基于定位系统的公路交通引导方法及公路交通引导系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明为基于定位系统的基于定位系统的公路交通引导方法及道路交通引导系统，属于公路交通控制领域。
【背景技术】
[0002]在现有的公路交通控制信号系统中，以及在在现有的辅助公路交通控制系统中，如路口交通红绿灯及闯红灯摄像系统、摄像头监视系统、电子牌信息通告、路灯、广播电台通告，都是用于平面交叉或局部范围内交通的控制，并且设置在特定的地点位置；在现有的各种车辆定位系统应用于公路交通时，通常为在车辆上设置导航仪为车辆提供行驶起止线路的引导，或由中心控制室了解各个车辆的当前运行位置；以上所述的现有技术都不能实现对线状路面车行道的占用情况及车辆行驶状态、车距进行远距离、连续、动态地予以显示，当大气能见度条件恶劣时，如出现雾霾天气时，依靠车辆照明灯、路灯、现有公路信号系统及反光标识都不能向车辆驾驶员清楚地显示车行道走向及车辆的行车间距，因受驾驶员视距限制也不能及时了解前方道路情况，容易造成交通事故；因此在雾霾天气情况下，通常采用跟随警示车辆慢行或关闭公路的方式来避免交通事故，这种状况常见于高速公路交通中；这样就会使得高速公路的利用率下降，也给人们的日常生活及经济活动带来不便?’另外，当公路路面出现突发性异常时，如地面积水积液、结冰、事故火灾、交通事故及路面坍塌形变时，现有的公路交通管理系统不能够及时对行驶车辆发出预警，容易引发更大的事故。
【发明内容】
[0003]为方便叙述，对本说明中的个别名称、参数符号及相关关系作如下介绍:
安全刹车间距:在常规条件及状态下行驶车辆开始刹车位置至停车位置之间的距离，
处于车辆行车方向的相反方向，即车辆行车相反方向；根据行车限速、路面状况、行驶车型予以综合考虑后选择设定，如附图6中的Lr ;在小于这个间距的车距情况下行车及刹车是都是不安全的，因此作为禁止行驶区、或禁行区间，信号灯灯显为红灯区；
安全保障间距:大于安全刹车距离，小于安全行车间距的一段距离，处于安全刹车间距之后的一段区间，或处于车辆行车方向的相反方向，即车辆行车相反方向、禁行区间之后的一段区间；根据最小行车密度安排予以设置；如附图6中的Ly ;在这个区间中的车辆行车或刹车是安全的，但因其紧随安全刹车起始点，需要避免车距小于安全刹车间距的情况出现，因此作为车辆缓行区、或缓行区间，信号灯灯显为黄灯区；
安全行车间距:大于安全保障间距(离)的路段，处于安全行车间距之后，或处于车辆行车方向的相反方向，即车辆行车相反方向、缓行区间之后的一段区间；根据最小行车密度安排予以设置；如附图6中的Lg ;在这个区间内车辆可以按正常方式行使，因此作为正常行驶区、安全行车间距，信号灯灯显为绿灯区；
行车引导区:大于安全刹车间距的区间，根据行车限速、路面、车型予以综合考虑后选择设定，也可以选择在常规雾霾天气状态下普通驾驶员对最远地面信号机的判定距离，如附图6中的L ;在省电工作模式下该区间中车载信号机及路面信号机按照所设定的灯显模式开启信号灯显示工作状态；
灯显模式:即对信号灯所设定的颜色及点亮方式:如颜色有红、黄、绿，点亮方式有长亮、快闪、慢闪；在不考虑节电工作模式时，选择灯显模式即为设定色彩及点亮方式后开启灯光显示；
开启灯显:即信号灯按照设定的灯显模式进行灯光显示，即信号灯按照设定的颜色及点亮方式开启灯光显示工作；
车辆位置信息码:标示出该对应车辆的当前行驶方向、速度、所在道路里程及所在车行道；
车行道:道路上划分的行车道，对各个车行道可以分别编号为车行道1或车行道2或车行道3或车行道4或车行道n，以表示对于的车行道；也可以定义为超车道、行车道、慢车道、应急车道、停车道；
车载信号机状态码:含有该车载信号机的地址码、用于无线定位转发站进行定位的定位码、表示本车载定位信号机的工作状态的编码，含当前供电状态码、行车方向及速度信息码、当前灯显状态码内容；
地面信号机工作状态码:含有该地面信号机地址码、设置位置码、供电状态码及对应的当前灯显模式码；
通信传输系统:由相关无线通信模块、有线通信模块、基站、转发站及传输线缆所构成的通信传输系统，可以是有线传输网、无线传输网、无线局域网、光纤传输网、WIFI传输系统、Zigbee传输系统,或者为其混合构成的通信传输系统；
鉴于以上【背景技术】中所述的原因及问题，本发明的目的在于提供一种基于定位系统的公路交通引导方法及公路交通引导系统，使得在雾霾天气状态下，能够实现在公路路面车行道上对运行车辆进行交通引导及车辆接近间距标识预告预警，达到辅助安全行车及提高高速公路利用率的目的，且具有实施方便、实用性强的特点。
[0004]为达到上述目的，本发明介绍一种基于定位系统的公路交通引导方法，包含有由车辆定位系统、车载信号机、路面信号机、智能道路交通标志牌、中心监控器、通信传输系统组成的公路交通引导系统，其特征在于所述的公路交通引导系统选择采用以下工作方法:
(1)采用车辆定位系统对各个行驶车辆进行定位，得出各个车辆所处的位置，包括行驶方向、速度、所在的道路里程及所在车行道；
(2)根据各个车辆的所在位置，由车载信号机及路面信号机动态标示出各个车行道的安全行车区间、缓行区间、禁行区间；
(3)根据各个车辆的所在位置，由车载信号机动态标示出对应车辆当前所在车行道区间的状态，并采用音声提示；即由车载信号机动态标示出对应车辆当前所在的车行道区间的状态为安全行车区间、或缓行区间、或禁行区间；
(4)车载信号机及路面信号机将处于各个车辆行驶相反方向的安全刹车间距中、且在与对应车辆处于同一车行道的区间标示为禁行区间；车载信号机及路面信号机将处于各个车辆行驶相反方向的安全保障间距中、且在与对应车辆处于同一车行道的区间标示为缓行区间；车载信号机及路面信号机将处于某个车辆行驶相反方向的大于缓行区间的间距中、且在与对应车辆处于同一车行道的区间标示为安全行车区间； (5)根据各个车辆的行驶位置，智能道路交通标志牌开启或关闭道路交通标志图像显示；对有车辆接近的智能道路交通标志牌开启道路交通标志图像显示，对无车辆接近的智能道路交通标志牌关闭道路交通标志图像显示；
(6)车辆定位系统、车载信号机、路面信号机、智能道路交通标志牌通过通信传输系统，将各个车辆位置、对应行车方向、速度、车载信号机工作状态、地面信号机工作状态及智能道路交通标志牌工作状态信息通过通信传输系统发送到中心监控器进行存储及显示；
(7)中心监控器通过通信传输系统将各个参数设置及控制指令发送给各个车载信号机、路面信号机及智能道路交通标志牌，各个车载信号机、路面信号机及智能道路交通标志牌根据收到的各个参数设置及控制指令做出相应的参数设置、图像或信号灯显示或音声提
/j、l Ο
[0005]为实现上述基于定位系统的公路交通引导方法，本发明介绍一种公路交通引导系统，含通信传输系统，其特征在于有多个车载信号机、多个无线定位转发站、多个路面信号机、多个智能道路交通标志牌、一个中心监控器，在每个车载信号机中有一个无线通信模块、一个位移及速度传感器、一个显示及音声告警器、一个微处理系统，其中的无线通信模块、位移及速度传感器、显示及音声告警器的工作控制端及数据输入输出端分别与微处理系统的控制或数据输入输出端相连接；在每个无线定位转发站中有一个无线通信模块、一个有线通信模块、一个卫星授时系统、一个微处理系统，其中的无线通信模块、有线通信模块、卫星授时系统的工作控制端及数据输入输出端分别与微处理系统的控制或数据输入输出端相连接；在每个路面信号机中有一个无线通信模块、一个有线通信模块、一个彩色信号灯、一个微处理系统，其中的无线通信模块、有线通信模块、彩色信号灯的工作控制端及数据输入输出端分别与微处理系统的控制或数据输入输出端相连接；在每个智能道路交通标志牌中有一个无线通信模块、一个有线通信模块、一个彩色显示屏、一个微处理系统，其中的无线通信模块、有线通信模块，彩色显示屏的工作控制端及数据输入输出端分别与微处理系统的控制或数据输入输出端相连接；路面信号机沿各个车行道中心线按一定间距排列设置，或沿各个车行道两边排列、即沿各个车行道分界线和各个车行道边缘线按一定间距排列设置路面信号机；各个路面信号机沿车行道设置，各个智能道路交通标志牌及无线定位转发站沿公路线设置；各个车载信号机、路面信号机、无线定位转发站、中心监控器之间通过由无线通信模块或有线通信模块及传输线路构成的通信传输系统相互连接；各个车载信号机、路面信号机、无线定位转发站、中心监控器之间通过由无线通信模块或有线通信模块及传输线路构成的通信传输系统相互连接。
[0006]本发明的工作原理为:各个车载信号机设置在对应车辆上，在路面各个车行道中心线或车行道分界线及车行道边缘线上，按一定间距连续设置各个路面信号机用于标示各个车行道，无线定位转发站按一定间隔沿公路线设置，其通信范围相互链接覆盖整个公路路面所有车行道；由车载信号机及无线定位转发站构成基于无线到达时间定位方法的车辆定位系统；无线定位转发站中的卫星授时模块为无线定位转发站提供高精度时钟源，用于基于无线到达时间定位方法；通过无线定位转发站对各个车辆上的车载信号机的监测，随时获得道路上各个行驶车辆的位置信息，即各个车载信号机定时发出定位信息码，多个无线定位转发站接收后依据各个定位信息码的无线传输到达时间定位方法判定出各个车载信号机即对应车辆的位置信息，位置信息中包括有行驶里程、速度及所处的车行道，通过通信传输系统将获得的车辆位置信息传输给各个车载信号机及路面信号机，车载信号机及路面信号机根据车辆位置信息设定灯显模式及启闭工作状态，车载信号机及路面信号机的显示模式标示了各个路面车行道的当前状态，由于路面信号机设置在路面车行道中心线或车行道分界线或车行道边缘线上，且按一定间距连续设置，因此在雾霾天气下路面信号机在点亮工作时能够清晰地标示出道路车行道的走向，由于路面信号机的信号灯显示色彩模式及开启显示为依据车辆位置所确定的，因此能够为车辆提供所在车行道的前方行车车距显示及预告；如:当车辆甲行进在车行道η时，则在车辆甲行驶相反方向的车行道η的一段距离上分别被动态划分成禁行区间、缓行区间、安全行驶区间，并对标示该行车道上的路面信号机选择设置对应的红灯灯显模式、黄灯灯显模式、绿灯灯显模式；而对于在车辆甲的后面行驶的、且在同一车行道η上的车辆乙；如果在车辆乙的前方行车引导区间为处于安全行驶区间内，则车载信号机信号灯及该行车引导区内的、标识行车道η的路面信号机显示为绿色；如果车辆乙的前方行车引导区包括有安全行驶区间及缓行区间，则车载信号机的信号灯为绿闪标示，并有音声提示，即车载信号机标示出即将进入缓行区间，而行车引导区内、安全行驶区间及缓行区间内、标示行车道η的路面信号机分别显示为绿色及黄色；如果车辆乙的前方行车引导区为缓行区间，则车载信号机及路面信号机的信号灯为黄色，即车辆乙行驶在缓行区间内；如果车辆乙的前方行车引导区包括有缓行区间及禁行区间，则车载信号机的信号灯为黄闪标示，并有音声提示，即车载信号机标示出即将进入禁行区间，而行车引导区内、缓行区间及