一种高速公路车辆快速通关、不停车缴费、安全预警、大雾监测、指挥管理综合系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高速公路通行管理、收费管理、车辆安全预警、报警求助、大雾监测、交通指挥等方面的应用，具体涉及一种高速公路车辆快速通关、安全预警、大雾监测、指挥管理综合系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着我国高速公路通车里程的快速增长，伴随而来的高速交通事故也跟着快速增长。据统计，我国每年因高速公路交通事故死亡人数达数万人，因此而带来的损失高达数十亿人民币，每年因高速公路交通事故造成数万家庭破碎!虽然国家相关部门也在不断加强对高速公路的管理与事故预防，但高速公路交通事故率却还是在每年增长，因此如何有效降低高速公路交通事故率，成为全人类急需解决的难题。
[0003]通过对造成高速公路交通事故发生的各种因素进行调查、分析、总结，再根据总结出的结果有针对性地进行研究设计而成，因此本发明能有效降低高速公路交通事故发生率。导致高速公路交通事故的原因有:1、大雾大雾是造成高速公路交通事故的一大诱因，尤其是在冬季，局部大雾造成车辆追尾事故频发;2、超速超速行驶导致车辆追尾、失控，从而造成交通事故;3、司机注意力不集中或疲劳驾驶导致追尾、失控;4、车辆刹车失灵或机械故障车辆失控导致交通事故;5、二次交通事故当前方发生交通事故或有车辆停靠时，后方车辆无法预知，导致追尾;6、低速行驶引发交通事故;7、违法停车引发交通事故;8违规倒车及逆行引发交通事故有的车辆由于错过出口，于是选择倒车或逆行引发交通事故。
[0004]需要用到两大关键的技术应用，一个是车辆定位技术，一个是数据无线传输技术，这两大关键技术的性能指标直接影响本发明所述的各项功能。对于车辆定位方面的技术，目前己经很成熟，很精准。到目前为止，我国北斗系统的增强定位技术己经可以达到厘米级，甚至可以达到毫米级，这样的定位精度对于本发明所需功能要求，己经绰绰有余;对于数据无线传输方面的技术，目前可以采用的有GPRS和WIFI APRS无线传输目前己经发展到4G技术，4G无线网络定覆盖广，容量大，传输速度快，理论传输速度可以达150M/秒，这样的传输速度己经远远超过本明所需的数据传输速度，并且GPRS无线传输技术还在不断的升级进步中。对于GPRS无法覆盖的高速公路，可以沿公路设置无线WIFI链路，无线WIFI传输容量大、稳定性好，传输速度快，完全可以满足本发明的数据传输要求。在本发明中需要用到的其它技术像导航技术、数据无线传输和存取技术、数据分析比对技术、无线语音视频技术、车牌车辆识别技术、大雾影像分析技术等都是可以通过软件设计得以实现的技术，与这些技术应用相同或相类似的案例己经非常多，因此按照目前的硬件与软件技术现状，要实现本发明中所述功能己经基本不存在问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种高速公路车辆快速通关、不停车缴费、安全预警、大雾监测、指挥管理综合系统及方法。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0007]本发明所述的一种高速公路车辆快速通关、不停车缴费、安全预警、大雾监测、指挥管理综合系统及方法，包括实现对车辆实施通行管理、安全预警、报警求助、交通指挥的车载设备及方法;实现对高速上车辆进行监控、指挥、通讯的指挥系统及方法;实现车辆不停车驶入高速、不停车缴费驶出高速的系统及方法;实现对大雾进行监测、报警的方法。
[0008]在上述技术方案基础上优选，其中实现对车辆实施通行管理、安全预警、报警求助、交通指挥的车载设备及方法中，所述车载设备内置单独为高速公路制作高精度双向纯平面俯视电子地图，所述车载设备是智能手机的改进型，设置S0S求助按钮、大雾报警按钮、缴费按钮，每个车载设备对应一个与其它车载设备不重复的ID号，所述车载设备内置北斗导航数据处理芯片、GPRS模块和WIFI模块，所述车载设备运行特制程序，该程序有三个版本，一个是高速专用版本，一个是车主自购版本，另一个是智能手机APP安装版本，所述车主自购版本和所述智能手机APP安装版本除实现高速专用版本所有功能外，还内置普通导航功能、普通卫星定位追踪功能;所述方法为在高速管理部门指挥中心设置数据处理中心，数据处理中心设置车辆监测服务器、数据存取服务器、大雾监测服务器，所述车载设备程序将判定为停止行驶、逆行、超低速行驶和超高速行驶的代表该车辆的图标以红色显示并不断闪烁，同时发出报警提示音;驾驶员在高速公路上遇到紧急突发事件需要求助时，连续按二次所述车载设备上的S0S求助按钮后，所述车载设备程序利用GPRS或WIFI无线网络向高速指挥管理中心的管理系统发出通话请求，指挥中心管理人员收到该通话请求后在管理电脑软件界面上点“确定”后接通该通话，点“取消”放弃该通话请求;指挥中心服务端程序收到大雾报警图片后立即显示在指挥中心大雾管理电脑桌面上，并同时在中心大屏幕上发出提示信息。
[0009]在上述技术方案基础上优选，所述数据处理中心各服务器接入高速互联网，车辆监测服务器上安装运行特制的车辆监测程序，数据存取服务器上安装运行特制的数据处理程序，大雾监测服务器上安装运行特制的大雾监测程序，车辆监测服务器上安装运行特制的车辆监测程序，数据存取服务器上安装运行特制的数据处理程序，大雾监测服务器上安装运行特制的大雾监测程序，所述的数据处理程序将收到的导航数据存入两个数据表，数据表一存放每个车载设备累积的导航数据，数据表二存放每个车载设备最新一次的导航数据，所述的数据处理程序收到一个导航数据的时候，以该导航数据在所述电子地图上的坐标为参照点，所述的数据表二中筛选出以车辆行驶的方向，坐标位置距所述参照点2公里内的所有导航数据，并将这些导航数连同该导航数据所属车载设备ID号通过无线网络发送给所述车载设备，所述车载设备程序将收到所述的数据处理程序发来的导航数据坐标匹配到所述的电子地图上，所述匹配到电子地图上的每一个坐标点用一个小图标代表，每一个小图标代表一辆车，不同类型的车用不同样式的小图标代表，所述车载设备程序比所述的数据处理程序发来的属于同一车载设备的导航数据，前后两次导航数据无变化的，判定车辆停止行驶;前后两次导航数据的平面坐标移动方向与车辆行驶方向相反的，判定为逆行，前后两次平面位移距离除以时间得出行驶速度，行驶速度大于高速最高限速值的判定为超高速行驶，行驶速度小于高速最低限速值的，判定为超低速行驶，当车辆在高速公路上遇到大雾时，驾驶员连续按二次所述车载设备上的大雾报警按钮，所述车载设备自动抓拍一张车辆正前方照片发送到权利要求11所述的数据中心服务器上。
[0010]在上述技术方案基础上优选，其中实现对高速上车辆进行监控、指挥、通讯的指挥系统及方法，所述指挥中心设置一面高清大屏幕显示屏，大屏幕分成上、下两个显示区域，上、下两个区域分别都显示高速公路电子地图，所述大屏幕上部分监视高速车辆的行驶状态，下部分监测大雾情况，车辆监测程序把收到的所有最新的导航数据以平面坐标的形式匹配到所述显示在大屏幕上的高速公路电子地图上，每一个坐标点用小图标代表，每一个小图标代表一辆车，不同类型的车用不同样式的小图标代表，所述车辆监测程序分析比较收到的属于同一车载设备的导航数据，前后两次导航数据无变化的，判定车辆停止行驶，前后两次定位数据坐标位移方向与行车方向相反的，判定为逆行，前后两次数据坐标平面位移距离除以时间得出行驶速度，行驶速度大于高速最高限速值的判定为超高速行驶，行驶速度小于高速最低限速值的，判定为超低速行驶，所述车辆监测程序将判定为停止行驶、逆行、超高速行驶、超低速车辆行驶的状态表述为行驶异常，所述车辆监测程序将行驶将异常的车辆的代表图标以红色显示并不断闪烁，同时发出报警提示音，指挥中心管理人员监测到行驶异常的车辆时，通过在大屏幕上操作，使用点选、框选、条件筛选的方式实时向选中的一辆或多辆上的车载设备同时群发文字或语音信息，指挥中心管理人员通过在大屏幕上操作，采用点选的方式向选中的单辆车上的车载设备发起实时的语音或视频通话，指挥中心管理人员发起的实时的语音或视频通话无需车载设备同意即可立即接通。
[0011]在上述技术方案基础上优选，其中实现车辆不停车驶入高速、不停车缴费驶出高速的系统及方法，在高速入口和出口每车道前设置一台车辆正面抓拍摄像机，在入口各车道收费室设置一台电脑，电脑上安装入口管理程序，并设置一台扫描二维码用摄像头，在出口各车道收费室设置一台电脑，电脑上安装出口管理程序。
[0012]其中，不带所述车载设备和未安装智能手机APP通行管理程序的车辆驶入高速入口道闸前停车领取车载设备，所述抓拍摄像机对车辆抓拍一张照片，通过所述入口管理程序的图像识别功能将该车的车牌号和车辆类型识别成文字数据，高速入口工作人员提前将车载设备开机，开机后车载设备显示屏幕上显示一个代表该车载设备ID号的二维码，工作人员用所述摄像头扫描该二维码，将所述车载设备ID号读出，所述入口管理程序通过无线网络将该车号牌、车辆类型等数据发送给所述车载设备，车载设备收到并存储所述车辆信息数据后，立即在显示屏幕上出现高速公路的出口点供驾驶员选择，驾驶员通过点击选择正确的出口点，车载设备将该出口点代码、车载设备ID号和该车号牌、车辆类型等数据通过无线网络发送给服务器端数据处理程序，同时给入口管理程序发送一条开启入口道闸的命令，所述入口管理程序收到所述开启道闸命令后，抬起道闸，车辆驶入高速，入口管理程序删除预置放行数据库中的所述号牌信息；
[0013]其中，自带车载设备的车辆或持有安装了APP通行管理程序智能手机的车辆驶入高速入口 100米范围内后，所述车载设备程序(或所述APP程序)根据卫星定位数据，识别出车辆即将要驶入的高速名称，根据高速名称检索出所述高速服入口管理程序发送地址、高速所有出口名称，然后在所述车载设备(或所述智能手机)显示屏上显示出高速出口选择面板并用语音播报出来，驾驶员通过点击选择或声控选择目标出口点后，所述车载设备程序(或所述APP程序)将选择的高速出口点和所述车载设备程序(或所述APP程序)内预先设置的