一种道路拥堵警示装置的制作方法

本发明属于智能交通设备技术领域，涉及一种道路拥堵警示装置，特别是一种基于车流平均速度的道路拥堵警示装置。

背景技术：
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随着汽车产业的快速发展，交通基础设施的建设应运而生。车辆数目的快速增长和道路设施的不合理规划导致交通拥堵问题越发严重，尤其是在许多大、中型城市，聚集人口较多，交通拥堵已成常态，特别是在上下班高峰期，很多路段容易发生交通拥堵，加上偶发性的交通事故，严重影响人们的出行效率；如何将道路拥堵问题得到缓解或解决，使交通成为城市发展的支撑，从而解决交通发展与城市发展的结构失衡问题已成为各大、中城市的重中之重。中国专利201210488296.7公开了一种路况拥堵提示装置，包括：GPS模块、无线数据通信模块、实际路段交通指数确定模块、语音播放模块和控制器模块，所述控制器模块与GPS模块、无线数据通信模块、实际路段交通指数确定模块和语音播放模块分别连接，根据GPS模块、无线数据通信模块、实际路段交通指数确定模块发出的信息确定确定语音播放模块和GPS模块中播放的路况拥堵提示信息；中国专利201610677634.X公开了一种基于GPS车辆交通状态显示提示系统，包括控制器以及与控制器连接的GPS检测模块、存储模块、语音模块和通信模块，所述通信模块在单位时间内检测车辆运行距离，并将检测到的运行距离与第一距离阀值进行比较，当单位时间内车辆运行距离小于第一距离阀值时，通过语音模块提示交通拥堵，并提供通信模块通知管理系统，GPS定位系统对短距离定位精度不够高，实时更新慢，误差较大。因此，设计一种基于车流平均速度、实时更新速度快、定位精度高的道路拥堵警示装置很有应用前景。

技术实现要素：
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本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提出设计一种道路拥堵警示装置，设置车流平均速度检测单元，根据检测到的数据判断该段道路是否拥堵，以克服现有道路拥堵提示系统结构复杂、提示信息不够准确的缺陷，解决因提示信息不及时或不精准致使道路拥堵，不能得到缓解或解决的问题。

为了实现上述目的，本发明涉及的道路拥堵警示装置，主体结构包括控制单元、数据处理单元、存储单元、车流平均速度检测单元、信号转换单元、显示单元、语音单元、RFID电子标签、RFID基站台、RFID阅读器、多功能显示器和LED指示灯；控制单元为道路拥堵警示装置的控制中心，分别与数据处理单元、存储单元和车流平均速度检测单元电连接，用于接收、处理或发送信息；在每段道路的一侧每间隔50米安装一个RFID基站台，每个RFID基站台设有RFID阅读器，能够阅读50-60米范围内的RFID电子标签信息；内部设有电子芯片的RFID电子标签固定设置在车辆内部，车辆在RFID阅读器的读取范围时，RFID阅读器精确检测车辆路段地址、路段长度、车辆数目、行驶完该路段所用的时间，并将检测到的上述数据传送到数据处理单元；数据处理单元与存储单元电连接；在数据处理单元中计算出加权平均速度；将路段地址、车辆数目、加权平均速度、行驶完该路段需要的时间传送至存储单元，然后数据处理单元删除这些数据信息，为下一次数据处理留出足够的内存空间；车流平均速度检测单元能够获取行驶路段的限行速度，将限行速度智能划分为畅通、缓行和拥堵三个范围；车流平均速度检测单元与存储单元和信号转换单元分别电连接；车流平均速度检测单元从存储单元中读取加权平均速度，根据加权平均速度落入的速度范围，判断道路信息，并将该信息传送到信号转换单元，将相应的信息转换为“畅通、缓行和拥堵”三种信号，根据转换后的信号发送指令到显示单元和语音单元。

本发明涉及的显示单元包括多功能显示器和LED指示灯，多功能显示器与LED指示灯电连接；多功能显示器由LED显示屏制成，用来显示道路时段信息，LED指示灯设置在多功能显示器左侧，用来提示道路拥堵程度；语音单元用来实语音播报路段的拥堵情况；多功能显示器、LED指示灯和语音单元三种提示方式通过控制开关同时运行或选择其任意的一种或两种方式运行。

本发明涉及的控制单元用于接收、处理或发送信息，实现各部件之间的信息传递；数据处理单元用于接收和处理RFID阅读器检测到的数据信息；存储单元用于存储数据处理单元中的数据信息，包括路段地址、车辆数目、加权平均速度、行驶完该路段需要的时间，便于为用户提供需要的信息；车流平均速度检测单元用于判断车流加权平均速度落入的范围，从而得出道路拥堵情况；信号转换单元用于读取车流平均速度检测单元中存储的数据信息，并将读取的信息转换为“畅通”、“缓行”和“拥堵”三种信号，根据转换后的信号发送指令到显示单元和语音单元；显示单元通过多功能显示器和LED指示灯来显示道路拥堵程度；当显示单元接收到信号转换单元传送来的信息为“畅通”时，多功能显示器显示采集的实时道路图像或“道路畅通”文字，LED指示灯显示绿灯；当显示单元接收到信号转换单元传送来的信息为“缓行”时，多功能显示器显示采集的实时道路图像或“道路缓行”文字，LED指示灯显示黄灯；当显示单元接收到信号转换单元传送来的信息为“拥堵”时，多功能显示器显示采集的实时道路图像或“道路拥堵”文字，LED指示灯显示红灯；方便用户直观判断车辆拥堵情况；语音单元用于语音播报提示道路拥堵情况，当接收到信号转换单元传送来的信息为“畅通”时，语音播报“前方道路车流量畅通，可继续行驶”；当接收到信号转换单元传送来的信息为“缓行”时，语音播报“前方道路车辆较多，可慢速行驶”；当接收到信号转换单元传送来的信息为“拥堵”时，语音播报“前方道路拥堵，请参考多功能显示器，选择绕行路段”，多功能显示器从存储器中读取其他道路信息，并显示在多功能显示器上，从而选择驾驶路线。

本发明涉及的车流平均速度检测单元从存储单元中还能够读取车辆数目的信息；涉及的车流平均速度检测单元中智能划分速度范围，其定义限行速度的0-25％为拥堵，25-68％为缓行，68-100％为畅通。

本发明涉及的道路拥堵警示装置，实现拥堵状况警示的工艺过程包括嵌入RFID电子标签、定位、分析与判断、发送指令和路线选择五个步骤：

(1)、嵌入电子标签：将道路的一侧每间隔50米安装一个设有RFID阅读器的RFID基站台，将RFID电子标签固定设置在车辆内部；

(2)、定位：RFID基站台通过无线网络读取车辆内RFID电子标签中的信息，包括车辆路段地址、路段长度、车辆数目、行驶完该路段所用的时间，再依据这些信息进行准确定位车辆的位置信息；

(3)、分析与判断：RFID基站台将步骤(2)中获取的信息传送到数据处理单元，经过数据处理单元的数据加工处理后，得出车辆的加权平均速度，并将数据通过控制单元传送到车流平均速度检测单元中进行判断与分析，当加权平均速度落在限行速度的0-20％时，判断为拥堵，落在限行速度的25-68％时判断为缓行，落在限行速度的68-100％时，判断为畅通；

(4)、发送指令：信号转换单元从车流平均速度检测单元中读取数据信息，并将读取的数据信息转换为“畅通、缓行和拥堵”三种信号，根据转换后的信号发送指令到显示单元和语音单元；

(5)、提示及路线选择：当显示单元接收到信号转换单元传送来的信息为“畅通”时，多功能显示器显示采集的实时道路图像或“道路畅通”文字，LED指示灯显示绿灯；当显示单元接收到信号转换单元传送来的信息为“缓行”时，多功能显示器显示采集的实时道路图像或“道路缓行”文字，LED指示灯显示黄灯；当显示单元接收到信号转换单元传送来的信息为“拥堵”时，多功能显示器显示采集的实时道路图像或“道路拥堵”文字，LED指示灯显示红灯；方便用户直观判断车辆拥堵情况；语音单元用于语音播报提示道路拥堵情况，当接收到信号转换单元传送来的信息为“畅通”时，语音播报“前方道路车流量畅通，可继续行驶”；当接收到信号转换单元传送来的信息为“缓行”时，语音播报“前方道路车辆较多，可慢速行驶”；当接收到信号转换单元传送来的信息为“拥堵”时，语音播报“前方道路拥堵，请参考多功能显示器，选择绕行路段”，多功能显示器从存储器中读取其他道路信息，并显示在多功能显示器上，从而实现驾驶路线的重新选择。

本发明与现有技术相比，采用RFID技术，方便快捷的读取道路相关数据，识别速度快，安全可靠，克服了GPS定位大范围的缺点，使其定位更精确，测量精度高；基于加权平均速度算法，从而减少由于个别车辆带来的不准确信息，减少误差；其结构设计简单，使用方便，成本低，便于应用推广和普及，应用环境友好。

附图说明：

图1是本发明的硬件结构原理示意图。

图2是本发明的整体实施流程原理示意框图。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步说明。

实施例：

本实施例涉及的道路拥堵警示装置，主体结构包括控制单元1、数据处理单元2、存储单元3、车流平均速度检测单元4、信号转换单元5、显示单元6、语音单元7、RFID电子标签8、RFID基站台9、RFID阅读器10、多功能显示器11和LED指示灯12；控制单元1为道路拥堵警示装置的控制中心，分别与数据处理单元2、存储单元3和车流平均速度检测单元4电连接，用于接收、处理或发送信息；在每段道路的一侧每间隔50米安装一个RFID基站台9，每个RFID基站台9设有RFID阅读器10，能够阅读50-60米范围内的RFID电子标签8信息；内部设有电子芯片的RFID电子标签8固定设置在车辆内部，车辆在RFID阅读器10的读取范围时，RFID阅读器10精确检测车辆路段地址、路段长度、车辆数目、行驶完该路段所用的时间，并将检测到的上述数据传送到数据处理单元2；数据处理单元2与存储单元3电连接；在数据处理单元2中计算出加权平均速度；将路段地址、车辆数目、加权平均速度、行驶完该路段需要的时间传送至存储单元3，然后数据处理单元2删除这些数据信息，为下一次数据处理留出足够的内存空间；车流平均速度检测单元4能够获取行驶路段的限行速度，将限行速度智能划分为畅通、缓行和拥堵三个范围；车流平均速度检测单元4与存储单元3和信号转换单元5分别电连接；车流平均速度检测单元4从存储单元3中读取加权平均速度，根据加权平均速度落入的速度范围，判断道路信息，并将该信息传送到信号转换单元5，将相应的信息转换为“畅通、缓行和拥堵”三种信号，根据转换后的信号发送指令到显示单元6和语音单元7。

本实施例涉及的显示单元6包括多功能显示器11和LED指示灯12，多功能显示器11与LED指示灯12电连接；多功能显示器11由LED显示屏制成，用来显示道路时段信息，LED指示灯12设置在多功能显示器11左侧，用来提示道路拥堵程度；语音单元7用来实语音播报路段的拥堵情况；多功能显示器11、LED指示灯12和语音单元7三种提示方式通过控制开关同时运行或选择其任意的一种或两种方式运行。

本实施例涉及的控制单元1用于接收、处理或发送信息，实现各部件之间的信息传递；数据处理单元2用于接收和处理RFID阅读器10检测到的数据信息；存储单元3用于存储数据处理单元中的数据信息，包括路段地址、车辆数目、加权平均速度、行驶完该路段需要的时间，便于为用户提供需要的信息；车流平均速度检测单元4用于判断车流加权平均速度落入的范围，从而得出道路拥堵情况；信号转换单元5用于读取车流平均速度检测单元4中存储的数据信息，并将读取的信息转换为“畅通、缓行和拥堵”三种信号，根据转换后的信号发送指令到显示单元和语音单元；显示单元6通过多功能显示器11和LED指示灯12来显示道路拥堵程度；当显示单元接收到信号转换单元5传送来的信息为“畅通”时，多功能显示器11显示采集的实时道路图像或“道路畅通”文字，LED指示灯12显示绿灯；当显示单元6接收到信号转换单元5传送来的信息为“缓行”时，多功能显示器11显示采集的实时道路图像或“道路缓行”文字，LED指示灯12显示黄灯；当显示单元6接收到信号转换单元5传送来的信息为“拥堵”时，多功能显示器11显示采集的实时道路图像或“道路拥堵”文字，LED指示灯12显示红灯；方便用户直观判断车辆拥堵情况；语音单元7用于语音播报提示道路拥堵情况，当接收到信号转换单元5传送来的信息为“畅通”时，语音播报“前方道路车流量畅通，可继续行驶”；当接收到信号转换单元5传送来的信息为“缓行”时，语音播报“前方道路车辆较多，可慢速行驶”；当接收到信号转换单元5传送来的信息为“拥堵”时，语音播报“前方道路拥堵，请参考多功能显示器，选择绕行路段”，多功能显示器11从存储器中读取其他道路信息，并显示在多功能显示器11上，从而选择驾驶路线。

本实施例涉及的车流平均速度检测单元4从存储单元3中还能够读取车辆数目的信息；涉及的车流平均速度检测单元4中智能划分速度范围，其定义限行速度的0-25％为拥堵，25-68％为缓行，68-100％为畅通。

本实施例涉及的道路拥堵警示装置实现拥堵状况警示的工艺过程包括嵌入RFID电子标签8、定位、分析与判断、发送指令和路线选择五个步骤：

(1)、嵌入电子标签8：将道路的一侧每间隔50米安装一个设有RFID阅读器10的RFID基站台9，将RFID电子标签8固定设置在车辆内部；

(2)、定位：RFID基站台9通过无线网络读取车辆内RFID电子标签8中的信息，包括车辆路段地址、路段长度、车辆数目、行驶完该路段所用的时间，再依据这些信息进行准确定位车辆的位置信息；

(3)、分析与判断：RFID基站台9将步骤(2)中获取的信息传送到数据处理单元2，经过数据处理单元2的数据加工处理后，得出车辆的加权平均速度，并将数据通过控制单元1传送到车流平均速度检测单元4中进行判断与分析，当加权平均速度落在限行速度的0-20％时，判断为拥堵，落在限行速度的20-60％时判断为缓行，落在限行速度的60-100％时，判断为畅通；

(4)、发送指令：信号转换单元5从车流平均速度检测单元4中读取数据信息，并将读取的数据信息转换为“畅通、缓行和拥堵”三种信号，根据转换后的信号发送指令到显示单元和语音单元；

(5)、提示及路线选择：当显示单元接收到信号转换单元5传送来的信息为“畅通”时，多功能显示器11显示采集的实时道路图像或“道路畅通”文字，LED指示灯12显示绿灯；当显示单元6接收到信号转换单元5传送来的信息为“缓行”时，多功能显示器11显示采集的实时道路图像或“道路缓行”文字，LED指示灯12显示黄灯；当显示单元6接收到信号转换单元5传送来的信息为“拥堵”时，多功能显示器11显示采集的实时道路图像或“道路拥堵”文字，LED指示灯12显示红灯；方便用户直观判断车辆拥堵情况；语音单元7用于语音播报提示道路拥堵情况，当接收到信号转换单元5传送来的信息为“畅通”时，语音播报“前方道路车流量畅通，可继续行驶”；当接收到信号转换单元5传送来的信息为“缓行”时，语音播报“前方道路车辆较多，可慢速行驶”；当接收到信号转换单元5传送来的信息为“拥堵”时，语音播报“前方道路拥堵，请参考多功能显示器，选择绕行路段”，多功能显示器11从存储器中读取其他道路信息，并显示在多功能显示器11上，从而实现驾驶路线的重新选择。