专利名称：一种高速公路智能交通管理系统、设备及技术的制作方法
技术领域：
本发明提供了使用一种高速公路智能交通管理系统及设备的高速公路交通监管技术，其范围包括并不限于高速公路的出入口指示、路牌指示、路况说明、路线导航、超速警告、路面故障通告、道路流量监控等。
背景技术：
高速公路需要进行管理、养护、流量诱导等工作，要能通过各种手段通知驾驶人员路面交通情况，要在各种天气条件下都使道路通畅、使道路尽可能地能正常使用。目前，高速公路管理还处于一个比较初级的阶段，道路指示依旧使用的是将静态标牌以显目的字体标示在道路旁边或路面上方，如“事故高发路段，注意安全”，“下一出口200m”之类。驾驶人员控制车速在适当水平(太快，看不见信息；太慢，影响道路通行效率) 观察这些指示标牌上的信息，判断应该采取的措施。现有技术问题
首先，现有技术能向驾驶人员传达的信息有限。由于野外条件限制，路旁标牌上尽量采用一些比较大而醒目的文字或图案，以方便驾驶员观看，而标牌面积又有限，所以标牌上的提示文字就会比较少，提示信息未免就不够全面，图案每个人的理解可能会有偏差，可能还会出现一些让人看不懂的标牌。这些问题都使得提示标牌的提示能力弱化、甚至丧失。其次，现有技术引导能力有限
现有技术的路旁信息指示标牌在遇到雨、雾、雪等天气的情况下，这些提示信息牌可能就看不清、甚至看不见，影响路牌的使用效果，如果天气情况非常恶劣，这些路牌甚至是完全失效，起不到任何提示作用。。而且，现有技术的分岔路口信息指示牌只能设置在分岔路口，无法提前显示给驾驶人员，但是，在距离分岔路口的安全距离处，由于信息指示牌太远，驾驶人员看不清指示牌的内容，无法根据信息指示标牌提供的信息提前选择车道；高速公路上的车辆速度又很快，等车辆到了岔路口看清指示牌，再选择车道又晚了。为了看清路口信息指示牌，驾驶人员只能从很远的地方就开始减速慢性，缓慢通过，这样就又影响了道路的通行效率。总之，做这些路牌花了不少钱，可是实际效果却非常有限。第三，现有技术无法使所有驾驶员理解
现在国际交流日益频繁，跨境的高速公路日益增多，各国人员之间交流越来越密切，在高速公路上开车的人可能有很多其他国家的人。但是，目前的路旁的指示标牌只能使用一种问题和一些图案，这些文字和图案可能是其他国家的人无法理解的。第四，现有技术安全隐患多
由于高速公路上的车速比较快，驾驶人又要注意交通安全，难免会有被遗漏、错看的路旁的指示牌信息，导致驾驶员误了高速出口或在岔路口走错了路。特别是岔路口地区，驾驶员很难在短时间内看清标牌，选择正确的道路。一旦走错路，要开很远才能有出口或调头的地方，有些驾驶人员为了避免信息遗漏，就在分岔路口停车、在分岔路口连续变换车道，甚至有人错过路口后在高速公路上倒车、逆向行车，这些都是非常危险的行为，极易引发交通事故。这些都是现有技术造成的重大安全隐患。第五，现有技术造成的能耗高、社会成本高、环境污染大、不环保
由于上面所述种种原因，经常造成驾驶人员错看、漏看标牌信息，错过出入口、走错岔路口，为了安全行车，众多驾驶人员就只能按着错误的路线一直走下去，寻找其他出入口和返回的行车道路。这都造成无谓能源浪费、无谓的时间浪费、无效的道路占用量，给驾驶员、高速公路、社会等多方造成巨大的成本浪费和环境 污染等一系列问题。第六，现有技术信息更新滞后、成本高
现有技术只能一次性放置静态指示牌，无法根据道路实时情况，随时根据路面情况及时调整需要向驾驶人员传递的路旁指示牌信息。高速公路往往几百上千公里，要想更新一次沿线的路旁指示标牌，需要花费巨大的社会、经济成本，更新周期也非常长。
发明内容
本发明提出了一种高速公路智能交通管理系统及设备，以及使用该系统和设备的高速公路交通监管技术，实现对高速公路的交通监管，出入口指示、路牌指示、路况说明、路线导航、超速警告、路面故障通告、道路流量监控等功能，提高高速公路管理、养护的效率。本发明提出的高速公路智能交通管理系统包括车载子系统、路面子系统两大部分。其中
车载子系统包括无线收/发模块、车载终端输入/输出模块、车载终端计算模块、车载定位模块(可选)等；
路面子系统包括无线收/发装置、路面电子标牌、视频监控设备、传输设备、监控中心
等；
其中
车载子系统无线收/发装置负责车载子系统和路面子系统的信息交换，从路面子系统接收信息，在需要时，向路面子系统发送车载子系统的信息；车载终端输入/输出模块负责从外界接收信息(比如，接收从无线收发模块传来的信息，以及从人机界面上接收的信息)，以及向外界发送信息(比如，通过声光手段将车载终端计算结果显示给驾驶人员)；车载终端计算模块负责处理无线收发装置接收到的各种信息，指导行车(可以在人机界面上输出信息供驾驶人员参考，也可以由车载终端直接控制车辆)；车载定位模块用于随时确定车辆的实际位置。路面子系统无线收/发装置负责路面子系统和车载子系统的信息交换，把路面电子标牌上的信息，传递给车载子系统，在需要时，接收车载子系统发送给路面子系统的信息；路面电子标牌上面保存高速公路运管机构需要向车辆驾驶人员传递的各项信息，可以包括但不限于，高速公路的有关道路情况、运营情况、天气情况等，比如交通监管，出入口指示、路牌指示、路况说明、路线导航、超速警告、路面故障通告、道路流量监控等等各项信息。视频监控设备负责实时、连续的监控路面情况，包括并不限于路面流量情况，道路安全情况、路面事故情况、路面损毁情况，天气对道路的影响情况等，并把监控到的信息存储、保留，在适当时机把这些信息通过传输设备传送给监控中心；
传输设备负责把路边电子标牌、视频监控设备等搜集的车辆信息传递给监控中心，或把监控中心给路边电子标牌、视频监控设备等的控制、更新信息传送给路边电子标牌、视频监控设备等；
监控中心负责根据从路面电子标牌、视频监控、上级管理机构、其他关联业务机构等各方面搜集到的各种监控信息随时进行电子路牌信息更新、指挥调度、管理高速公路运营等;
根据本发明的一个方面，提供了一套使用该系统和设备的高速公路交通监管技术运营方法，包括以下步骤
1.高速公路运管机构在路面电子标牌中存放需要向驾驶人员传达的各项信息，比如包 括并不限于出入口信息、岔路口信息、前方天气情况、路面交通事故情况等等，并在其中设置无线收发；
2.闻速公路运管机构在闻速公路适当位直布放电子标牌(比如出入口、盆路口、事故闻发地段、需要确认车距的地段、需要选择路径的地段等等)，每一处电子标牌中存储运管机构需要向车辆驾驶人员传递的与该处位置相关的各种信息，比如包括并不限于说明出入口情况，路牌指示、路况说明、路线导航、超速警告、路面故障通告、道路流量监控等；
3.如果设有监控中心，通过传输设备将这些电子标牌和监控中心连接起来；如果，暂时不设置监控中心，这些电子标牌可以单独使用；
4.高速公路运管机构在高速公路适当位置布放视频监控设备，实时采集路面交通情
况；
5.如果，设有监控中心，通过传输设备将这些视频监控设备和监控中心连接起来；如果，暂时不设置监控中心，这些视频监控设备可以单独使用；
6.车辆进入高速公路前，驾驶人员在车载设备领用处(如高速公路收费站、车辆4S店、或高速公路运管机构指定的其他指定领用处)，领取相关车载设备并按要求安装到车辆指定位置。7.车辆进入高速公路后，当车辆经过电子标牌位置时，车辆上的车载设备无线收/发装置接收路面上电子路牌上的内容，并传递给车载终端；
8.车载终端收到无线收发装置传递来的地面信息后，对这些信息进行处理、将处理结果转换成驾驶人员可以理解的声、光信息，并在车载终端的人机界面上输出这些信息，供驾驶人员参考，比如用多国语言或选定国家的语言发出语音提示——“前方200m为事故多发路段请谨慎驾驶”；也可以由车载终端根据这些信息直接控制车辆，比如减速、变道(这需车辆制造商支持);
9.车辆进入高速公路后，当车辆经过视频监控位置时，监控、记录设备记录车辆信息，视频监控设备还实时监控记录道路损毁情况、交通事故情况、恶劣天气对道路的影响情况；
10.路面电子标牌、视频监控等路面设备可以搜集路面车辆信息等情况通过有线、或无线传输设备报告给监控中心；
11.监控中心根据路面电子标牌、视频监控、上级管理机构、其他关联业务机构等各方反馈的情况随时动态调整路面标签的内容，比如某一路段有车祸发生，可以在车祸路段前方电子标牌内容更新为“前方XXXX米有车祸发生，请谨慎驾驶”，“前方XX公里有大雾，请谨慎驾驶”，或调整视频监控设备摄像头拍摄角度，或者，根据搜集到的车辆信息指挥调度，t匕如，某一车辆非法长时间占用紧急停车带，可以指挥高速交警前往处理，某出入口车辆大量积压，提前在前方电子路牌中更新提示内容，诱导车辆从其他路段出入。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中
图I是一种路面子系统不意图； 图2是一种车载子系统示意图
图3是一种车载设备和路面电子标牌通射频技术传递数据的示意图 图4是一种路面子系统安装、使用情形示意图
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。根据本发明思想，实现路面电子标牌以及车载设备的无线收/发技术，可以有多种方式，如RFID技术、GSM技术、3G技术、LTE技术、4G技术、wimax、wifi技术等等。这里以RFID技术为例做以示例说明，其他技术可以类似操作。图I是一种路面子系统示意图，路面电子标牌的无线收发装置读取路面电子标牌存储模块中的信息，或将从外界接收的车辆信息、路况信息等写入路面电子标牌存储模块保存，路面电子标牌存储模块将自身存储的信息通过传输系统传递给监控中心，监控中心通过传输系统将需要修改的电子路牌的信息，发送给电子路牌存储模块，实现远程维护电子路牌信息。视频监控设备通过传输系统将记录的路况信息等传送到监控中心，监控中心可以通过传输系统远程调控视频监控设备；
图2是一种车载子系统示意图，车载子系统无线收发模块、计算模块、输入/输出模块等，通过总线方式连接起来，彼此之间可以传送数据信息。驾驶人员可以通过输入模块输入要去的目的地等必要的输入参数信息，通过总线传输给计算模块；无线收发模块通过无线方式接收路旁电子路牌中的路况等信息，通过总线传输给计算模块；计算模块处理接收到的各类信息后，产生计算结果通过总线传输给输出装置，通过对应的声光输出手段向驾驶人员显示路况信息等；
图3是一种车载设备和路面电子路牌通射频技术传递数据的示意图，路面电子路牌的存储器存储需要向驾驶人员传递的路况信息，微处理器将保存在电子标牌存储器中的数据信息，通过射频方式传递给车载设备，车载设备的微处理器对这些数据进行加工处理后，再在车载设备的声学、光学输出设备上显示输出，供驾驶人员使用；
图4是一种路面子系统安装、使用情形示意图，路面电子标牌、视频监控设备都安装在横跨高速公路的龙门架上，车辆经过时，车载设备的RFID读卡器直接读取RFID路面电子路牌的数据；视频监控设备拍摄车辆信息和路面信息，RFID路面电子路牌、视频监控设备将记录的现场信息通过传输系统传递给监控中心，监控中心可以通过传输系统对RFID路面电子路牌和视频监控设备做远程维护；
当驾驶员进入高速公路的入口处时，工作人员将该车辆的车牌、到达目的地等信息通过输入设备写入车载终端，并将该车载终端发给驾驶员。这样，当车辆进入了 RFID高速公路监管路段，一旦经过RFID路面电子路牌附近时，就会将该路牌中的路况信息通过无线传输传送到车载终端，车载终端根据收到的信息播放该路段相应的声光提示，从而达到及时提示驾驶员的目的。同时，车载终端还可实现高速公路导航功能，可通过输入模块向车载终端写入车辆行使目的地，车辆经过RFID路面电子路牌时，接收电子标牌中的路径，车载计算模块计 算下一步的行使路径，通过输出模块的声光输出设备提醒驾驶人驾驶的路径。根据高速公路上安装的RFID电子路牌位置以及车辆通过对应RFID电子路牌的时间，可以方便的计算出车辆行驶速度，因此该车载终端还具备了测速功能，可以提醒驾驶人是否超测。当车辆驶出高速公路时，驾驶员将车载终端交还给高速公路管理人员。管理人员可以知晓车辆在途中是否超速、在哪里超速、超速多少。本发明可最大限度充分利用各种无线、有线接入技术等实现信息的收发、传输，方便实施，有益于节约资源、共享资源、提高效率，经济效益、社会效益巨大。应当注意
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高速公路智能交通管理系统、设备及技术是一种高速公路智能交通管理系统的车载子系统、路面(旁)子系统、传输子系统等设备和系统之间，及时有效传递在高速公路上的道路信息情况、车辆运行信息情况、天气情况等等各种道路运管需要的各种信息的高速公路运输管理技术，以及运用这些技术的设备组成的系统，其特征在于 系统包括路面子系统、车载子系统两大子系统，其中车载子系统包括无线收/发模块、车载终端计算模块、车载终端输入/输出模块、车载定位模块(可选)等；路面子系统包括无线收/发装置、路面电子标牌、视频监控设备、传输设备、监控中心等； 路面子系统管理、存储、维护高速公路的有关道路情况、运营情况、天气情况等高速公路运管机构需要向车辆驾驶人员提供的各项信息，并通过电子路牌等无线收发手段，与车载子系统交互，向车辆驾驶人员提供这些信息； 路面子系统通过视频监控设备记录高速公路路面上运行的各项情况； 高速公路运管机构在高速公路适当位置布放电子标牌、视频监控设备； 车辆进入高速公路前，驾驶人员在车载设备领用处(如高速公路收费站、车辆4S店、或高速公路运管机构指定的其他指定领用处)，领取相关车载设备和车载无线收/发装置并按要求安装到车辆指定位置； 车辆进入高速公路后，当车辆经过视频监控位置时，监控设备记录车辆信息，并传递给监控中心； 监控中心根据从路面电子标牌、视频监控、上级管理机构、其他关联业务机构等各方面搜集到的各种监控信息随时进行电子路牌信息更新、指挥调度、管理高速公路运营等，比如某一路段有车祸发生，可以在车祸路段前方电子标牌内容更新为“前方XXXX米有车祸发生，请谨慎驾驶”，“前方XX公里有大雾，请谨慎驾驶”;或者，根据搜集到的车辆信息指挥调度，比如，某一车辆非法长时间占用紧急停车带，可以指挥高速交警前往处理，某出入口车辆大量积压，提前在前方电子路牌中更新提示内容，诱导车辆从其他路段出入； 车辆进入高速公路后经过电子标牌位置时，车辆上的无线收/发装置接收路面上电子路牌上的内容，并传递给车载终端； 车载终端收到无线收发装置传递来的地面信息后，对这些信息进行处理、将处理结果转换成驾驶人员可以理解的声、光信息，并在车载终端的人机界面上输出这些信息，供驾驶人员参考，比如发出语音提示“前方200m为事故多发路段请谨慎驾驶”；也可以由车载终端根据这些信息直接控制车辆，比如减速、变道(这需车辆制造商支持)。
2.根据权利要求I所述的一种高速公路智能交通管理系统、设备及技术其特征在于 路面子系统管理、存储、维护高速公路的有关道路情况、运营情况、天气情况等高速公路运管机构需要向车辆驾驶人员提供的各项信息。
3.根据权利要求I所述的一种高速公路智能交通管理系统、设备及技术其特征在于 路面子系统通过电子路牌等无线收发手段，与车载子系统交互，向车辆驾驶人员提供信息，通过视频监控设备搜集路面情况信息，必要时也可通过电子路牌记录车辆信息，监控指挥中心根据各方面搜集的信息调整电子车牌内容，摄像头拍摄角度，交通流量控制，紧急情况处理等。
4.根据权利要求I所述的一种高速公路智能交通管理系统、设备及技术其特征在于 车载子系统通过包括但不限于RFID技术、GSM技术、3G技术、LTE技术、4G技术、wimax、Wifi技术等等的多种无线技术方式，自动从道路上安装的电子标牌获取信息，获知路况、导航等等各项信息，由车载设备加工处理后，通过人机界面的声、光手段自动播报给驾驶人员。
5.根据权利要求I所述的一种高速公路智能交通管理系统、设备及技术其特征在于 可以为驾驶人提供向车辆驾驶人员传递各项信息服务，可以包括但不限于，高速公路的有关道路情况、运营情况、天气情况，比如交通监管，出入口指示、路牌指示、路况说明、路线导航、超速警告、路面故障通告、道路流量监控等等各项信息。
6.根据权利要求I所述的一种高速公路智能交通管理系统、设备及技术其特征在于 可以为高速公路运管机构提供实时、连续的监控路面情况，包括并不限于路面流量情况，道路安全情况、路面事故情况、路面损毁情况，天气对道路的影响情况等，并把监控到的信息存储、保留，在适当时机把这些信息通过传输设备传送给监控中心，通过监控中心向社会各方发布。
全文摘要
本发明提出了一种高速公路智能交通管理系统及设备，以及使用该系统和设备实现对高速公路的交通监管的技术手段。可以实现对在高速公路上行驶的车辆主动语音、视觉提示路旁路标信息、出入口信息、路况信息、路线导航、超速警告、路面故障通告等。系统包括车载子系统和路面子系统两大部分。路面子系统包括一组安装在高速公路沿线带有无线通讯能力的电子路牌，每个路牌记载该路段需要向驾驶人员传递的信息，当有车辆经过电子路牌时读取其中的信息，供车载子系统使用；另外，路面子系统包括一组安装在高速公路沿线的视频监控设备，实时监控路面情况。车载子系统接收从路面子系统中读取来的信息并进行加工处理，将结果通过声、光手段向驾驶人员播报。
文档编号G08G1/00GK102930714SQ20121041434
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月26日 优先权日2012年10月26日
发明者徐成琦 申请人:徐成琦