)。
背景技术：
随着经济的发展和人民生活水平的提高，陆路交通发展越来越快，车辆保有量更是膨胀发展，城市交通和公路交通拥堵现象时有发生，高速公路上恶性追尾事故发生不断，铁路运力远远落后于时代的要求，在大中型城市的泊车问题也逾显突出。总的来说交通问题已是政府、民众关注的焦点问题之一，使得大量的人力、物力、资金投入到道路改造和道路建设方面，即便如此，也跟不上交通压力的高速增长，这种情况非常普遍，特别是经济越发达的地区，交通问题越严重。有些地区，由于资金不足、道路改造和道路建设客观上也有难度，面对交通压力的不利局面将会较长时期的存在。另一方面，由于交通管理这一重要环节比较薄弱，如红绿灯自动智能分时及泊车引导系统还比较落后，使得道路资源和停车场资源没有充分利用和挖潜，出租汽车呼叫平台还不健全，使得空载率居高不下，造成资源的很大浪费；超载车辆对路面破坏严重，高速公路恶性追尾事故时有发生，交通路况突发事件得不到及时处理而造成事故频发和事故蔓延也相当严重，诸如此类屡见不鲜，让人倍感痛惜。因此，怎样充分利用和挖潜道路和泊车场地资源，低成本地、有效地改善和提高道路(包括城市道路、高速公路和铁路)车流量和泊车场地的使用率，减少高速公路追尾事故的发生，提高交通安全，构建智能化、数字化交通系统，是值得考虑和追求的目标。因此，建立完善的、高效的、低成本的、技术可行的、更贴近民众的交互式智能道钉及其路网信息系统显得尤为紧迫和现实。
目前，真正高效的、低成本的和具有交互功能的智能交通系统(ITS)还不多见，已建和在建的交通指挥系统不同程度地存在着造价高、安装不便、维修和系统扩展困难、实时性差或通用性差等缺点，功能强大的视频信息交通指挥系统在能见度恶劣的天气(如大雾、大风沙或雨雪天)条件下也不能发挥正常功能，同时它们也不具备对高速公路和铁路全程达到实时智能监控、防追尾警示和辅助驾驶功能，据现代ITS的技术要求还有很大的差距。因此，研发全新理念的、功能强大的、能充分体现最新技术成果、展现更高智能化水平的、使智能交通系统(ITS)更贴近交通参与者的交互式智能道钉及其路网信息系统，是新时期赋予我们的时代要求和迫切的社会责任。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种交互式智能道钉及其路网信息系统，该系统可用作城市交通信息管理系统、高等级公路的监控防追尾警示和路网信息管理系统、铁路交通的的监控防追尾警示和指挥调度及信息管理系统以及停车场管理和泊车诱导信息管理系统，还可构建具有车辆辅助驾驶功能的智能交通系统(ITS)，以解决现有交通指挥、交通信息管理系统和智能交通系统的不足。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，它由至少一组交互式智能道钉、多功能车载卡/盒构成，交互式智能道钉以适当的间距布设在道路上、道路路侧或泊车位置处，多功能车载卡/盒安放在车辆上，交互式智能道钉之间通过其内嵌的有线或无线数据通讯装置进行直接的或间接的数据通讯联接，交互式智能道钉与其附近驶经或停留的车辆上的多功能车载卡/盒之间可通过它们各自内嵌的无线数据通讯装置进行单/双向信息通讯。
如上所述的交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，每组交互式智能道钉设置相配的网关/控制器/中继器，它们组成互联通讯/局域网系统，网关/控制器/中继器之间通过相应的数据通讯媒介进行有线或无线数据通讯联接，该通讯联接可接驳路网中心计算机系统、路侧设备或输入/输出控制信号接口模块，路网中心计算机通过相应的互联媒介与相应的网关/控制器/中继器、指定的交互式智能道钉及其附近的多功能车载卡/盒构成信息发布或信息采集联接。
如上所述的交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，所述的交互式智能道钉由用于检测道钉位置附近是否有车辆存在或驶过的车辆探测单元、至少一组发光警示单元、用于完成智能道钉之间、智能道钉与网关/控制器/中继器之问或智能道钉与多功能车载卡/盒之间的数据通讯的嵌入式现场总线或无线数据通讯装置单元、用于完成信号采集和控制及数据处理和管理的嵌入式单片机/DSP单元、用来为各单元提供电力的电源单元以及外壳构成，车辆探测单元由至少一轴磁阻传感及其磁映像信号处理装置构成，发光警示单元由单/多色半导体发光元件、高亮度发光二极管或彩灯及其驱动电路构成，车辆探测单元的磁映像信号输出端、发光警示单元的控制端及嵌入式现场通讯总线或无线数据通讯装置单元的数据输入/输出/控制端口分别与其内嵌的单片机/DSP单元的相应数据端口相连，交互式智能道钉中的嵌入式现场总线或无线数据通讯装置单元构成交互式智能道钉之间的数据通讯互联，发光警示单元根据需要设置有定向聚光罩/透光外壳，交互式智能道钉呈一体式结构或者发光警示单元与交互式智能道钉本体呈分体式结构，并且交互式智能道钉可根据需要制作成道路侧装式、路面贴装式或地埋式，路面贴装式或地埋式分为单车道型和双车道型，电源单元由有线调制/集中供电式的解调/稳压电路或由太阳能电池组分立/集中供电组件构成，交互式智能道钉设有可识别的地址码或区分码。
如上所述的交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，所述的多功能车载卡/盒由多彩LED警示单元、图文显示单元、音频输出/扬声单元、操作键、I/O接口单元、无线数据通讯装置、嵌入式单片机/DSP单元、电源装置及外壳构成，多彩LED警示单元的控制端、图文显示单元的数据和控制端口、音频输出/扬声单元的输入端口、操作键的数据线、I/O接口单元的数据线以及无线数据通讯装置的数据和控制端口分别与其嵌入式单片机/DSP单元的相应数据、输入/输出端口相连，多功能车载卡/盒中的无线数据通讯装置与其附近的设置在道路上的交互式智能道钉中的无线数据通讯装置构成无线单/双向数据通讯联接，为多功能车载卡/盒中的各电路提供电源的电源装置采用电池组件、太阳能电池组件或车载电源供电装置，多功能车载卡/盒分设有编码的可识别型和不可识别的通用型。
如上所述的交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，所述的用于建立或扩展路网信息系统的网关/控制器/中继器之间、网关/控制器/中继器与中心计算机之间、网关/控制器/中继器与交互式智能道钉之间的数据通讯媒介为有线/无线工业总线、CDMA/GPRS移动通讯、宽带互联网、以太网、专业局域网、微波通讯或混合互联通讯媒介，现场总线传输媒介可分别根据需要采用双绞线、供电电源线调制/解调、电缆、光缆、射频或复合异质媒介，有线或无线通讯体制可呈独立、混合或集成型制，网关/控制器/中继器设有地址编码或区分码。
如上所述的交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，所述的交互式智能道钉和多功能车载卡/盒中的嵌入式无线数据通讯装置构建其二者之间的数据通讯联接，相距较近的交互式智能道钉和多功能车载卡/盒之间可进行数据通讯。
如上所述的交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，所述的交互式智能道钉中的嵌入式无线数据通讯装置还可为交互式智能道钉之间的数据通讯提供点对点功能或点对多点功能的无线数据通讯联接，相应网关/控制器/中继器下辖的交互式智能道钉之间呈链式或接力式网络信息传递方式。
如上所述的交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，所述的交互式智能道钉之间的数据通讯或由交互式智能道钉中的嵌入式现场总线提供数据通讯联接。
如上所述的交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，所述的输入/输出控制信号接口模块为开关量输入/输出接口模块、模拟量输入/输出接口模块、音/视频/图文信息输入/输出接口模块、触点输入/输出接口模块或通用串/并行接口模块，输入/输出控制信号接口模块可接驳传感器、挡杆机、门控系统、收费系统、照明系统、扬声器、交通诱导屏/电子标示牌、交通信号灯系统、控制开关/按钮/键盘、路段交通状况的天气/路况/能见度检测传感装置，还可接驳信号变送/调制/解调器、执行机构、车型/车牌识别装置、电子身份证无接触识别装置、车辆称重装置或相应的应急联动系统。
如上所述的交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，所述的多功能车载卡/盒的I/O接口单元可根据辅助驾驶的需要接驳到车辆控制器上相应的控制端口上，多功能车载卡/盒中根据路网收费系统或车辆识别的需要设有IC卡装置或射频卡装置，多功能车载卡/盒中根据需要还设有GPS卫星定位装置/防盗装置/电子地图诱导和定位装置以及相配合的触摸屏操作和手写输入装置，其信息或控制输出端与车载卡/盒中的嵌入式单片机/DSP单元的相应数据、输入/输出端口相连。
本实用新型的交互式智能道钉及其路网信息系统各部分的工作机理阐述如下车辆探测单元的工作原理由于任何车辆到来时，都会对探测器周围的地球磁场造成扰动，可得到与车辆成对应关系的地磁映像，依此可检测到探测器周围是否存在车辆、车辆相对于探测器的方位以及车辆行驶的方向；利用这一探测优势，在多车道应用场合，每一车道的中线上设置一个这样的车辆探测装置还可检测路面的断面车流量；当相隔一段距离设置多个车辆探测装置时，可判断车辆是否有变车道行驶的情况等等。以此可为系统精确交互“车、路”信息提供可靠的依据，也为构建完善的停车场泊车诱导及信息管理系统提供了强有力的技术平台。
交互式智能道钉有两种工作方式，一是车辆探测警示器独立工作方式，嵌入式单片机/DSP单元在收到车辆探测单元的车辆探测信号后，以此为依据，得到驶经或停留此处的车辆信息，分析得出本身发光警示器的控制信息，包括灯的颜色、闪烁/长亮模式、控制时序、起始/停止/延时时间等，控制本身的发光警示器工作，并把车辆探测信息报告给控制器或中心计算机；控制器或中心计算机也可对交互式智能道钉进行控制操作。二是交互式智能道钉联网/交互工作方式，嵌入式单片机/DSP单元在收到车辆探测单元的车辆探测信号或通讯联接发来的信息，包括与交互式智能道钉的地理位置相邻/相近的交互式智能道钉发来的、与本交互式智能道钉相联的网关、控制器、中继器或中心计算机系统发来的控制和路况信息等，经综合分析得出相应的控制信息，并向驶经或停靠此处的车辆上的多功能车载卡/盒发布有关信息，同时向地理位置与其相邻或相近的其它交互式智能道钉、相应的网关、控制器、中继器或中心计算机系统发送本智能道钉的地址信息、探测信息、工作状态信息和控制信息。例如，如果判断此车辆的行驶速度较慢、停车、超速或逆行，则通讯/现场总线向智能道钉、相应的网关、控制器、中继器或中心计算机系统发送警示信息(包括地址、事件的警示和控制编码等)，同时向地理位置相邻/相近的一些智能道钉发出警示控制信息(包括控制地址、闪烁/长亮模式、控制时序、起始/停止/延时时问等)，来控制相应的智能道钉上的发光警示器工作。
多功能车载卡/盒是一个功能强大的集声、光和图文输出及掌中电脑的功能于一体的安放于车辆上的智能终端设备，它的功能多或少，可根据需要增加或删减。其内嵌的无线数据通讯装置可与道路上的车辆驶经处或相距较近的交互式智能道钉、路侧设备进行无线数据通讯，实时指示当前路况信息，也可接收各种交通信息发布平台发布的有关路况信息、停车场停车位信息及天气实况/预报信息等供驾驶员随时查阅；多功能车载卡/盒接到有关路况和控制信息后，控制本身的声/光/图文诱导装置工作，同时还可形成并输出相关的控制信号，主动地辅助驾驶车辆，及时采取有效措施(如减速、刹车等)避免发生安全事故。另外，根据需要系统设置成双向控制功能，通过人工或自动操作多功能车载卡/盒，向交互式路网信息系统发布路况信息或紧急信号(如急刹车等)，以便更有效地、更及时地路网联动控制。内嵌式无线数据通讯装置可采用Bluetooth技术或以nRF无线通讯集成电路模块为基础构建而成。
交互式智能道钉和多功能车载卡/盒中的嵌入式无线数据通讯装置为无线短距离数据通讯集成电路或模块，它们一方面可为交互式智能道钉和多功能车载卡/盒之间构建数据通讯联接；另一方面还可为相距较近的或相邻的交互式智能道钉之间构建数据通讯联接，以此形成接力式、传递式或链式无线数据通讯网络联接。
网关、控制器或中继器用于交互式智能道钉、路侧设备和I/O模块的分组或分片联网，对其下辖设备节点之间的数据信息进行分析、处理，提高通讯效率和通讯距离，便于组建大型路网信息系统；网关、控制器或中继器与其下辖设备节点之间可采用有线数据通讯联接，也可采用无线数据通讯联接。
中心计算机系统，具有更强大的信息处理、远程联网、智能控制和系统管理能力，用来与网关、控制器或中继器和更高级别中心计算机系统之间的远程联网，完成综合信息处理、智能控制和管理、信息发布、人机对话等工作，也可作为控制器使用。
现场总线，用于完成总线节点设备、控制器之间的数字化、双向、多变量、多设备、实时性优良的智能互联通信，目前国内外流行的现场总线约有40多种，并以迅猛之势推向市场，已有大量的、低成本的实际应用，达到了众多分散节点设备的远距离、双向实时通讯和控制，具有可扩展互联、低成本、高可靠性的优秀特性，还有多种协议型号的现场总线支持节点设备集中供电。具有代表性的现场总线有LonWorks、CAN、ARCnet、INTERBUS、FF基金会、DeviceNet、PROFIBUS、嵌入式工业以太网、ControlNet、WorldFIP、P-NET、HART、SERCOS和SDS现场总线等，还有R-fieldbus、Bluetooth无线现场总线，以及以nRF无线通讯集成电路模块为基础构成的无线现场总线等等。对传输距离相对较短、节点较少、实时性要求不高及对成本要求更低的场合，可选用RS485、RS422等简易现场总线。有线型现场总线兼或其节点设备的集中供电。
路侧设备包括挡杆机、门控系统、收费系统、照明系统、扬声器、交通诱导屏/电子标示牌、交通信号灯系统、控制开关/按钮/键盘、路段交通状况的天气/路况/能见度检测传感装置，还可接驳信号变送/调制/解调器、执行机构、车型/车牌识别装置、电子身份证无接触识别装置、车辆称重装置或相应的应急联动系统。
输入/输出控制信号接口模块，用于系统扩展，接驳系统组成所需要的标准/非标路侧设备、输入/输出设备和执行机构，以及应急/报警/呼叫按钮或电话等。
本实用新型的交互式智能道钉及其路网信息系统具有如下特点可用作大规模高速公路监控防追尾事故警示指挥系统、铁路监控防追尾事故警示指挥调度系统、道路智能电子标示及交通信息管理系统、城市交通监控指挥管理及交通诱导系统、城市出租汽车呼叫系统或停车场监控引导管理系统使用等，也可用作大中小规模红绿灯绿波带交通指挥系统、电子警察系统、门禁系统、道路车流量检测装置、车速检测装置、监控防盗系统、停车场管理和车辆泊车诱导系统，多功能车载卡/盒中设有IC卡装置或射频卡装置，可与现有公路收费站的车辆收费系统进行融合或兼容。多功能车载卡/盒中设有GPS卫星定位装置/防盗装置/电子地图诱导和定位装置，可与现有城市出租车GPS卫星定位装置/防盗装置/电子地图诱导和定位装置相融合。
该实用新型还具有车辆主动辅佐驾驶功能，利用完善的交互式智能道钉与多功能车载卡/盒之间的信息交互，地址识别、导航定位和比对诱导、路况/事件处理及其高度智能化控制控制功能，加上车辆智能驾驶技术装置的支持，可实现车辆主动辅佐驾驶功能，以至车辆自动驾驶功能也能实现。
此外，该实用新型还具有故障自动报警、故障设备自动卸载及系统自愈功能。
该实用新型具有多功能、可靠性高，安装方便，基本上不破坏路面等优点。路网信息系统造价低、维修和系统扩展容易、探测和控制具有实时性、应用面广、通用性好，在能见度恶劣的天气(如大雾、大风沙或雨雪天)条件下也能发挥正常功能。
总之，该实用新型可为构成更健全的、功能更强大的、智能化信息化水平更高的ITS系统提供一个全新理念的技术平台。
图1为本实用新型用作公路单车道交互式智能道钉及其路网信息系统的实施例1原理框图。
图2为本实用新型实施例1中的交互式智能道钉原理框图。
图3为本实用新型实施例1中的多功能车载卡/盒原理框图图4为本实用新型用作公路双车道交互式智能道钉及其路网信息系统的实施例2原理框图。
图5为本实用新型用作铁路单车道交互式智能道钉及其路网信息系统的实施例3原理框图。
图6为本实用新型用作公路双车道无线通讯型交互式智能道钉及其路网信息系统的实施例4原理框图。
具体实施方式
实施例1如图1为公路单车道交互式智能道钉及其路网信息系统，它由一体化地埋式或贴装式交互式智能道钉(3)、控制器(1)、互联通讯电缆线(4)、采用LonWorks现场总线技术的现场总线(6)、车辆(7)上的多功能车载卡/盒(5)、给每组交互式智能道钉(3)和控制器(1)集中供电的太阳能电池组(2)、交通诱导屏/电子标示牌(8)及中心计算机(9)构成，交互式智能道钉(3)以适当的间距(25-50米)布设在道路(11)上，多功能车载卡/盒(5)安放在行驶在道路上的车辆(7)上面，交互式智能道钉(3)之间通过其内嵌的有线或无线数据通讯装置进行直接的或间接的数据通讯联接，交互式智能道钉(3)与其附近驶经或停留的车辆上的多功能车载卡/盒(5)之间通过它们各自内嵌的无线数据通讯装置可进行单/双向信息通讯，每组交互式智能道钉(3)配置的控制器(1)之间通过互联通讯电缆线(4)相联，并与路网中心计算机系统(9)相联接。作为路侧设备的交通诱导屏/电子标示牌(8)的输入/输出信号接口与控制器(1)的I/O接口相联接。交互式智能道钉(3)和多功能车载卡/盒(5)中内嵌的无线通讯模块采用蓝牙技术、nRF技术或其它点对点和点对多点短距离无线通讯技术构建。
如图2为交互式智能道钉工作原理框图，它由用于检测道钉位置附近是否有车辆存在/停留或驶过的车辆探测单元(A、C)、至少一组发光警示单元(D)、用于完成智能道钉之间、智能道钉与网关/控制器/中继器之间或智能道钉与多功能车载卡/盒之间的数据通讯的嵌入式现场总线(G)或无线数据通讯装置单元(F)、用于完成信号采集和控制及数据处理和管理的嵌入式单片机/DSP单元(E)、用来为各单元提供电力的电源单元(B)构成，车辆探测单元由三轴(X、Y、Z)磁阻传感(A)及其信号处理装置(C)构成，发光警示单元(D)由红、黄、绿高亮度发光二极管及其驱动电路构成，车辆探测单元的磁映像信号输出端、发光警示单元的控制端及嵌入式现场通讯总线或无线数据通讯装置单元的数据输入/输出/控制端口分别与其内嵌的单片机的相应数据端口相连，交互式智能道钉中的嵌入式现场总线或无线数据通讯装置单元构成交互式智能道钉之间的数据通讯互联，发光警示单元根据需要设置有定向透光聚光罩外壳，交互式智能道钉呈一体式结构，贴装在路面车道上，有线调制/集中供电式的电源单元为道钉各电路提供电力，交互式智能道钉设有可识别的地址码。交互式智能道钉的各功能单元可根据需要进行模块集成，或采用混合信号单片机集成电路，或采用内置有有线/无线通讯单元、增益可程控的模拟信号放大器、A/D数模转换器、信号驱动器等功能单元的单片机/DSP，或采用专门设计的集成电路/模块以提高交互式智能道钉的集成化水平和其技性能水平。
如图3为多功能车载卡/盒工作原理框图，它由多彩LED警示单元(K)、图文显示单元(N)、音频输出/扬声单元(I)、操作键(L)、I/O接口单元(J)、无线数据通讯装置(W)、嵌入式单片机/DSP单元(M)、电源装置(H)构成，多彩LED警示单元(K)的控制端、图文显示单元(N)的数据和控制端口、音频输出/扬声单元(I)的输入端口、操作键(L)的数据线、I/O接口单元(J)的数据线、无线数据通讯装置(W)的数据和控制端口分别与其嵌入式单片机单元(M)的相应数据、输入/输出端口相连，多功能车载卡/盒中的无线数据通讯装置(W)与其附近的设置在道路上的交互式智能道钉中的无线数据通讯装置构成无线单/双向数据通讯联接，为多功能车载卡/盒中的各电路提供电源的电源装置采用车载电源供电装置，多功能车载卡/盒为不可识别的通用型。多功能车载卡/盒的各功能单元可根据需要进行模块集成，或采用混合信号单片机集成电路，或采用内置有无线通讯单元、增益可程控的模拟信号放大器、D/A数模转换器、信号驱动器、LCD显示屏驱动、大容量存储器等功能单元的单片机/DSP，或采用专门设计的集成电路/模块以提高多功能车载卡/盒的集成化水平和其技性能水平。
系统工作流程表述如下两辆车(包括停靠或正在行驶的车辆)之间的距离小于50米时，此路段上的交互式智能道钉的红灯闪烁；车辆后方的交互式智能道钉与车辆之间的距离在50-100米时，此路段上的车辆探测警示器黄灯闪烁警示；车辆后方的车辆探测警示器与车辆之间的距离在100-200米时，此路段上的车辆探测警示器绿灯闪烁提示；车辆后方的车辆探测警示器与车辆之间的距离在200米以外时，此路段上的车辆探测警示器不亮；若车辆逆行行驶，则车辆前方100米以内的车辆探测警示器的红灯长亮警示。
多功能车载卡/盒(5)可实时接收交互式智能道钉及其路网信息系统发布的路况信息，并在图文屏上显示相应诱导信息，便于驾驶人员及时调整出行时间和路线；当车辆前方50米以内有车辆存在时，车载卡/盒(5)输出声、光、图文警示，当车辆前方相距较近的车辆发生紧急刹车时，车载卡/盒(5)输出紧急报警或发出主动刹车控制信号，强制本车辆减速或提前处理驾驶操作，减少追尾事故的发生。
实施例2
如图4为公路双车道交互式智能道钉及其路网信息系统，它与实施例1的不同之处在于，公路为同向双车道，每个车道上均布设交互式智能道钉，为车辆配置的多功能车载卡/盒为可识别型，路网信息系统可根据道钉与多功能车载卡/盒之间的信息编码通讯，来识别不同车道上的接收信息来源或信息发布对象，工作流程与实施例1相似，除具有实施例1的系统功能外，道钉与多功能车载卡/盒之间还可一对一进行问/答对话，系统也可对车辆进行搜索、定位等。
实施例3如图5为铁路单车道交互式智能道钉及其路网信息系统，它由一体化道路侧装式交互式智能道钉(12)、控制器(15)、互联通讯电缆线(13)、采用LonWorks现场总线技术的现场总线(14)、列车上的多功能车载卡/盒、输入/输出控制信号接口模块(11)、交通信号灯(16)及中心计算机(17)构成，交互式智能道钉(12)以适当的间距(200-300米)布设在道路(18)一侧，控制器(15)上设有两路现场总线，用双绞线作为现场总线(14)通讯传输媒介，并给交互式智能道钉(12)、I/O模块(11)供电，两路现场总线铁路相反方向敷设，路段交通信号灯(16)接驳于控制器(15)上的I/O控制接口上和现场总线上的I/O模块(11)上，控制器(15)和中心计算机(17)通过一太网互联通讯电缆线(13)相联。
两辆列车之间的距离小于500米时，此路段上的交互式智能道钉或交通指挥信号灯的红灯闪烁；列车后方的交互式智能道钉与该列车之间的距离在500-1000米时，此路段上的交互式智能道钉或交通指挥信号灯的黄灯闪烁，列车后方的交互式智能道钉与该列车之间的距离大于1000米时，此路段上的交互式智能道钉或交通指挥信号灯的绿灯闪烁，列车后方的交互式智能道钉与车辆之间的距离在2000米以外时，此路段上的交互式智能道钉或交通指挥系统无灯光闪烁，若列车前方无列车或列车相距较远、路况适合列车高速行驶，则列车前方500米以内的交互式智能道钉或交通指挥信号灯的的绿灯闪烁提示；系统设有列车逆行、错道/错误行驶、违章停车智能报警；列车前方1000米处的铁路、公路交叉路口预警、门禁智能控制；系统可提供设定路段的列车流量数据、列车所处位置、设定路段的路况实时监控信息、系统故障诊断/容错/报警、列车调度、道叉监控/控制、自动化信息管理和事件应急处理等。
列车上的多功能车载卡/盒可实时接收交互式智能道钉及其路网信息系统发布的路况信息，并在图文屏上显示相应辅助操作信息；当车辆前方1000米以内有车辆存在时，车载卡/盒输出声、光、图文警示，当车辆前方相距较近的列车发生紧急刹车时，车载卡/盒输出紧急报警或发出主动刹车控制信号，强制本列车减速或提前处理驾驶操作，减少追尾事故的发生。
该系统可有效警示列车驾驶人员避免追尾事故、列车错行、道岔执行错误及公路铁路交叉口交通事故的发生，较有效地提高铁路的运行效率和运输能力。
实施例4如图6为公路双车道无线通讯型交互式智能道钉及其路网信息系统，它由地埋式无线通讯交互式智能道钉(22)、无线网关(24)和其互联通讯电缆(23)及多功能车载卡/盒构成，无线通讯交互式智能道钉(22)埋设于车道的路中央，其上的发光警示器露出路面或与路面处于同一平面，每个无线通讯交互式智能道钉(22)按间隔25-50米设置，多功能车载卡/盒安放于行驶在道路上的车辆上。交互式智能道钉(22)之间、交互式智能道钉(22)与多功能车载卡/盒之间的通讯共用它们内部的嵌入式短距离无线数据通讯单元，如基于Bluetooth技术或nRF技术的点对点、点对多点的网络无线数据通讯模块均可用作嵌入式短距离无线数据通讯单元。交互式智能道钉(22)由其本身设置的太阳能电池组提供电源。
两辆车(包括停靠或正在行驶的车辆)之间的距离小于50米时，此路段上的交互式智能道钉的红灯闪烁；车辆后方的交互式智能道钉与车辆之间的距离在50-100米时，此路段上的交互式智能道钉的黄灯闪烁警示；车辆后方的交互式智能道钉与车辆之间的距离在100-200米时，此路段上的交互式智能道钉的绿灯闪烁提示；车辆后方的交互式智能道钉与车辆之间的距离在200米以外时，此路段上的交互式智能道钉不亮；若车辆逆行行驶，则车辆前方100米以内的交互式智能道钉的红灯长亮警示。
多功能车载卡/盒可实时接收交互式智能道钉及其路网信息系统发布的路况信息，并在图文屏上显示相应诱导信息，便于驾驶人员及时调整出行时间和路线；当车辆前方50米以内有车辆存在时，车载卡/盒输出声、光、图文警示，当车辆前方相距较近的车辆发生紧急刹车时，车载卡/盒输出紧急报警或发出主动刹车控制信号，强制本车辆减速或提前处理驾驶操作，减少追尾事故的发生。
权利要求1.一种交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，它由至少一组交互式智能道钉、多功能车载卡/盒构成，交互式智能道钉以适当的间距布设在道路上、道路路侧或泊车位置处，多功能车载卡/盒安放在车辆上，交互式智能道钉之间通过其内嵌的有线或无线数据通讯装置进行直接的或间接的数据通讯联接，交互式智能道钉与其附近驶经或停留的车辆上的多功能车载卡/盒之间可通过它们各自内嵌的无线数据通讯装置进行单/双向信息通讯。
2.如权利要求1所述的交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，每组交互式智能道钉设置相配的网关/控制器/中继器，它们组成互联通讯/局域网系统，网关/控制器/中继器之间通过相应的数据通讯媒介进行有线或无线数据通讯联接，该通讯联接可接驳路网中心计算机系统、路侧设备或输入/输出控制信号接口模块，路网中心计算机通过相应的互联媒介与相应的网关/控制器/中继器、指定的交互式智能道钉及其附近的多功能车载卡/盒构成信息发布或信息采集联接。
3.如权利要求1或2所述的交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，所述的交互式智能道钉由用于检测道钉位置附近是否有车辆存在或驶过的车辆探测单元、至少一组发光警示单元、用于完成智能道钉之间、智能道钉与网关/控制器/中继器之间或智能道钉与多功能车载卡/盒之间的数据通讯的嵌入式现场总线或无线数据通讯装置单元、用于完成信号采集和控制及数据处理和管理的嵌入式单片机/DSP单元、用来为各单元提供电力的电源单元以及外壳构成，车辆探测单元由至少一轴磁阻传感及其磁映像信号处理装置构成，发光警示单元由单/多色半导体发光元件、高亮度发光二极管或彩灯及其驱动电路构成，车辆探测单元的磁映像信号输出端、发光警示单元的控制端及嵌入式现场通讯总线或无线数据通讯装置单元的数据输入/输出/控制端口分别与其内嵌的单片机/DSP单元的相应数据端口相连，交互式智能道钉中的嵌入式现场总线或无线数据通讯装置单元构成交互式智能道钉之间的数据通讯互联，发光警示单元根据需要设置有定向聚光罩/透光外壳，交互式智能道钉呈一体式结构或者发光警示单元与交互式智能道钉本体呈分体式结构，并且交互式智能道钉可根据需要制作成道路侧装式、路面贴装式或地埋式，路面贴装式或地埋式分为单车道型和双车道型，电源单元由有线调制/集中供电式的解调/稳压电路或由太阳能电池组分立/集中供电组件构成，交互式智能道钉设有可识别的地址码或区分码。
4.如权利要求1或2所述的交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，所述的多功能车载卡/盒由多彩LED警示单元、图文显示单元、音频输出/扬声单元、操作键、I/O接口单元、无线数据通讯装置、嵌入式单片机/DSP单元、电源装置及外壳构成，多彩LED警示单元的控制端、图文显示单元的数据和控制端口、音频输出/扬声单元的输入端口、操作键的数据线、I/O接口单元的数据线以及无线数据通讯装置的数据和控制端口分别与其嵌入式单片机/DSP单元的相应数据、输入/输出端口相连，多功能车载卡/盒中的无线数据通讯装置与其附近的设置在道路上的交互式智能道钉中的无线数据通讯装置构成无线单/双向数据通讯联接，为多功能车载卡/盒中的各电路提供电源的电源装置采用电池组件、太阳能电池组件或车载电源供电装置，多功能车载卡/盒分设有编码的可识别型和不可识别的通用型。
5.如权利要求1或2所述的交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，所述的用于建立或扩展路网信息系统的网关/控制器/中继器之间、网关/控制器/中继器与中心计算机之间、网关/控制器/中继器与交互式智能道钉之间的数据通讯媒介为有线/无线工业总线、CDMA/GPRS移动通讯、宽带互联网、以太网、专业局域网、微波通讯或混合互联通讯媒介，现场总线传输媒介可分别根据需要采用双绞线、供电电源线调制/解调、电缆、光缆、射频或复合异质媒介，有线或无线通讯体制可呈独立、混合或集成型制，网关/控制器/中继器设有地址编码或区分码。
6.如权利要求1或2所述的交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，所述的交互式智能道钉和多功能车载卡/盒中的嵌入式无线数据通讯装置构建其二者之间的数据通讯联接，相距较近的交互式智能道钉和多功能车载卡/盒之间可进行数据通讯。
7.如权利要求1或2所述的交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，所述的交互式智能道钉中的嵌入式无线数据通讯装置还可为交互式智能道钉之间的数据通讯提供点对点功能或点对多点功能的无线数据通讯联接，相应网关/控制器/中继器下辖的交互式智能道钉之间呈链式或接力式网络信息传递方式。
8.如权利要求1或2所述的交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，所述的交互式智能道钉之间的数据通讯或由交互式智能道钉中的嵌入式现场总线提供数据通讯联接。
9.如权利要求1或2所述的交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，所述的输入/输出控制信号接口模块为开关量输入/输出接口模块、模拟量输入/输出接口模块、音/视频/图文信息输入/输出接口模块、触点输入/输出接口模块或通用串/并行接口模块，输入/输出控制信号接口模块可接驳传感器、挡杆机、门控系统、收费系统、照明系统、扬声器、交通诱导屏/电子标示牌、交通信号灯系统、控制开关/按钮/键盘、路段交通状况的天气/路况/能见度检测传感装置，还可接驳信号变送/调制/解调器、执行机构、车型/车牌识别装置、电子身份证无接触识别装置、车辆称重装置或相应的应急联动系统。
10.如权利要求1或2所述的交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，所述的多功能车载卡/盒的I/O接口单元可根据辅助驾驶的需要接驳到车辆控制器上相应的控制端口上，多功能车载卡/盒中根据路网收费系统或车辆识别的需要设有IC卡装置或射频卡装置，多功能车载卡/盒中根据需要还设有GPS卫星定位装置/防盗装置/电子地图诱导和定位装置以及相配合的触摸屏操作和手写输入装置，其信息或控制输出端与车载卡/盒中的嵌入式单片机/DSP单元的相应数据、输入/输出端口相连。
专利摘要一种交互式智能道钉及其路网信息系统，其特征在于，它由至少一组交互式智能道钉、多功能车载卡/盒构成，交互式智能道钉以适当的间距布设在道路上、道路路侧或泊车位置处，多功能车载卡/盒安放在车辆上，交互式智能道钉之间通过其内嵌的有线或无线数据通讯装置进行直接的或间接的数据通讯联接，交互式智能道钉与其附近驶经或停留的车辆上的多功能车载卡/盒之间通过它们各自内嵌的无线数据通讯装置可进行单/双向信息通讯。本实用新型具有功能多、智能化信息化水平高、性能可靠、系统造价低、安装方便等优点，而且系统维修和扩展容易，可在全天候气象条件下应用。
文档编号B61L23/00GK2906786SQ20062003189
公开日2007年5月30日 申请日期2006年5月9日 优先权日2006年5月9日
发明者林贵生 申请人:林贵生