专利名称：电子红绿灯汽车行驶监测管理系统和方法
技术领域：
本发明涉及汽车行驶检测管理系统和方法，具体涉及一种利用电子红绿灯信号的汽车行驶检测管理系统和方法。
背景技术：
随着我国经济的快速发展，我国的汽车保有量以每年几百万辆的速度不断上升，这就势必带来许多的交通问题，特别是交通拥挤。要解决这些问题，道路在不断扩建、增加，因而交通管理也就越来越复杂，特别对交通监控指挥要求则越高。现在的十字路口的红绿灯交通监控，对于汽车的违章监控，主要是采用电子眼拍摄，俗称电子交警。当在红灯的时候，如果车辆行驶过红灯禁行线时，安装在禁行线下的感应线圈将感应到汽车的通过，同时启动电子摄像机工作，对违章汽车进行拍摄取证。这种监控方式具有很好的取证作用，可以拍摄到违章车辆的汽车特征，汽车的车牌号，从而可以很直观的确认违章的车辆，操作简单。但是它也有较大的缺点不足，因为是采用摄像技术，所以必然受到天气、空间距离上的限制。如在大雨天、大雾天时，拍摄基本上不能发挥其作用；另外摄像头安装在路旁，容易遭到人为的破坏，造成不必要的损失。因采用摄像技术，对拍摄距离有一定的局限，故对部分车道有拍摄不到的可能。从以上种种不足，该措施对违章监控有很大的漏洞；并不能很好的解决交通违章的问题。另外其拍摄的图片需要传输，图片的信息量是比较大的，这样造成其传输成本是较大的，另从它使用的摄像头等各方面来看其造价比较昂贵。如果对于每个红绿灯路口都安装此设备，一定是个很大的经济负担。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有汽车行驶检测管理系统的成本高，受环境局限多、传输带宽要求高的缺点，提供一种采用无线电子技术智能化汽车行驶检测管理系统和方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案是构造一种电子红绿灯汽车行驶监测管理系统，包括设置在每个路口上的与红绿灯相连并根据红绿灯的状态产生不同编码的电子红绿灯信号的电子红绿灯信号发射器，设置在车上的可根据感应接收到的所述电子红绿灯信号的编码和时间来判断是否有交通违章并在交通违章时发射电子违章无线信号的车载装置，和所述车载装置相接用来唯一标识所述车载装置的汽车电子驾驶证，用于接收所述违章信息并进行处理的管理中心。
在本发明所述的电子红绿灯汽车行驶监测管理系统中，还包括设置在道路上用来接收存储所述电子违章无线信号的违章信息接收器，所述违章信息接收器通过通讯电缆与所述管理中心通讯并将带有时间编码、违章信息接收器地址编码、车载装置身份编码的违章信息传送给所述管理中心。
在本发明所述的电子红绿灯汽车行驶监测管理系统中，所述管理中心包括用于保存违章信息的违章信息数据库，用于从所述违章信息接收器读取违章信息并和所述违章信息数据库交互的控制计算机。
在本发明所述的电子红绿灯汽车行驶监测管理系统中，所述电子红绿灯信号发射器与所在路口的红绿灯保持同步，包括安装在每个路口的发射线圈，与所述发射线圈相连的、用于驱动所述发射线圈发射带有编码的电子红绿灯信号的驱动器，所述驱动器包括与可根据所在路口的红绿灯的状态产生不同编码的编码单元。在本发明所述的电子红绿灯汽车行驶监测管理系统中，所述车载装置包括，在经过所述红绿灯信号发射器可感应接收所述电子红绿灯信号的接收器，与所述接收器相连的根据所述接收器接收到的电子红绿灯信号的编码和时间来判断是否违章、判断汽车是否超速违章行驶的判断单元，与所述判断单元相连的用来存储违章信息的存储单元，用来发射无线违章信号的车载发射单元，用来进行人机交互的显示控制单元，用来控制汽车油路、发动机电路的锁定解锁单元，用来检测车速的车速监测单元。
在本发明所述的电子红绿灯汽车行驶监测管理系统中，所述汽车电子驾驶证为电子卡，所述车载装置还包括用来读取所述汽车电子驾驶证信息的读卡单元。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，构造一种电子红绿灯汽车行驶监测管理方法，使用设置在路口用于发射带有编码的红绿灯信号的电子红绿灯信号发射器、设置在车上的通过接收红绿灯信号判断是否有交通违章并在并在与违章信息接收器建立通讯时发射电子违章无线信号的车载装置、设置在道路上用来接收存储电子违章无线信号的违章信息接收器、从所述违章信息接收器接收违章信息进行处理的管理中心；其中电子红绿灯信号发射器发射带有编码的红绿灯信号的编码方法为分配给每个电子红绿灯信号发射器一个固定的编号，电子红绿灯信号发射器根据其编号和所在路口的红绿信号灯的状态进行编码；车载装置判断汽车是否违章的步骤如下A1)车载装置接收到带有编码的第一红绿灯信号；A2)车载装置根据是否在设定时间内接收到的第二红绿灯信号和/或接收到的第二红绿灯信号判断汽车是否违章。
在本发明所述的电子红绿灯汽车行驶监测管理方法中，在步骤A1中还包括如下步骤A1.0)车载装置将时间计时器清为“0”并开始计时；在步骤A2中还包括如下步骤A2.0)时间计时器计时到设定的时间“T”，车载装置判断是否收到第二电子红绿灯信号，如果没有收到，将时间计时器清为“0”，继续执行本步骤；如果收到执行步骤A2.1；A2.1)根据收到的第一电子红绿灯信号和第二电子红绿灯信号的编码判断是否违章，然后回到步骤A1。
在本发明所述的电子红绿灯汽车行驶监测管理方法中，在步骤A2中，如果车载装置判断到汽车违章，车载装置产生无线违章信息并在与违章信息接收器建立通讯时发送带有身份编码和消息编码的无线违章信号。
在本发明所述的电子红绿灯汽车行驶监测管理方法中，在步骤A2之后还包括如下步骤A3)违章信息接收器收到无线违章信号后将无线违章信号存入管理中心的数据库中，同时违章信息接收器向车载装置发送带有车载装置身份编码和消息编码的“收到”信息。
A4)如果车载装置收到违章信息接收器发送的“收到”信息，删除违章信息；如果车载装置没有收到违章信息接收器发送的“收到”信息，违章信息存储在车载装置中，等到与违章信息接收器建立通讯时再次发送。
本发明的有益效果是，由于本发明的电子红绿灯汽车行驶监测管理系统和方法采用编码技术发射带有编码红绿灯信息判断是否违章，采用无线报警信息进行违章信息的上报，因而可以适用于各种天气条件，可保证监控的准确性，大大降低了交通监控的成本。同时本发明可以根据不同的需要，使用不同的编码，科学地解决不同的交通管理问题。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是本发明的电子红绿灯汽车行驶监测管理系统的框图；图2是本发明的电子红绿灯汽车行驶监测管理系统的电子红绿灯信号发射器安装在路面的一种实施例的示意图；图3是本发明的电子红绿灯汽车行驶监测管理方法的一种实施例的流程图。
具体实施例方式
结合图1所示的本发明的电子红绿灯汽车行驶监测管理系统框图，对本发明的电子红绿灯汽车行驶监测管理系统做进一步说明。本发明的电子红绿灯汽车行驶监测管理系统包括电子红绿灯信号发射器、车载装置、汽车电子驾驶证、违章信息接收器、管理中心，电子红绿灯信号发射器设置在道路上用来发送电子红绿灯信号；车载装置设置在车上通过感应接收电子红绿灯信号发射器发射的电子红绿灯信号来判断是否有交通违章，并在交通违章时发射电子违章无线信号；汽车电子驾驶证和车载装置连接用来唯一标识车载装置和驾驶员信息；违章信息接收器设置在道路上用来接收存储电子违章无线信号；管理中心和违章信息接收器相连、并从违章信息接收器接收违章信息进行处理。
其中，电子红绿灯信号发射器包括填埋在路面红灯禁行线处的发射线圈，用于驱动发射线圈发射电子红绿灯信号的驱动器。驱动器可以驱动发射线圈发出电子红绿灯信号；驱动器还可以通过原有的红绿灯设备控制，使得红灯信号的发射与红绿灯保持同步。驱动器还包括有可根据红绿灯的状态用于产生不同编码的电子红绿灯信号的编码单元。
车载装置包括可感应接收电子红绿灯信号的接收器，用来判断是否违章的判断单元，用来存储违章信息的存储单元，用来发射违章信号的车载发射单元，用来进行人机交互的显示控制单元。
接收器可安装在车底，在汽车经过电子红绿灯信号发射器时可感应接收到电子红绿灯信号；显示控制单元安装在汽车驾驶台面，可以显示声光告警；当汽车闯红灯时，汽车驶过红灯禁行线，接收器接收到电子红绿灯信号，经过判断单元判断为违章后，由显示控制部分通过声光告警告知驾驶员；同时在与违章信息接收器通讯时车载发射单元将违章信息发给送违章信息接收器，当违章信息接收器接收到一条违章信息，车载装置便会将此条信息删除，否则将保存在车载装置的存储单元中，下次和违章信息接收器通信时可再次发送。车载装置还可以设有用来控制汽车控制油路、发动机电路的锁定解锁单元、用来读取汽车电子驾驶证信息的读卡单元、用来检测车速的车速监测单元等，这样可以增加更多的功能，增加使用范围。其中车速监测单元是接收到电子红绿灯信号发射器发出的限速信号，该信号也是由编码单元产生异于红绿灯信号的编码，将它与车速监测单元检测到的实际行驶车速比较，再通过判断单元判定是否违章超速行驶。如果汽车违章超速行驶时，车载装置会向驾驶员发出超速告警(可以是声光信号等)提醒驾驶员，同时存储产生的违章信息，等到与违章信息接收器建立通讯时通过车载发射单元发射出去，由违章信息接收器接收后传送给管理中心处理。
汽车电子驾驶证是电子卡，例如可以为磁感应卡，还可以为IC卡。汽车电子驾驶证包含了全球唯一ID号，可以与驾驶员的身份和车牌号对应起来。汽车违章时，车载装置发射的违章信息包含有驾驶员的身份和车牌号信息。
由于车载装置可以控制汽车油路和发动机电路，因此还可起到防盗功能，具体为在汽车需要启动时，需要将汽车电子驾驶证插入车载装置的读卡单元中，并且须通过显示控制单元输入正确的用户密码，方可以启动汽车。汽车在行驶过程中，汽车电子驾驶证必须保证在读卡单元中，否则汽车将不能正常行驶。故此汽车电子驾驶证和车载装置还起到对汽车的防盗作用。
如果汽车电子驾驶证为IC卡，读卡单元为IC卡读卡器，如果汽车电子驾驶证为磁感应卡，读卡单元为感应仓。
汽车电子驾驶证由交管部门管理发放。本发明的电子红绿灯汽车行驶监测管理系统还配套有电子驾驶证的发放设备，它包括磁卡读写器、发放软件系统。发放软件系统，可以在汽车电子驾驶证上写入身份信息、驾驶证的有效期等，并且可以和管理中心通信。
管理中心包括用于保存违章信息的违章信息数据库，用于从违章信息接收器读取违章信息并和违章信息数据库交互的控制计算机。控制计算机和违章信息接收器通过通信电缆相连。
结合图3所示的流程图，描述本发明的电子红绿灯汽车行驶监测管理方法的一种实施例。包括如下步骤S1)车载装置一直等待直到接收到第一个路口的电子红绿灯信号发射器发送的带有编码的第一红绿灯信号，车载装置将时间计时器清为“0”并开始计时；S2)时间计时器计时到“T”车载装置判断是否接收到第二红绿灯信号，如果有接收到，执行步骤S3；如果没有接收到执行步骤S4；
S3)车载装置根据第一红绿灯信号和第二红绿灯信号的编码判断是否违章，如果违章执行步骤S5；如果没有违章，回到步骤S1；S4)车载装置产生违章信息并将时间计时器清为“0”，回到步骤S2，同时执行步骤S6；S5)车载装置产生违章信息再执行步骤S6，同时回到步骤S1；S6)车载装置向违章信息接收器发送无线违章信号，再执行步骤S7；S7)违章信息接收器收到无线违章信号存入管理中心，同时向车载装置发送“收到”消息。结束。
在S7中，当车载装置收到“收到”信息后，车载装置便会将此条信息删除，否则将保存在车载装置的存储单元中，下次和违章信息接收器通信时再次发送。
结合图2所示的本发明的电子红绿灯汽车行驶监测管理系统的电子红绿灯信号发射器在路面安装的示意图做进一步说明。在十字交叉路口，将红灯信号发射器分别安装在每个路口，每个行车方向须安装一套电子红绿灯信号发射器，这样共需要8套电子红绿灯信号发射器。首先分配给每个路口一个固定的编号，汽车行驶段安装的红灯信号发射器的编号是奇数，它驶向的方向安装的红灯信号发射器的编号是偶数，具体编号方式图2所示，路口编号存储在对应的电子红绿灯信号发射器中，电子红绿灯信号发射器根据路口编号和所在路口的红绿信号灯的状态进行编码。利用上述编码规则的违章判定原则如下1)、当某条道路的交通指挥灯在绿灯状态时，则此道路的奇数项道路路口的驱动线圈编码将转变为0数，其它道路的驱动线圈编号不变，此时汽车由0数项驶向偶数项是不违章的；如图所示，假设此时横向道路为绿灯状态汽车由C→F，C→D，C→H，C→B是合法的；但C→G，C→E，C→A是非法的。
2)、当道路的交通指挥灯是在红灯状态时，此时该条道路路口驱动线圈的编码从0号恢复到原来的路口编号。这时处在红灯路口的汽车可以从所在的“编号”位驶向它的“编号+1”方向，即可以红灯右转。如图所示横向道路是红灯时汽车只有由C→D是合法的；其它转向都是非法的。
3)、如果汽车在红灯状态强行通过路口，将会被记录违章一次，但如果它在一定时间内(可按要求设置时间长短)例如设置2分钟内没有通过红灯区域，将还会被记录违章一次；超过2分钟后，依次类推，每2分钟会记录一次。
以上判定原则并不是固定的，可以根据具体的交通规则设置违章判定原则，例如红灯允许右转，在现在的十字路口，如果当在红灯时允许车辆右转弯行驶，一般是建有右转弯辅道。但是，在有些路口因环境限制，无法设置右转弯辅道，此时车辆将不允许右转弯，因为红灯时车辆通过将被摄像。故而限制了红灯右转的，对缓解交通拥挤不利。所以采用传统的摄像方式显得很不灵活。使用本发明的方法，采用编码的方式，就可以解决上面的问题。
本发明不但可以用于上面的十字路口的交通监控管理，还可以使用在汽车的单行道、汽车的车型分道行驶、违章停车、公交车专用车道分配、停车收费等交通管理上面，只需要根据具体的规则设计相应的判断软件程序即可。
例如单行道的交通违章监控可以在道路进口设置安装一个电子红绿灯信号发射器，编号为1号；在路段的中间，或者道路出口，再安装一个电子红绿灯信号发射器，编号为2号，电子红绿灯信号发射器的编码即为所在路口的编号。设置合法行车为从道路进口到路出口，即汽车接收的编码信号是先1号，后2号。其它的顺序即可认定是违章，车载装置就可记录为违章。
再如本发明使用在高速公路上分道行驶限速管理上。高速公路的不同的车道对汽车行驶的最低和最高车速有不同的限制，对汽车出高速公路的出口的路段也有相应的限速规定。超速行驶对于驾驶员和社会都有很大的危害性，现在的实行的超速监测方法远远不能对超速驾驶做到很好的管理。采用本发明可以科学方便的对其进行管理。采用本发明是可以在高速公路的各个不同车道安装感应线圈和驱动器，不同车道的驱动器的发射不同编码的信号；这样，汽车行驶在不同的车道可以接收到不同编码的信号，车载装置便可以判断出不同的限速要求，从而可以做出准确的判定。车载装置接收到限速信号后将记忆限速要求，如接收到新的限速要求，它将自动更新；当汽车行驶中再没有接收到新的限速要求，在一段时间后，车载装置将自动擦除记忆的限速要求。我们可以按要求设置合适的时间和需要限制的车速，并且只需要修改编码就可以修改设置要求。
本发明还对交通违章信息的统计、查询等方面可以得到很好改善。一是通过违章信息接收器将违章信息上传至管理中心，管理中心可以很方便的统计信息；另一是交警巡查、汽车年审时等可以持与违章信息接收器等同的设备，接收汽车上的车载装置的违章信息，便可以检查到车辆的违章记录。另外交管部门还可以设置违章信息查询系统设备，驾驶员只需要通过电子驾驶证便可以方便查询自己的违章纪录。
权利要求
1.一种电子红绿灯汽车行驶监测管理系统，其特征在于，包括设置在每个路口上的与红绿信号灯相连并根据红绿灯的状态产生不同编码的电子红绿灯信号的电子红绿灯信号发射器，设置在车上的可根据感应接收到的所述电子红绿灯信号的编码和时间来判断是否有交通违章、并在与违章信息接收器建立通讯时发射电子违章无线信号的车载装置，和所述车载装置相接用来唯一标识所述车载装置的汽车电子驾驶证，用于接收所述违章信息并进行处理的管理中心。
2.根据权利要求1所述的电子红绿灯汽车行驶监测管理系统，其特征在于，还包括设置在道路上用来接收存储所述电子违章无线信号的违章信息接收器，所述违章信息接收器通过通讯电缆与所述管理中心通讯并将带有时间编码、违章信息接收器地址编码、车载装置身份编码的违章信息传送给所述管理中心。
3.根据权利要求2所述的电子红绿灯汽车行驶监测管理系统，其特征在于，所述管理中心包括用于保存违章信息的违章信息数据库，用于从所述违章信息接收器读取违章信息并和所述违章信息数据库交互的控制计算机。
4.根据权利要求1-3中任何一项所述的电子红绿灯汽车行驶监测管理系统，其特征在于，所述电子红绿灯信号发射器与所在路口的红绿灯保持同步，包括安装在每个路口的发射线圈，与所述发射线圈相连的、用于驱动所述发射线圈发射带有编码的电子红绿灯信号的驱动器，所述驱动器包括与可根据所在路口的红绿灯的状态产生不同编码的编码单元，所述驱动器还包括用来产生限速信号的限速信号单元，通过发射线圈将限速信号对外发射。
5.根据权利要求1-3中任何一项所述的电子红绿灯汽车行驶监测管理系统，其特征在于，所述车载装置包括，在经过所述红绿灯信号发射器可感应接收所述电子红绿灯信号的接收器，与所述接收器相连的根据所述接收器接收到的电子红绿灯信号的编码和时间来判断是否违章、判断汽车是否超速违章行驶的判断单元，与所述判断单元相连的用来存储违章信息的存储单元，用来发射无线违章信号的车载发射单元，用来进行人机交互的显示控制单元，用来控制汽车油路、发动机电路的锁定解锁单元，用来检测车速的车速监测单元。
6.根据权利要求5所述的电子红绿灯汽车行驶监测管理系统，其特征在于，所述汽车电子驾驶证为电子卡，所述车载装置还包括用来读取所述汽车电子驾驶证信息的读卡单元。
7.一种电子红绿灯汽车行驶监测管理方法，其特征在于，使用设置在路口用于发射带有编码的红绿灯信号的电子红绿灯信号发射器、设置在车上的通过接收红绿灯信号判断是否有交通违章并在并在与违章信息接收器建立通讯时发射电子违章无线信号的车载装置、设置在道路上用来接收存储电子违章无线信号的违章信息接收器、从所述违章信息接收器接收违章信息进行处理的管理中心；其中电子红绿灯信号发射器发射带有编码的红绿灯信号的编码方法为根据路口位置分配给每个电子红绿灯信号发射器一个固定的编号，电子红绿灯信号发射器根据其编号和所在路口的红绿信号灯的状态进行编码；车载装置判断汽车是否违章的步骤如下A1)车载装置接收到带有编码的第一红绿灯信号；A2)车载装置根据是否在设定时间内接收到的第二红绿灯信号和/或接收到的第二红绿灯信号判断汽车是否违章。
8.根据权利要求7所述的电子红绿灯汽车行驶监测管理方法，其特征在于，在步骤A1中还包括如下步骤A1.0)车载装置将时间计时器清为“0”并开始计时；在步骤A2中还包括如下步骤A2.0)时间计时器计时到设定的时间“T”，车载装置判断是否收到第二电子红绿灯信号，如果没有收到，将时间计时器清为“0”，继续执行本步骤；如果收到执行步骤A2.1；A2.1)根据收到的第一电子红绿灯信号和第二电子红绿灯信号的编码判断是否违章，然后回到步骤A1。
9.根据权利要求7-8中任何一项所述的电子红绿灯汽车行驶检测管理方法，其特征在于，在步骤A2中，如果车载装置判断到汽车违章，车载装置产生无线违章信息并在与违章信息接收器建立通讯时发送带有身份编码和消息编码的无线违章信号。
10.根据权利要求9所述的电子红绿灯汽车行驶监测管理方法，其特征在于，在步骤A2之后还包括如下步骤A3)违章信息接收器收到无线违章信号后将无线违章信号存入管理中心的数据库中，同时违章信息接收器向车载装置发送带有车载装置身份编码和消息编码的“收到”信息。A4)如果车载装置收到违章信息接收器发送的“收到”信息，删除违章信息；如果车载装置没有收到违章信息接收器发送的“收到”信息，违章信息存储在车载装置中，等到与违章信息接收器建立通讯时再次发送。
全文摘要
一种电子红绿灯汽车行驶监测管理系统，包括电子红绿灯信号发射器，设置在车上的可感应接收所述电子红绿灯信号的车载装置，用来接收存储所述电子违章无线信号的违章信息接收器，管理中心。本发明还公开了汽车行驶监测管理方法，车载装置根据接收到的带有编码的红绿灯信号来判断是否违章。由于本发明的电子红绿灯汽车行驶监测管理系统和方法通过发射带有编码的红绿灯信息，采用无线报警信息进行违章信息的上报，因此适用于各种天气条件，保证监控的准确性，降低了交通监控的成本；并可根据需要使用不同的编码方式来解决单行道汽车行驶管理、公交车专用车道分配的管理、没有右转弯辅道的红灯允许右转的交通管理、违章停车、公路不同车道的限速管理、停车收费等问题。
文档编号G08G1/095GK1831891SQ20051003355
公开日2006年9月13日 申请日期2005年3月8日 优先权日2005年3月8日
发明者肖东平 申请人:深圳市东仪电子有限公司