专利名称：车辆速度管理系统及监控方法
技术领域：
本发明涉及车辆速度管理系统及监控方法，属车辆速度管理系统及监控方法。
背景技术：
目前行驶中的车辆速度由驾驶人员直接控制。如果每个驾驶人员都能按道路交通管理的要求限制车辆速度，则可以有效降低交通事故数量和损失。但是总有个别驾驶人员不顾自己及他人的安全，只按自己的意愿控制车速，有的特别喜欢超速行驶，以至造成交通事故。
这样交通管理部门就要采取对策使驾驶人员按要求控制车速。主要方法是检测行驶中的车辆速度，对违规车辆进行处罚用以警告驾驶人员自觉地按要求控制车速。这种方法对检测不到车速的地段以及不顾处罚的驾驶人员效果不太理想。
交通管理部门其它限制车辆速度的方法还有设置障碍物(如减速道板)，使快速行驶车辆剧烈颠簸，以迫使车辆降速。但这样做也使正常行驶的车辆发生振动，造成车中人员不舒适。
本发明对车速管理的方法变事后查处为事先主动干预，不仅可以用于道路交通，也可以用于单位、小区等内部的车速控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种供道路管理部门对所辖区域内的行驶车辆的行驶速度进行实时监控，并控制其车速的管理系统及监控方法，以便提高行驶车辆的安全性，减少人员伤亡和财物损失。
实现上述目的的车辆速度管理系统及监控方法，其系统的构成包括在需要限制车速路段的始端和末端分别设置发射器或者带有车速限制信息的载体，在车辆上安装车速控制系统，三者通过无线通信相互联系。
所述发射器包括车速限定值的数字信号发生器和发射功率控制电路分别连于数字信号调制发射电路输入端，数字信号调制发射电路输出端与发射天线相连。
所述车速控制系统包括控制系统的输入端分别连于车速检测器和接收器或读取器，控制系统的输出端分别与显示器和控制车速的机械系统相连。其中控制系统采用微处理器或数字电路，接收器包括接收天线和数字调制信号的解调电路。
本系统的监控方法，包括以下步骤
1)道路管理部门对各种类型车辆在需要限速的区间路段上的行驶速度限制信息进行编码；2)道路管理部门利用发射器将步骤1中的信息编码发给进入路段区间的车辆；3)道路管理部门将步骤1中的限速信息编码写入信息载体，由进入限速路段的车辆读取；4)行驶中的车辆接收到步骤2中的发射器所发出的限速信息后，将所接收的信息所反映的车速限制值通知车内的控制系统；5)行驶中的车辆读取步骤3中的信息载体所携带的信息，并将所接收的信息所反映的车速限制值通知车内的车速控制系统。
6)车辆内的车速控制系统根据步骤4或步骤5所得到的车辆行驶速度限制要求，自动控制车速，保证不超过车速限制范围。
四
图1采用遥控技术的车辆速度管理系统示意图。图中标号名称S为车速限制值的发射器，R1为相应的接收器，实线箭头为车辆行驶方向，虚线箭头为遥控发射器命令发射方向。
图2对应于采用遥控技术的车辆中的车速控制系统示意图。图中标号名称R为命令接收器。
图3采用识别技术的车辆速度管理系统示意图。图中标号名称C为带有车速限制信息的载体(如磁卡)，R1为相应的读取器，实线箭头为车辆行驶方向，虚线箭头为R1读取信息时的收发信号方向。
图4对应于采用识别技术的车辆中的车速控制系统示意图。图中标号名称R1为载体信息读取器。
图5为控制系统采用微处理器时，微处理器内的程序框图举例。
图6为具体实施方案举例的车速限制值的发送器。
五具体实施例方式
如果采用遥控技术，本发明的整个系统如图1所示。设在路段AB之间需要对沿A到B方向行驶的车辆进行限速。在车辆快到A点的地方设置一个遥控发射器S，它向要进入AB段行驶的车辆发出车速限制控制命令，行驶的车辆上装有能接收这个控制命令的接收器。车辆根据接收到的控制命令自动设置行驶速度的限制值。车辆上安装的控制系统对车速进行控制，保证车辆不超速行驶。当车辆行驶到B点，B点前的遥控发射器S向车辆发出下一路段的车速限制命令。
对应于采用遥控技术，车辆中的车速控制系统如图2所示。接收器接收道路管理系统所发出的车速限制命令，它将这个命令传给控制系统。控制系统保存这个限制要求，将控制命令中的车速送给显示器显示，以提示驾驶人员，并可以用以检查接收器是否正常工作。显示器不是必须的，但建议安装。车速检测器监测车辆行驶速度，测量结果送给控制系统。控制系统采用适当的控制策略保证不超速行驶，如自动熄火甚至刹车。
如果采用识别技术，本发明的整个系统如图3所示。设在路段AB之间需要对沿A到B方向行驶的车辆进行限速。在车辆快到A点的地方设置一个带有限制车速信息的载体C，如磁卡，行驶的车辆上装有读取这个载体信息的读取器R1。读取器对外不断发射信号，根据反射回的信号判断有无上述信息载体，如果有，则读取载体中的车速限制信息。车辆根据读取的信息自动设置行驶速度上限。同样，车辆上安装的控制系统保证车辆不超速行驶。
对应于采用识别技术，车辆中的车速控制系统如图4所示。它与图2所示的系统区别在于R1为信息读取器而不是图2中的命令接收器。
在同一个路段中，可能对不同类型的车辆有不同的车速限制要求，如轿车、卡车等的车速限制要求不一样。上述的遥控命令或载体信息要含有所有类型车辆的车速限制要求。不同类型的车辆，可以用代码区别。
下面列举两个具体的实施方式方式1对各种车辆进行分类，如轿车、客车、卡车等。给不同车辆的类型进行编码，即用不同的符号或代码表示不同的车辆类型。道路管理部门制定具体路段中不同类型车辆的车速限制值，并按一定的格式对各种类型的车辆及其限速信息进行编码。按图1所示，在车辆进入限速路段前设置一个遥控发射器S，它向进入下一路段的车辆发射信号，所发射的信号为带有上述编码的车辆和限速信息的波形。例如，如果采用无线发射器，它可以通过调制将上述信息加载到电磁载波上。发射器所发的信息可以是事先固定在发射器电路中，也可以采用联网方式通过网络设置发射器所发的车速限制值，联网方式可以根据实际情况改变车速限制值。行驶的车辆采用图2所示的结构，其上的接收器R与发射器S相匹配，它能接收到发射器S所发出的信号，并能正确恢复信号中的车辆限速信息。例如，对应无线遥控技术，接收通过解调方法恢复信号所反映的车辆限速信息。车辆中的接收器将恢复到的信息传给车中的控制系统，控制系统从信息中找到自身类型的速度限制值。控制系统根据车速检速器测量的车辆行驶速度值以及所接收的车速限制值，判断车辆是否会超速。如果车速超出限制范围，控制系统产生控制信号使机械系统调整车速，如熄火、改变油门大小等。例如，控制系统可以采用微处理器，微处理器内的程序判断车速是否超出限制范围，如果车速在限制范围内，则不产生干涉机械系统工作的控制信号，如果车速超出限制范围，则产生控制信号使机械系统调整车速，直到车速回到限制范围内为止。
方式2对不同类型车辆的分类及相应车速限制的编码与方式1相同。按图3所示，在车辆进入限速路段前设置一个信息载体C，它带有各类型车辆的限速信息。例如，信息载体可以采用IC卡。行驶的车辆采用图4所示的结构，其上的读取器R能读取上述信息载体C中的信息，并能正确恢复其中的车辆限速信息。例如，如果信息载体为IC卡，则读取器R1为相应的读卡器。车辆中的读取器将恢复到的信息传给车中的控制系统。控制系统及车中的其它部分的工作同方式1。
具体实施方式
举例采用实施方式1，即遥控方式。车速限定值的发送器如图6所示。它由4部分组成，车速限定值的数字信号产生器、FSK信号发射电路、发射天线和发射功率控制电路。其中车速限定值的数字信号产生器将各种车型的车速限定值的编码变成串行信号，提供给FSK信号发射电路。其中车速的限定值可以通过串行口从计算机取得，也可以通过键盘操作由人工设置。FSK信号发射电路采用AT86RF211芯片，它是一个片上系统，这里利用它的FSK信号调制功能，完成用输入的串行数字信号对载波信号的FSK调制，并将所得到的FSK信号输出给发射天线，由发射天线发射给行驶的受控车辆。由于道路宽度不一，发送器的功率需要根据道路宽度调节。如果道路较窄而发送器的发射信号功率大，发射信号超出受控路宽，则浪费电源功率；如果道路较宽而发送器的发射信号功率小则可能出现部分路面的车辆接受不到控制信号。AT86RF211芯片的信号输出功率可以进行8级数字调节，发射功率控制电路接受使用人员的功率控制输入指令，把它变成控制信号提供给AT86RF211芯片，调节发射信号功率。
车辆系统中的接收器由接收天线、FSK解调电路组成。FSK解调电路也采用AT86RF211芯片，利用它的解调功能，恢复发送器中的车辆限制值编码的数字信号，提供给控制系统。
控制系统采用车辆的电控单元。在一般的车辆电控单元的功能基础上，增加本发明中车速的受限功能，如图5所示的微处理器软件程序流程框图。它对车辆车速的控制通过机械系统完成，机械系统中的电磁阀控制液压控制阀完成车速换档变速的任务。
权利要求
1.一种车辆速度管理系统，其特征在于，在需要限制车速路段的始端和末端分别设置发射器或者带有车速限制信息的载体，在车辆上安装车速控制系统，三者通过无线通信相互联系。
2.根据权利要求1所述的车辆速度管理系统，其特征在于，发射器包括车速限定值的数字信号发生器和发射功率控制电路分别连于数字信号调制发射电路输入端，数字信号调制发射电路输出端与发射天线相连。
3.根据权利要求1或2所述的车辆速度管理系统，其特征在于，车速控制系统包括控制系统的输入端分别连于车速检测器和接收器或读取器，控制系统的输出端分别与显示器和控制车速的机械系统相连。
4.一种车辆速度管理系统的监控方法，其特征在于，采用以下步骤1)道路管理部门对各种类型车辆在需要限速的区间路段上的行驶速度限制信息进行编码；2)道路管理部门利用发射器将步骤1中的信息编码发射给向进入路段区间的车辆；3)道路管理部门将步骤1中的信息编码写入信息载体，由进入路段区间的车辆读取；4)行驶中的车辆接收步骤2中的发射器所发出的信息，并将所接收的信息所反映的车速限制值通知车内的控制系统；5)行驶中的车辆读取步骤3中的信息载体所携带的信息，并将所接收的信息所反映的车速限制值通知车内的控制系统；6)车辆内的控制系统根据步骤4或步骤5所得到的车辆行驶速度限制要求，自动控制车速，保证不超过车速限制范围。
全文摘要
一种车辆速度管理系统及监控方法，属车辆速度管理系统及监控方法，其系统包括在需要限制车速路段的始端和末端分别设置发射器或者带有车速限制信息的载体，在车辆上安装车速控制系统，三者通过无线通信相互联系。利用软件或硬件方法实现对车辆行驶速度的监控和管理。其监控方法包括对车辆的行驶速度限制信号进行编码，将该编码发送给车辆，或写入载体供车辆读取，车辆得到限速信息后，将车速限定值通知车速控制系统，行驶车辆得到限速要求后，自动控制车速。本发明改变对车速的事后监测管理为主动预先控制，可以有效降低超速现象，减少车祸。
文档编号G08G1/00GK1787032SQ20051012309
公开日2006年6月14日 申请日期2005年12月15日 优先权日2005年12月15日
发明者方晖, 陈启美 申请人:南京大学