一种自行车专用道综合管控系统的制作方法

本实用新型涉及道路交通技术领域，特别是一种自行车专用道综合管控系统。

背景技术：

自行车是一种环保型的绿色交通工具，与传统公共交通工具配合可以在“最后一千米”为公众服务；同时因其车身小、行驶方便，可节约城市道路空间，成为发展城市公共交通系统、缓解道路交通压力的良好补充。

多个城市已经开展建设了公共自行车系统，同时各种共享单车的出现也丰富了市民的骑行选择，越来越多的民众在短途出行中选择自行车作为交通工具。但是由于目前多数城市在最初的规划过程中，并未充分考虑这一问题，导致非机动车道过窄或者不连贯；此外机动车辆占用非机动车道的现象层出不穷。这些问题都会影响到自行车使用者的安全。为了解决骑行安全问题，自行车专用道的规划应运而生。2017年，厦门云顶路自行车专用道示范段竣工，全长约7.6公里。该自行车专用道只允许自行车进入，机动车、电动车、行人等禁止进入。

自行车专用道的建成极大方便了市民的骑行，同时也出现了一些新的问题，比如有些行人和电动车会进入自行车专用道，造成安全隐患；如何快速有效监测车道上的流量，避免超过设计阈值；如何及时发现车道上的违规车辆并进行警告；如何避免自行车逆行；对于发生事故的自行车如何进行快速救援等。因此，有必要针对这些问题设计一种综合的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种自行车专用道综合管控系统，通过模块化的系统最终可以实现对自行车专用道综合管控的要求。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型公开了一种自行车专用道综合管控系统，包括入口智能识别闸机子系统、广播子系统、视频监控子系统、出口闸机子系统、诱导屏子系统、值守岗亭子系统和控制中心；入口智能识别闸机子系统设置在自行车专用道的入口端，广播子系统、视频监控子系统和诱导屏子系统设置在自行车专用道内，位于两侧车道的内侧侧边，出口闸机子系统设置在自行车专用道的出口端，值守岗亭子系统设置于每个自行车专用道出入口的区域，控制中心通过数字信号与入口智能识别闸机子系统、广播子系统、视频监控子系统、出口闸机子系统、诱导屏子系统和值守岗亭子系统进行双向通讯。

其中，入口智能识别闸机子系统包括智能识别一体机和入口闸机，入口闸机设置在智能识别一体机之后，入口闸机与智能识别一体机之间设置有安全距离S，安全距离S计算公式如下：

S=kV（t1+t2+t3+t4），其中k为范围1.2-1.5的安全系数，V为设计时速，t1为智能识别一体机延迟时间，t2为入口闸机延迟时间，t3为管控系统识别复位延迟时间，t4为骑行人员反应延迟时间。

智能识别一体机内集成有RFID传感器、图像识别传感器、电磁感应传感器和红外成像传感器，诱导屏子系统由若干诱导屏组成，诱导屏安装于每个入口闸机处。

其中，广播子系统包括若干扬声器组，视频监控子系统包括若干摄像头，广播子系统和视频监控子系统沿自行车专用道等间距分布设置。

其中，出口闸机子系统包括出口闸机和位置感应传感器，位置感应传感器安装在出口闸机的前方，并与出口闸机进行信息交互。

优选的，入口闸机和出口闸机的闸机翼板均采用柔性橡胶板制成。

其中，控制中心包括若干总控服务器、LED显示屏阵列以及视频监控服务器，总控服务器与视频监控服务器、入口智能识别闸机子系统、广播子系统、视频监控子系统、出口闸机子系统、诱导屏子系统和值守岗亭子系统通讯连接，视频监控服务器与视频监控子系统连接，LED显示屏阵列与总控服务器及视频监控服务器连接。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型所述的自行车专用道综合管控系统，将整个管控系统封装为不同的模块，然后对各个模块进行详细的规划设计与定型，方便管控系统后续的扩展、升级和开发。

2、本实用新型所述的自行车专用道综合管控系统，将各个子系统的信息集中到控制中心进行处理和分析，让道路的实时情况清晰的呈现在上位机中，方便控制中心的工作人员做出决策。

3、本实用新型所述的自行车专用道综合管控系统，应用先进的传感技术和识别算法实现了自行车的自动识别和放行，减轻了人员工作量，同时保障了骑行市民的安全。

4、本实用新型所述的自行车专用道综合管控系统，可以对自行车专用道实际使用情况进行量化统计，并可对数据进行处理和记录，为后续自行车专用道的建设提供数据支撑。

附图说明

图1为本实用新型自行车专用道综合管控系统构成示意图。

图2为本实用新型自行车专用道综合管控系统各子系统信息交互情况示意图。

图3为本实用新型自行车专用道综合管控系统入口智能识别闸机子系统工作流程图。

图4为本实用新型自行车专用道综合管控系统入口智能识别闸机子系统自学习流程图。

图5为本实用新型自行车专用道综合管控系统各子系统硬件布局示意图。

图6为本实用新型自行车专用道综合管控系统控制中心示意图。

主要部件符号说明:

1：入口智能识别闸机子系统，2：广播子系统，3：视频监控子系统，4：出口闸机子系统，5：诱导屏子系统，6：值守岗亭子系统，7：控制中心，101：智能识别一体机，102：入口闸机，401：位置感应传感器，402：出口闸机，701：总控服务器，702：LED显示屏阵列，703：视频监控服务器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

本实用新型公开了一种自行车专用道综合管控系统，其中自行车专用道综合管控系统包括入口智能识别闸机子系统1、广播子系统2、视频监控子系统3、出口闸机子系统4、诱导屏子系统5、值守岗亭子系统6和控制中心7，如图1所示。

入口智能识别闸机子系统1包括智能识别一体机智能识别一体机101、入口闸机102，如图5所示。

智能识别一体机101位于入口闸机102前方一定距离处，以减小由于骑行通过时因数据处理的时延造成通行的阻断感。其中智能识别一体机101内部集成多种传感器，采用多重识别技术，包括RFID（射频识别）传感器、图像识别传感器、电磁感应传感器及红外成像传感器及其相应组件。智能识别一体机101在车道两侧相对位置安装，自行车可在骑行通过车道时快速检测。智能识别一体机101的工作流程如图3所示。具体过程为当车辆进入入口识别区域后，智能识别一体机101中的识别算法会被触发，此时各种传感器应用多重识别技术对进入识别区域内的车辆进行综合检测和判断，通过预置的算法和数据库比对最终确定进入车辆的类型。如果是自行车，则发送开闸信号给入口闸机102，同时将数据上传至控制中心7并将识别结果输送至诱导屏5；如果不是自行车，则不会发送开闸信号，但同时会将数据上传至控制中心7并将识别结果输送至诱导屏5。考虑到智能识别一体机101识别率无法在实际中达到100%，因此可在识别系统加入数据更新、记录功能，在后期运行过程中可通过增加深度学习算法将识别率逐步提高。当智能识别一体机101误识别之后，值守岗亭子系统6中的值守人员会引导骑行人员重新进行特征检测，使用智能识别一体机101对车辆信息进行再次采集，同时告知控制中心7中的工作人员，将此次采集的车辆信息上传至总控软件702的数据库中，流程如图4所示。

入口闸机102位于智能识别一体机101后方，采用柔性橡胶翼板，避免误伤行人。入口闸机102接受智能识别一体机101指令进行动作。一般情况下翼板处于闭合状态。当自行车通过智能识别一体机101后，入口闸机102接收开闸指令。由于识别系统在数据采集、处理、计算、给出控制指令以及动作开闸具有一定的系统时延，在这段时延内自行车仍在前进，因此将入口闸机102后置一定的安全距离S，安全距离S计算公式如下：

S=kV（t1+t2+t3+t4），其中k为范围1.2-1.5的安全系数，V为设计时速，t1为智能识别一体机延迟时间，t2为入口闸机延迟时间，t3为管控系统识别复位延迟时间，t4为骑行人员反应延迟时间。

假定自行车道在出入口闸机附近处的设计时速是V=20km/h=5.6m/s，识别一体机用于多维数据的采集、分析、计算、判断和给出开闸指令的延时t1=0.45s,闸机在接收到开闸指令后发出机芯动作指令、机芯动作的延时t2=0.25s，同时考虑骑行者的反应时间约为t3=0.1s,以及现场能出现的连续通行造成系统识别复位的延时t4=0.1s，则该距离D=V×（t1+t2+t3+t4）=5.04m。考虑到系统可靠性指标以及所安装的环境因素，可在此距离上再乘以1.2-1.5的安全系数，得到安全距离S。

该距离可给骑行者一定的反应时间，可避免安全事故。开闸后，设定一段时间的延时，然后翼板自动闭合。此外入口闸机102还具备防夹功能，开闸后，当检测到翼板之间存在障碍物时，翼板不闭合。

广播子系统2主要由多个扬声器组构成，该子系统可接收控制中心7的指令，如图2所示。在自行车道上每隔一定距离均布置一组扬声器，这样保证广播能够完全覆盖自行车道。

视频监控子系统3主要由多个摄像头组构成，该子系统可与控制中心7进行信息交互，如图2所示。在自行车道上每隔一定距离布置一组摄像监控，且在每个入口和出口处布置摄像头，以保证控制中心7能够实时监控自行车道全程。在控制中心7的总控软件中，可以查看自行车道各个出入口的车流情况，也可以控制每个单独的摄像头进行两个自由度的转动，以便获得目标图像。对应该子系统的视频监控服务器703也放置与控制中心7中。

出口闸机子系统4包括位置感应传感器401和出口闸机402，如图5所示。其中，位置感应传感器401位于出口闸机402的前方。当有自行车要驶出自行车道时，首先会触发位置感应传感器401，导致其检测距离发生变化。此时位置感应传感器401就会发送开闸信号给出口闸机402，同时将数据发送控制中心7。同样的，为了避免由于出口闸机系统动作时延造成安全事故，位置感应传感器401与出口闸机402之间需要合适的距离，该距离设计方法与入口闸机102的安全距离S的设置方法相似。当出口闸机402开闸后，依然是设定一段时间的延时，然后翼板自动闭合。此外出口闸机402也具备防夹功能，开闸后，当检测到翼板之间存在障碍物时，翼板不闭合。

诱导屏子系统5主要由多个LED显示屏构成，该子系统可接收控制中心7的指令，也可以接收入口智能识别闸机子系统1的指令，如图2所示。当其接收入口智能识别闸机子系统1的指令时，可以在LED显示屏显示车辆的识别结果，并对进入车道人员进行提示；当其接收控制中心7的指令时，可以在LED显示屏显示天气预报、车流量公示等信息。该系统布置与自行车道入口处，如图5所示。

值守岗亭子系统6位于每个自行车道出入口的间隔区域内，如图5所示。该子系统接收控制中心7指令并向控制中心7汇报车道情况，如图2所示。当车道内发生突发事件时，值守岗亭子系统6中的工作人员可以快速到达事发地点提供保障服务，同时该子系统工作人员也可以提供一些便民服务。此外值守岗亭子系统6中的工作人员也可以在智能识别一体机101自学习过程中提供指引。

控制中心7包括干总控服务器701、LED显示屏阵列702和视频监控服务器703，如图6所示。总控服务器701中安装总控软件。总控软件分为三类，分别对应管控自行车入口智能识别闸机子系统1、视频监控子系统3和出口闸机子系统4。入口智能识别闸机子系统1对应总控软件可以接收进入车道合法车辆数量、拒绝的非法车辆数量、车辆检测特征等信息；出口闸机子系统4对应总控软件可以接收驶出车道的车辆数量；视频监控子系统3对应总控软件可以通过视频图像识别的方式判断车道上大致的车流量信息。为了方便操作人员查看，可将视频图像传输至LED显示屏阵列702上放大显示，各个车道的实况一目了然。同时LED显示屏阵列702上还可以显示今日总体车流量，时间和天气等实时信息。视频监控服务器703为视频监控子系统3提供服务支持。

通过上述各个不同功能的子系统和控制中心7协同运作，最终形成了本实用新型自行车专用道综合管控系统。本实用新型中，共包含六个不同功能的子系统模块和一个控制中心7。这六个不同的子系统在功能上可以互补，形成对自行车专用道完整的管理和控制：从入口对车辆识别开始，通过末端硬件和传感器对骑行者和自行车道进行综合全方位的管控，使用包括视觉提示、听觉提示和值守人员值守等多种手段保障市民安全。在各子系统中，入口智能识别闸机子系统1、视频监控子系统3、出口闸机子系统4和值守岗亭子系统6与控制中心7的通讯为双向进行，如图2所示。通过总控软对这些上传数据的综合分析，可以得出各段车道实时的车流情况，同时可以做到面对突发事件的快速响应。同时控制中心7又可以直接向每个子系统发送控制指令，保证快速有效的管控。

综上，本实用新型的自行车专用道综合管控系统分解为不同功能的子系统模块，通过这些子系统和控制中心7的合力作用，可以实现对自行车专用道的综合管控。本实用新型系统框架设计过程中应用模块化思想，为后续系统升级、开发提供了极大的便利。面对后续自行车专用道的延长建设只需增加子系统模块数量而不需要对整体系统进行重新设计，这样减少了系统的搭建成本。同时配合模块化的系统结构提出了使用多种手段保障骑行市民安全的方法，实现了自行车专用道的综合管理和控制。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。