基于专用短程通信的拥堵检测装置及方法与流程

本发明涉及智能交通系统和车联网领域，具体地，涉及一种基于专用短程通信(dsrc,dedicatedshortrangecommunications)的拥堵检测装置及方法。

背景技术：

随着我国交通事业的飞速发展，机动车保有量激增，我国道路拥堵状况特别是大城市的道路拥堵状况日益严重，对城市交通管理造成的压力愈来愈大。道路拥堵问题已成为制约经济发展，降低人民生活幸福感水平的因素之一。

目前交通拥堵检测的方法主要有：①线圈检测法，②浮动车检测法，③视频监控检测法。线圈检测系统安装时需要破坏路面施工，若进行大规模应用成本较高，使用寿命有限，在高速上进行维修替换不便。浮动车数据是通过获取分布在城市各处的动态车辆位置信息回传至数据处理中心，再在数据处理中心进行深入加工处理获得。缺点是对于城市上万辆的出租车的车载gps回传动态位置信息给处理中心的成本太大，而且对每辆车的gps信息的回传数据的准确性要求很高，操作不便。对于视频检测法，由于视频分辨率的提高，对图像处理的要求加大，对处理系统造成很大的压力。此外在高速公路的场景下，摄像头能够检测的范围有限，故为了有效检测拥堵或其他交通事故，摄像头布置的数量会变得非常多，从而导致检测成本的上升。

经检索，如中国专利公开号为cn104680819a，该发明一种道路防拥堵方法及其系统，包括：建立连接；平台预设第一采集区域范围、第二采集区域范围、车速采集时间段值、车辆数值、畅通车速和缓慢车速的第一界限值、及缓慢车速和拥堵车速的第二界限值；检测判断车速及位置信息，并将车速及位置信息上传至平台；平台检测分析车速采集时间段值内，经第一采集区域的第一车载终端数值，经第二采集区域的第二车载终端数值，并根据分析结果生成指令，及判断道路拥堵状况，并将指令及判断结果传送至及交通灯端和车载终端；终端显示道路拥堵状况；交通灯端根据该指令，调节通行方向。但是该专利中将在各采集区域中采集的信息传回平台的成本太大，而且对每辆车的位置信息的回传数据的准确性要求很高。若传回的位置信息有误差，将导致平台生成错误指令，加剧道路拥堵现象。

在我国，dsrc技术常被用于电子不停车收费(etc)系统中，但目前尚未出现基于dsrc的前方拥堵检测系统。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于专用短程通信的前方拥堵检测装置及方法，可准确获得拥堵信息，满足交通监控的需求，符合车路协同的技术发展趋势。

根据本发明的一个方面，提供一种基于专用短程通信的前方拥堵检测装置，包括安装在车辆上的车载单元，所述车载单元包括第一数据处理模块，第一dsrc通信收发模块，第一gps模块，自车信息采集模块和hmi模块；其中：

第一gps模块，用于获取自车的位置与行驶方向等信息，并传输给第一数据处理模块；

自车信息采集模块，用于获得自车的行驶状态信息，并传输给第一数据处理模块；

第一数据处理模块，接受第一gps模块和自车信息采集模块采集的自车信息，并接受第一dsrc通信收发模块传来的其他车辆信息，经过对拥堵信息的综合分析，将信息发给第一dsrc通信收发模块令其广播，并触发hmi模板的提醒功能；

第一dsrc通信收发模块，用于接收车辆的行驶状态信息与路况信息，传输给第一数据处理模板，并将第一数据处理模块发来的车辆的行驶状态信息与路况信息进行广播；

hmi模块，接受第一数据处理模块传来的拥堵信息进行显示，同时进行提醒。

根据本发明的第二方面，提供另一种基于专用短程通信的拥堵检测装置，包括安装在交叉口的路侧单元，所述路侧单元包括第二数据处理模块，第二dsrc通信收发模块，第二gps模块和通信模块；其中：

第二gps模块，用于获取该路侧单元的位置信息，传输给第二数据处理模板；

第二数据处理模块，接受第二dsrc通信收发模块传来的拥堵信息，进行数据处理后发送给通信模块，或接受通信模块发来的拥堵信息，进行数据处理后发给第二dsrc通信收发模块进行广播；

第二dsrc通信收发模块，用于获取车辆的行驶状态信息与路况信息，传输给第二数据处理模板，并将第二数据处理模块发来的车辆的行驶状态信息与路况信息进行广播；

通信模块，用于将第二数据处理模块传到的拥堵信息发送至交通管理中心，或接收由交通控制中心下发的检测到的拥堵信息，并发给第二数据处理模块。

根据本发明的第三方面，提供另一种基于专用短程通信的拥堵检测装置，包括上述的安装在车辆上的车载单元，以及上述的安装在交叉口的路侧单元，这两个单元通过彼此的dsrc通信收发模块进行信息交互，即：第二dsrc通信收发模块，用于接收车载单元中第一dsrc通信收发模块传来的车辆的行驶状态信息与路况信息，传输给第二数据处理模板，并将第二数据处理模块发来的车辆的行驶状态信息与路况信息进行广播。

根据本发明第四方面，基于上述装置，提供一种基于专用短程通信的拥堵检测方法，包括：

远车在行驶过程中，从自车信息采集模块采集自车当前的速度传给第一数据处理模块判断拥堵程度，从第一gps模块采集当前车辆位置、行驶方向再传到第一数据处理模块，将拥堵程度、车辆位置、行驶方向车辆id信息在第一数据处理模块打包，传到第一dsrc通信收发模块进行广播；

中继车在行驶过程中，第一dsrc通信收发模块收到来自远车的关于拥堵程度信息，传给第一数据处理模块，第一gps模块采集中继车的位置和行驶方向信息，传给第一数据处理模块；若判断接收到信息来自对向远车，则第一数据处理模块判断车辆速度是否为慢行或拥堵，若接收到的车辆速度为慢行或拥堵，则记录下慢行或拥堵队长的起始位置和中止位置，并记录下有多少慢行或拥堵排队车辆，若记录的排队车辆数目达到道路慢行或拥堵的车辆数，则第一数据处理模块将拥堵起止点位置和拥堵程度打包成拥堵信息，发送给第一dsrc通信收发模块，再由第一dsrc通信收发模块进行广播；与远车同向的主车的第一dsrc通信收发模块接收到来自中继车广播的拥堵信息，传递给第一数据处理模块，触发前方拥堵提醒功能，传递给hmi模块，在显示屏上显示拥堵信息，并进行相应的语音提醒。

根据本发明第五方面，基于上述装置，提供一种基于专用短程通信的拥堵检测方法：所述路侧单元的通信模块接收到交通管理中心传来的附近路段的拥堵信息，传递至第二数据处理模块进行处理打包，再传给第二dsrc通信收发模块进行广播。

根据本发明第六方面，基于上述装置，提供一种基于专用短程通信的拥堵检测方法，包括：

所述路侧单元的第二dsrc通信收发模块收到来自远车车载单元的第一dsrc通信收发模块广播的拥堵程度信息，传给第二数据处理模块，第二数据处理模块进行判断车辆速度是否为慢行或拥堵，若接收到的车辆速度为慢行或拥堵，则记录下慢行或拥堵队长的起始位置和中止位置，并记录下有多少慢行或拥堵排队车辆，若记录的排队车辆数目达到道路慢行或拥堵的车辆数，则第二数据处理模块将拥堵起止点位置和拥堵程度打包成拥堵信息，发送给第二dsrc通信收发模块和通信模块，再由第二dsrc通信收发模块进行广播，由通信模块发送至交通管理中心。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明用于智能交通领域，利用dsrc技术，实现了车辆之间、车辆与道路之间的互联互通。与现有技术其他通信方式相比，dsrc通信技术用时更短，成本更低，传输信息更为准确，且基础设备的安装更方便。通过车载单元与路侧单元的信息交互，可检测多种交通流，能够实现前方拥堵的检测，迅速将事故信息上报至交管局，对后方驾驶员进行拥堵提醒，从而避免更大规模的交通拥堵。相对于现有技术，本发明检测准确可靠，安装方便，可减少对路面的破坏，检测范围扩大，成本降低。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例中车载单元检测前方拥堵的场景示意图；

图2为本发明一实施例中拥堵检测装置车载单元的结构框图；

图3为本发明一实施例中路侧单元检测前方拥堵的场景示意图；

图4为本发明一实施例中拥堵检测装置路侧单元的结构框图；

图5为本发明一实施例中车载单元和路侧单元整体结构框图；

图中标号说明：

100为车载单元，110为数据处理模块，120为dsrc通信收发模块，130为gps模块，140为自车信息采集模块，150为hmi模块，200为路侧单元，210数据处理模块，220为dsrc通信收发模块，230为gps模块，240为通信模块。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

场景如图1所示，一种前方拥堵检测装置的车载单元100，如图2所示，所述车载单元100包括：第一数据处理模块110，第一dsrc通信收发模块120，第一gps模块130，自车信息采集模块140和hmi模块150。

第一gps模块130，与第一数据处理模块110相连，用于获取自车的位置与行驶方向等信息，并传输给第一数据处理模块；

自车信息采集模块140，与第一数据处理模块110相连，用于获得自车的行驶状态信息，包括行驶速度、加速度等信息，并传输给第一数据处理模块；

第一数据处理模块110，与其他模块相连，接受第一gps模块和自车信息采集模块采集的自车信息，并接受第一dsrc通信收发模块传来的其他车辆信息，经过对拥堵信息的综合分析，将信息发给第一dsrc通信收发模块令其广播，并触发hmi模板的提醒功能；还可以用于数据的处理与运算，可记录拥堵的起始位置，计算有多少拥堵车辆等信息。

第一dsrc通信收发模块120，与第一数据处理模块110相连，用于接收车辆的行驶状态信息与路况信息，传输给第一数据处理模板，并将第一数据处理模块发来的车辆的行驶状态信息与路况信息进行广播；

hmi模块150，与第一数据处理模块110相连，接受第一数据处理模块传来的拥堵信息进行显示，同时进行语音提醒。

基于上述系统，还提供一种车载单元进行前方拥堵检测的方法。

在介绍检测拥堵的方法前，先介绍本发明用于判断拥堵的标准。由于本发明着眼点在于检测局部道路拥堵，不涉及检测宏观拥堵状况，故只采用根据车辆的速度来判断拥堵程度。如表1表2所示，对于不同级别的道路，当道路上超过一定数目的车辆的平均行驶车速都低于某一车速时，判断道路拥堵状态。

表1

表2

实施例1中车载单元应用前方拥堵检测方法的步骤为：

步骤1.1：远车(remotevehicle,rmv)搭载了前方拥堵检测装置的车载单元100，其在行驶过程中，从自车信息采集模块140采集自车当前的行驶速度。

步骤1.2：远车从第一gps模块130采集当前车辆位置、行驶方向再传到数据处理模块110。

步骤1.3：远车将采集到的车辆行驶速度，传给第一数据处理模块110，数据处理模块110按照表1中不同道路上的速度范围，判断该车目前所处道路的路况拥堵程度为畅通，慢行或是拥堵。

步骤1.4：远车第一数据处理模块110将拥堵程度、车辆位置、行驶方向及车辆id等信息打包。

步骤1.5：远车第一数据处理模块110将上述打包信息传到第一dsrc通信收发模块120进行广播。

步骤2.1：与远车对向的中继车(relayvehicle,rlv)搭载了前方拥堵检测装置的车载单元100，在行驶过程中，第一dsrc通信收发模块120收到来自远车的拥堵程度等信息。

步骤2.2：中继车第一dsrc通信收发模块120传给第一数据处理模块110。

步骤2.3：中继车第一gps模块130采集中继车的位置和行驶方向等信息，传给第一数据处理模块110。

步骤2.4：中继车第一数据处理模块110若判断接收到信息来自对向远车，则第一数据处理模块110依据表1进行判断。若接收到的拥堵程度为慢行或拥堵，则记录下慢行或拥堵队长的起始位置和中止位置，并记录下有多少慢行或拥堵排队车辆，

步骤2.5：中继车第一数据处理模块110依据表2进行判断，若记录的排队车辆数目达到该种道路慢行或拥堵的车辆数，则认为发生拥堵，第一数据处理模块110将拥堵起止点位置和拥堵程度打包成拥堵信息。

步骤2.6：中继车第一数据处理模块110发送给第一dsrc通信收发模块120。

步骤2.7：中继车dsrc通信收发模块120进行广播。

步骤3.1：与远车同向的主车(hostvehicle，hv)搭载了前方拥堵检测装置的车载单元100，其dsrc通信收发模块120接收到来自中继车广播的拥堵信息。

步骤3.2：主车dsrc通信收发模块120传递给第一数据处理模块110。

步骤3.3：主车第一数据处理模块110收到拥堵信息，触发前方拥堵提醒功能。

步骤3.4：主车第一数据处理模块110传递给hmi模块150，在显示屏上显示拥堵信息，并进行相应的语音提醒。

实施例2

场景如图3所示。

本实施例提供一种前方拥堵检测装置的路侧单元200，如图4所示，所述路侧单元200包括：第二数据处理模块210，第二dsrc通信收发模块220，第二gps模块230和常规通信模块240。

第二数据处理模块210，与所有模块相连，用于数据的处理与运算功能，可记录拥堵的起始位置，计算有多少拥堵车辆等信息。

第二dsrc通信收发模块220，与第二数据处理模块210相连，用于接收与发射车辆与路况信息。

第二gps模块230，与第二数据处理模块210相连，用于获取该路侧单元的位置信息。

通信模块240，与第二数据处理模块210相连，可采用3g、4g通信或光纤通信，用于将检测到的拥堵信息发送至交通管理中心或接收由交通控制中心下发的检测到的拥堵信息。

本实施例还提供路侧单元进行前方拥堵检测的方法。

在另一方式中，实施例2中路侧单元也可以采用以下步骤实现前方拥堵检测：

步骤1：路侧单元200的常规通信模块240接收到交通管理中心传来的附近路段的拥堵信息，传递至数据处理中心210进行处理打包。

步骤2：路侧单元200的数据处理中心210将打包好的拥堵信息传给第二dsrc通信收发模块220。

步骤3：路侧单元200的第二dsrc通信收发模块220广播相关道路的拥堵信息。

实施例3

如图5所示，一种基于专用短程通信的拥堵检测装置，包括上述实施例1所述的安装在车辆上的车载单元，以及实施例2所述的安装在交叉口的路侧单元，这两个单元通过彼此的dsrc通信收发模块进行信息交互，即：第二dsrc通信收发模块，用于接收车载单元中第一dsrc通信收发模块传来的车辆的行驶状态信息与路况信息，传输给第二数据处理模板，并将第二数据处理模块发来的车辆的行驶状态信息与路况信息进行广播。

采用实施例3装置进行前方拥堵检测，步骤为：

步骤1：路侧单元200的第二dsrc通信收发模块220收到来自远车车载单元的第一dsrc通信收发模块120广播的拥堵程度等信息，传给第二数据处理模块210。

步骤2：路侧单元200的第二数据处理模块210依据表1进行判断，若接收到的车辆速度为慢行或拥堵，则记录下慢行或拥堵队长的起始位置和中止位置，并记录下有多少慢行或拥堵排队车辆。再依据表2进行判断，若记录的排队车辆数目达到该种道路慢行或拥堵的车辆数，则判断为道路出现慢行或拥堵，第二数据处理模块210将拥堵起止点位置和拥堵程度打包成拥堵信息。

步骤3：路侧单元200的第二数据处理模块210发送给第二dsrc通信收发模块220和常规通信模块240。

步骤4：路侧单元200的dsrc通信收发模块220广播相关拥堵信息。

步骤5：路侧单元200的常规通信模块240发送相关拥堵信息至交通管理中心。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。