专利名称：交通预警方法、发信机、收信机及交通预警系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及交通安全领域，具体而言，涉及一种交通预警方法、发信机、收信机及交通预警系统。
背景技术：
道路交通运输在国民经济运行中承担着极其重要的角色，也是人们出行的一个重要选择方式，随着车辆保有量的增多，交通运输变得日益拥挤、繁忙，各种道路交通事故随之频繁发生，为了最大限度地避免交通事故的发生，充分利用各种道路交通状况信息来进行有效的交通安全预警成为摆在我们面前的一个紧迫课题。在道路交通活动中，各种道路交通状况信息对驾驶人的安全驾驶至关重要，对驾驶人来说，这些道路交通状况信 息就是具有交通安全预警价值的预警信息。目前，这类信息的来源主要包括如下途径:1、道路交通标志，主要使用文字或符号来传递引导、限制、警告或指示信息；2、道路上的信息显示牌，特点是显示的字体通常很大，一般采用滚动等显示方式显示，驾驶人经常看不全信息的内容；3、机动车在道路上发生故障或者发生交通事故，妨碍交通又难以移动的，驾驶人按照规定开启危险报警闪光灯并在车后规定位置设置警告标志，夜间还应当同时开启示廓灯和后位灯；4.车辆驾驶人靠肉眼判断车距、天气情况、路面交通状况。面对这些预警信息，驾驶人会做出自发的、朴素的交通安全预警，用以指导自己的驾驶行为，改善行车的安全性。上述驾驶人的交通安全预警行为自然存在于其驾驶行为中，是保证安全行车的重要环节，但该预警行为带有明显的、无法克服的局限:1、预警信息传播方式原始，需要驾驶人依靠肉眼直接观察，因而预警信息传播距离短且不可避免地会受到可视距离、视角、障碍物、行驶速度、光照度、能见度、驾驶人精神状态、刺眼的阳光或会车时的强光等因素的严重影响，导致其预警效果不总是可靠，而且获得的预警时间短、预警距离近，且无法针对可视区域外的交通状况做出预警；2、缺乏系统工程的协调机制，无法获得最优化的预警效果，预警信息没有主动性，只能被动地等待驾驶人通过人体感觉器官感知，产生预警信息的主体和车辆驾驶人之间没有更有效的信息传递渠道，驾驶人也无法在自车发生事故及异常的情况下主动向可视区域外的其他车辆发出预警信息或在正常驾驶过程中接收到其他交通参与主体在可视区域外发出的预警信息，使得预警效果大打折扣。驾驶人预警行为的这些局限往往会导致连环车祸频繁发生，造成大量人员伤亡和财产损失，同时还导致道路交通的阻断。
发明内容
本发明的目的在于提供一种交通预警方法、发信机、收信机及交通预警系统，使用信息处理、无线电收发、定向天线、广播式通信、中继转发、报警显示等技术处理并传递交通预警信息，拓宽其传播途径、改进传播方式、延长传播距离、提高传播的有效性和信息的主动性，实现道路交通各主体之间充分的信息共享，为车辆驾驶人提供在异常情况形成现实危险之前的、预警距离最远达公里级的、预警时间最长达分钟级的道路交通安全早期预警；同时实现交通标志设施使用发送装置(发信机或交通预警系统)通过无线电波向车辆上的接收装置(收信机或交通预警系统)传递其交通标志信息并显示或用语音播报给驾驶人，且，可选地，对应于收到的指定种类的交通标志信息，所述接收装置发出主动告警信号。在本发明的实施例中提供了一种交通预警方法，包括:A.信息发送方根据输入的交通状况信息确定并触发与所述交通状况信息相对应的交通预警信息，所述交通预警信息通过自动触发、手动触发或按时间周期循环触发；B.所述信息发送方将所述交通预警信息按照预设方式进行编码，得到交通预警基带信号，使用所述交通预警基带信号对载波进行调制得到已调制交通预警信号；C.所述信息发送方使用广播式的通信方式，将调制得到的已调制交通预警信号通过发射天线以无线电波的形式进行定向或全向的发射；D.信息接收方接收从特定方向以无线电波的形式传送来的已调制交通预警信号;E.所述信息接收方对所述已调制交通预警信号进行解调得到交通预警基带信号;F.所述信息接收方按照预设方式对所述交通预警基带信号进行解码，得到所述交通预警信息；G.所述信息接收方根据解码得到的所述交通预警信息作出相应的预警输出。优选的，在F之后，所 述交通预警方法还包括:H.所述信息接收方将所述交通预警信息与需要转发的交通预警信息集相比较，如果所述交通预警信息包含在所述需要转发的交通预警信息集中，则，1.在多个所述信息接收方之间以层次式拓扑结构单向逐层对针对同一个交通状况信息的所述交通预警信息进行多层数的中继转发，所述交通预警信息被中继转发的最大层数为设定值。优选的，每一个处在所述层次式拓扑结构中的所述信息接收方在中继转发所述交通预警信息的同时还发送转发层数；位于下一层上的所述信息接收方在通过无线电接收、解调、解码得到中继转发来的所述交通预警信息的同时还得到转发层数；位于所述层次式拓扑结构中不同层上的所述信息接收方所发送的所述转发层数均不同，而位于同一层上的所述信息接收方所发送的所述转发层数则相同，所述信息接收方发送的所述转发层数为位于上一层上的所述信息接收方发送的转发层数加1，位于第一层上的所述信息接收方发送的转发层数为I;如果所述信息接收方接收到的转发层数等于所述设定值，或如果所述设定值为0，则所述信息接收方不转发所述交通预警信息。优选的，所述交通预警信息包括以下任一种:交通标志信息、交通管制指挥引导信息、交通异常信息、车速信息、交通事故警告信息、车辆故障警戒信息、路面停车警戒信息、车距警示信息、气象异常信息、道路异常信息、车辆异常信息、行驶状态信息、特种车辆请求让行信息、危险品运输车警示信息、呼救信息；和/或，优选的，所述预警输出包括以下一种或多种:语音播报、文字显示、图案显示、信号灯指示、颜色提示、电信号输出、空接点输出、声音报警、光报警、振动报警。本发明实施例还提供了一种采用上述任一项的交通预警方法的发信机，包括:输入与触发组件、第一处理组件、调制组件、发射组件；所述输入与触发组件，用于提供输入交通状况信息的输入界面，并根据输入的所述交通状况信息确定并触发与所述交通状况信息相对应的交通预警信息，所述交通预警信息通过自动触发、手动触发或按时间周期循环触发；
所述第一处理组件，用于将所述交通预警信息按照预设方式进行编码，得到交通
预警基带信号；所述调制组件，用于使用所述交通预警基带信号对载波进行调制得到已调制交通
预警信号；所述发射组件，用于将调制得到的已调制交通预警信号，使用广播式的通信方式，通过发射天线以无线电波的形式进行定向或全向的发射。优选的，所述输入与触发组件包括以下一种或多种:按键、选择开关、通讯接口、汽车运行状态采集电路，所述汽车运行状态采集电路包括以下一种或多种:安全气囊打开信号输入接口、车速输入接口、危险报警闪光灯开启信号输入接口、发动机故障指不信号输入接口。本发明实施例还提供了一种采用上述任一项的交通预警方法的收信机，包括:接收组件、解调组件、第二处理组件和输出组件；所述接收组件，用于接收从特定方向以无线电波的形式传送来的已调制交通预警
信号;所述解调组件，用于对所述已调制交通预警信号进行解调得到交通预警基带信号;所述第二处理组件，用于按照预设方式对所述交通预警基带信号进行解码，得到所述交通预警信息，并根据得到的所述交通预警信息作出相应的预警输出指令；所述输出组件，用于根据所述预警输出指令输出相应的预警输出。优选的，所述输出组件包括以下一种或多种:语音播报组件、指示灯、图文显示器、电信号输出组件、空接点输出组件、声音报警组件、光报警组件、振动报警组件。本发明实施例还提供了一种采用上述任一项所述的交通预警方法的交通预警系统，包括:如上所述的发信机、如上所述的收信机；所述交通预警系统将所述发信机和所述收信机的功能和组件融合为有机的统一体。优选的，所述的交通预警系统，还包括中继转发控制组件；所述中继转发控制组件，用于控制所述交通预警系统对指定的所述交通预警信息进行有最大转发层数限制的中继转发。优选的，所述中继转发控制组件将所述交通预警系统接收到的所述交通预警信息与需要转发的交通预警信息集相比较，如果所述交通预警信息包含在所述需要转发的交通预警信息集中，且最大转发层数设定值大于0，则，进一步，如果所述交通预警系统接收到的所述已调制交通预警信号中不包含转发层数或转发层数小于所述设定值，则，所述中继转发控制组件控制所述交通预警系统转发所述交通预警信息并同时发送转发层数，发送的所述转发层数为接收到的转发层数加1，如果所述交通预警系统接收到的所述已调制交通预警信号中不包含转发层数，则发送的转发层数为I。本发明提供的交通预警方法、发信机、收信机及交通预警系统，能够达到如下的有益效果:本发明的交通预警方法、发信机、收信机和交通预警系统，把根据具体交通情况抽象化出来的交通状况信息归类为交通预警信息，通过自动触发、手动触发或按时间周期循环触发的方式触发交通预警信息，使用信息处理、无线电收发、定向天线、广播式通信、中继转发、报警显示等技术处理并传递交通预警信息，拓宽交通预警信息的传播途径、改进传播方式、延长传播距离、提高传播的有效性和信息的主动性，实现道路交通各主体之间充分的信息共享，为车辆驾 驶人提供在异常情况形成现实危险之前的、预警距离最远达公里级的、预警时间最长达分钟级的道路交通安全早期预警，辅助驾驶人改善行车的安全性，从而降低交通事故的发生率和绝对数量，减少人员伤亡和财产损失，保障道路畅通；同时实现交通标志设施使用发送装置(发信机或交通预警系统)通过无线电波向车辆上的接收装置(收信机或交通预警系统)传递其交通标志信息并显示或用语音播报给驾驶人，且，可选地，对应于收到的指定种类的交通标志信息，所述接收装置发出主动告警信号，这些信息传递手段的应用，能拓宽交通标志信息的传播途径、增加交通标志信息的传播距离、提高交通标志信息的传播效果，改善交通标志设施对交通行为的引导、限制、警告或指示作用，更好地保障行车安全和道路畅通。
图1示出了一个实施例中交通预警系统的结构示意图。
具体实施例方式下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。实施例1:一种交通预警方法，包括:A.信息发送方根据输入的交通状况信息确定并触发与所述交通状况信息相对应的交通预警信息，所述交通预警信息通过自动触发、手动触发或按时间周期循环触发；B.所述信息发送方将所述交通预警信息按照预设方式进行编码，得到交通预警基带信号，使用所述交通预警基带信号对载波进行调制得到已调制交通预警信号；C.所述信息发送方使用广播式的通信方式，将调制得到的已调制交通预警信号通过发射天线以无线电波的形式进行定向或全向的发射；D.信息接收方接收从特定方向以无线电波的形式传送来的已调制交通预警信号;E.所述信息接收方对所述已调制交通预警信号进行解调得到交通预警基带信号;F.所述信息接收方按照预设方式对所述交通预警基带信号进行解码，得到所述交通预警信息；
G.所述信息接收方根据解码得到的所述交通预警信息作出相应的预警输出。采用上述交通预警方法的发信机，包括:输入与触发组件、第一处理组件、调制组件、发射组件；所述输入与触发组件，用于提供输入交通状况信息的输入界面，并根据输入的所述交通状况信息确定并触发与所述交通状况信息相对应的交通预警信息，所述交通预警信息通过自动触发、手动触发或按时间周期循环触发；所述第一处理组件，用于将所述交通预警信息按照预设方式进行编码，得到交通
预警基带信号；所述调制组件，用于使用所述交通预警基带信号对载波进行调制得到已调制交通
预警信号；所述发射组件，用于将调制得到的已调制交通预警信号，使用广播式的通信方式，通过发射天线以无线电波的形式进行定向或全向的发射。采用上述交通预警方法的收信机，包括:接收组件、解调组件、第二处理组件和输出组件；所述接收组件，用于接收从特定方向以无线电波的形式传送来的已调制交通预警 信号;所述解调组件，用于对所述已调制交通预警信号进行解调得到交通预警基带信号;所述第二处理组件，用于按照预设方式对所述交通预警基带信号进行解码，得到所述交通预警信息，并根据得到的所述交通预警信息作出相应的预警输出指令；所述输出组件，用于根据所述预警输出指令输出相应的预警输出。采用上述交通预警方法的交通预警系统，包括:如上所述的发信机、如上所述的收信机；所述交通预警系统将所述发信机和所述收信机的功能和组件融合为有机的统一体。本发明的交通预警方法、发信机、收信机和交通预警系统，把根据具体交通情况抽象化出来的交通状况信息归类为交通预警信息，通过自动触发、手动触发或按时间周期循环触发的方式触发交通预警信息，使用信息处理、无线电收发、定向天线、广播式通信、中继转发、报警显示等技术处理并传递交通预警信息，拓宽交通预警信息的传播途径、改进传播方式、延长传播距离、提高传播的有效性和信息的主动性，实现道路交通各主体之间充分的信息共享，为车辆驾驶人提供在异常情况形成现实危险之前的、预警距离最远达公里级的、预警时间最长达分钟级的道路交通安全早期预警，辅助驾驶人改善行车的安全性，从而降低交通事故的发生率和绝对数量，减少人员伤亡和财产损失，保障道路畅通；同时实现交通标志设施使用发送装置(发信机或交通预警系统)通过无线电波向车辆上的接收装置(收信机或交通预警系统)传递其交通标志信息并显示或用语音播报给驾驶人，且，可选地，对应于收到的指定种类的交通标志信息，所述接收装置发出主动告警信号，这些信息传递手段的应用，能拓宽交通标志信息的传播途径、增加交通标志信息的传播距离、提高交通标志信息的传播效果，改善交通标志设施对交通行为的引导、限制、警告或指示作用，更好地保障行车安全和道路畅通。
需要说明的是:所述发信机、收信机、交通预警系统都是既可以为单独的装置，安装或置放于车辆和交通设施特别是交通标志设施上，或独立布置，也可以与车辆控制系统、车载电脑、防碰撞系统、自动驾驶系统、导航设备、行车记录仪、倒车雷达、警报器、其他车载设备、交通设施特别是交通标志设施等的原有功能融合在一起，制造成多功能设备，与车辆或交通设施融合为一体，这些都归入本发明所要保护的范围。独立布置的以及配备于车辆或交通设施上的所述交通预警系统、发信机或收信机各自功能完整，相互之间地位平等、无从属关系。由目标预警区域内相互独立的所述交通预警系统、发信机或收信机共同组成的整个分布式预警体系中没有中心控制设施或区域中心控制设施，也没有集中、统一的接收、处理和发布信息的设施，所述交通预警系统、发信机或收信机各自独立、自主地运行，相互之间平等地、直接地传递信息。其中，车辆上配备的所述交通预警系统或收信机需要接收目标预警区域内的所述交通预警系统或发信机所发出的预警信息才能完成预警功能，同时所述交通预警系统或发信机又要向目标预警区域内的所述交通预警系统或收信机发送己方信息，才能满足目标预警区域内的所述交通预警系统或收信机实现其预警功能的需要，单台孤立的所述交通预警系统、发信机或收信机无法独自实现预警功能；并且，每台车辆上配备的所述交通预警系统或收信机仅需要接收目标预警区域内的所述交通预警系统或发信机所发出的预警信息就能完成预警功能，其预警功能的实现不需要除所述交通预警系统、发信机或收信机之外的其他设施的辅助。这些工作方式决定了由所述交通预警方法、发信机、收信机以及交通预警系统所组成的交通预警体系的分布式特征。由于只有来自其他车辆、交通设施等交通参与主体的交通预警信息对所述交通预警系统的使用者来说才有预警价值，所以所述交通预警系统虽然同时具有发射无线电信号和接收无线电信号的功能，但所述交通预警系统只接收配备于其他车辆、交通设施上的或独立布置的所述交通预警系统、发信机发出的无线电信号，而不接收自身发出的无线电信号，实现的方法是根据不同种类的交通预警信息，分别采用合理布置发射天线和接收天线的相对位置、为定向天线选择合适的`收发方向以及发讯时停止收讯等综合措施来实现。实施例2:一种交通预警方法，包括如下步骤:步骤101，信息发送方根据交通状况信息确定并触发交通预警信息；交通状况信息是与道路交通状况、车辆状况、交通设施、行车条件等有关交通情况抽象化后的信息，比如:交通事故、车辆故障、道路堵塞、交通标志信息、恶劣天气等等；交通预警信息包括对应各种各样的抽象的交通状况信息的预警信息，比如:交通标志信息、交通管制指挥引导信息、交通异常信息、车速信息、交通事故警告信息、车辆故障警戒信息、路面停车警戒信息、车距警示信息、气象异常信息、道路异常信息、车辆异常信息、行驶状态信息、特种车辆请求让行信息、危险品运输车警示信息、呼救信息。需要说明的是，交通预警信息并不局限于上面所列范围，只要是与交通状况有关的或可能影响到驾驶行为的交通情况，都可以抽象并归类后确定其对应的交通预警信息。上述所说的异常都是相对正常状态而言的，人们可以通过常识结合交通的常规知识进行判断；交通状况信息通过输入设备获得，有自动输入方式，也有手动输入方式。自动输入设备可以为:通讯接口、汽车运行状态采集电路，该采集电路包括:安全气囊打开信号输入接口、车速输入接口、危险报警闪光灯开启信号输入接口、发动机故障指示信号输入接口，比如:交通事故警告信息由车辆在安全气囊打开时自动输入；手动输入设备可以为按键、选择开关等，由使用者手动输入交通预警信息，比如:交通标志信息、交通管制指挥引导信息由交通管理人员输入，路面停车警戒信息、特种车辆请求让行信息由驾驶人输入，等等。可以理解，交通预警信息不包含交通情况的具体细节，而是对具体交通情况的归类与共性提取。在接下来各步骤中涉及的交通预警信息，都是一种概括式的预警信息，接收者只是得到抽象的交通预警信息，不能获取交通预警信息所对应的现场交通情况的具体内容。一条交通预警信息表示了一类交通状况信息，比如:道路异常信息可以对应:道路拥堵、道路维修、道路障碍等一系列交通状况信息。同时，一条交通状况信息也可以对应性确定多个交通预警信息，比如:现场交通事故则可以确定:道路异常信息、交通事故警告信息等交通预警信息。交通预警信息的触发方式有手动触发、自动触发或按时间周期循环触发，对于使用手动触发和自动触发的交通预警信息，在交通预警信息输入的同时即触发交通预警信息。
其中手动触发可以采用按键、选择开关等，通过手动输入、手动在各种预置的交通预警信息中选择等方式输入交通预警信息，所述交通预警信息随之被触发；比如:车辆驶入雾区则手动触发气象异常信息的交通预警信息；驾驶人及车辆处于困境需要求救时手动触发呼救信息。
自动触发可以采用根据某项指标是否合乎标准值的方式来自动触发交通预警信息，获取自车辆运行状态的交通预警信息使用自动触发。比如:汽车安全气囊打开会自动触发交通事故警告信息。按预设的时间周期循环触发的方式，可以为特定的交通预警信息设定循环触发的间隔时间，达到预定循环触发间隔时间则触发该交通预警信息。比如:安装于交通标志设施上的发信机达到预定循环触发间隔时间即触发交通标志信息。不同条件下触发的同一种类的所述交通预警信息也会有变化，比如:根据道路交通状况、天气情况、车辆种类、自身车辆的类型以及行驶状态等条件的不同，自动或由使用者手动选择发出不同警戒距离的所述车距警示信息；步骤102，信息发送方按照预设方式对触发的交通预警信息进行编码得到交通预
警基带信号；其中，对交通预警信息编码采用现有的编码技术，对交通预警信息进行编码，即:将交通预警信息转换成规定的电脉冲信号，以便通过电信号传输。该编码的预设方式在现有的编码技术中任意选择，只要能保证预设方式在编码和解码时达到收发双方共享信息，则可以随意设定。步骤103，信息发送方使用经编码得到的交通预警基带信号对载波进行调制得到已调制交通预警信号；通过调制过程得到的已调制交通预警信号携带有交通预警基带信号，进而也就携带了交通预警信息；
为了提高后续步骤中无线电信号传播环节的抗多径传播效应和同频干扰性能，优选地，调制技术采用编码正交频分复用技术(C0FDM)，此技术为现有技术。步骤104，信息发送方使用广播式的通信方式，将调制得到的已调制交通预警信号通过发射天线以无线电波的形式进行定向或全向的发射；使用广播式的通信方式是为了实现充分的信息共享，将发送出去的预警信息传递给目标预警区域内的全部信息接收方，从而提高预警的可信赖性，防止漏警。该无线电波采用定向或全向的发射方式，定向所选取的方向是以车辆行进的方向作为参照而言的，而全向是指在各个方向上，无线电波的强度是一样的，没有方向性，不同的交通预警信息分别采用定向或全向发射是为了提高预警的目标性，减少乃至杜绝虚警和漏警。比如:交通标志信息向来车方向发送，特种车辆请求让行信息向行车方向发送，而呼救信息的发送则无方向性。需要指出的是，信息发送方在发射无线电波时，按其所携带的预警信息的种类的不同，分别选择使用预先规划的共用频道或独占频道。比如:交通事故警告信息使用共用频道发射，交通管制指挥引导信息、交通标志信息使用独占频道发射；优选地，为 了使相关电子电路易于处理电子信号，步骤103中的载波选用较低的频率，然后使用差频技术，将已调制交通预警信号的载波频率变换为预先规划的频道的频率；差频技术采用现有技术实施；无线电波的发射采用现有的技术实施。步骤105，信息接收方接收从特定方向以无线电波的形式传送来的所述已调制交
通预警信号；特定方向是以车辆行进的方向作为参照而言的，以车辆行进的方向作为参照的不同方向上存在或发生的交通情况对车辆的安全行驶所构成的威胁程度是不一样的，对应于交通安全预警的目的，有针对性地关注特定方向发送来的交通预警信息可以作出更具可用性的预警，比如，接收前方发出的交通事故警告信息，接收后方发出的特种车辆请求让行信息，接收所有方向发出的呼救信息等，都是为了提高预警的针对性和可信赖性，减少虚警和漏警情况。优选地，为了使相关电子电路易于处理电子信号，使用差频技术将接收到的已调制交通预警信号的载波频率变换为较低的频率；无线电波的接收采用现有的技术实施。步骤106，信息接收方对已调制交通预警信号进行解调得到交通预警基带信号；解调采用现有技术实现，通过解调，已调制交通预警信号所携带的交通预警基带信号得到重现。步骤107，信息接收方按照预设方式对交通预警基带信号进行解码得到交通预警信息；解码是编码的逆过程，使用现有技术实现，解码的预设方式是与步骤102中编码的预设方式相对应的方式，通过解码，将交通预警基带信号即特定的电脉冲信号转换成对应的交通预警信息，从而在信息发送方与信息接收方之间实现交通预警信息的传递与共孚。
步骤108，信息接收方根据解码得到的交通预警信息作出相应的预警输出；预警输出包括各种显示或报警，比如:语音播报、文字显示、图案显示、信号灯指示、颜色指示、电信号输出、空接点输出、声音报警、光报警、振动报警等，是驾驶人使用所述交通预警方法获取预警信息的直接环节。上述预警输出分为对驾驶人发出的预警输出和对车载设备发出的预警输出。对驾驶人发出的预警输出包括:积极预警，比如:光报警、声报警，作用是发出告警信号，是一种主动提示行为，能够以突出的方式引起使用者的关注，并接受具体的信息，它们的启动对应于信息的到来，解除对应于使用者的指令或预设时间的到达；消极预警，比如:信号灯指示、图文显示，不具有主动性，需要使用者自主观察才能获取信息，这些预警的生效对应于信息的存在，解除对应于信息的消失。对车载设备发出的预警包括电信号输出、空接点输出等，作用是和具有其他功能的车载设备配合、联动，触发其进入工作状态，以实现对行车安全的系统化控制。由于交通预警信息对应于各种各样的交通情况，道路上存在或发生的不同交通情况对车辆的安全行驶所构成的威胁程度是不一样的，因此不同交通预警信息对行车安全的重要程度也是有区别的，为此，对应于交通安全预警的目的，和各种预警输出的不同特点及效果，针对接收到的不同种类的交通预警信息，信息接收方会向驾驶人选择作出其中一种预警输出或多种预警输出的组合，以提高预警的有效性和灵活性，取得最优化的预警效果。实施例3:延续实施例2中的步骤101-107，为了更充分发挥部分对行车安全有直接重大意义的交通预警信息的预警作用，放大预警效果，信息接收方负有在接收到此类交通预警信息后进行中继转发的义务，在多个所述信息接收方之间以层次式拓扑结构单向逐层对所述交通预警信息进行多层数的转发，随着中继转发的逐层进行，此类交通预警信息被进一步传播到更远的地方，从而使得接收到转发信息的信息接收方增加了预警距离，进而获得更长的预警时间，交通安全预 警带来的安全效益更加显著。但是，如果交通预警信息被转发到无限远处，该信息的预警价值将降低为零，并对整个预警体系产生负面影响，造成大量虚警，降低预警的可信赖性，因此，为防止中继转发的优势遭到滥用，对针对同一个交通状况信息的交通预警信息被中继转发的最大层数进行限制，从而限制交通预警信息被中继转发的最远传播距离。该实施例中假定3个信息接收方参与转发，分别为信息接收方A、信息接收方B、信息接收方C，而预设的最大转发层数为2 (设定值)，即交通预警信息允许最多被转发2层。步骤201，信息接收方A接收到已调制交通预警信号，对其解调、解码仅得到交通预警信息，没有得到转发层数，于是可以确定该预警信息的信息发送方发送的该信息是其自身确定并触发的信息，而不是转发的信息，即:该交通预警信息没有被转发过；步骤202，信息接收方A将得到的交通预警信息与需要转发的交通预警信息集相比较；如果该交通预警信息包含在需要转发的交通预警信息集中，则进行步骤203。步骤203，信息接收方A对交通预警信息进行第一次转发；具体操作为:信息接收方A确定自己为第一次转发,然后确定自己要发送的转发层数为I ;
信息接收方A将交通预警信息和转发层数(I)按照预设方式进行编码，调制，得到自己需要发送的已调制交通预警信号；信息接收方A使用广播式的通信方式，将已调制交通预警信号通过发射天线以无线电波的形式进行定向或全向的发射。步骤204，信息接收方B接收到由信息接收方A发送的已调制交通预警信号，对其解调、解码得到交通预警信息和转发层数(I);步骤205，信息接收方B将得到的交通预警信息与需要转发的交通预警信息集相比较，该交通预警信息包含在需要转发的交通预警信息集中；同时，接收到的转发层数(I)小于预设的最大转发层数(2)，于是，进行步骤206。步骤206，信息接收方B对交通预警信息进行第二次转发；具体操作为:信息接收方B根据接收到的转发层数(I)确定自己要发送的转发层数为2 ；信息接收方B将交通预警信息和转发层数(2)按照预设方式进行编码，调制，得到自己需要发送的已调制交通预警信号；信息接收方B使用广播式的通信方式，将已调制交通预警信号通过发射天线以无线电波的形式进行定向或全向的发射。步骤207，信息接收方C接收到由信息接收方B发送的已调制交通预警信号，对其解调、解码得到交通预警·信息和转发层数(2)；步骤208，信息接收方C将得到的交通预警信息与需要转发的交通预警信息集相比较，该交通预警信息包含在需要转发的交通预警信息集中；但是，接收到的转发层数(2)等于预设的最大转发层数(2)，信息接收方C不转发该交通预警信息。至此完成了对针对同一个交通状况信息的交通预警信息的预设最大转发层数的中继转发。以此类推，可以实现预设的最大转发层数为其他数值的情况的中继转发。按照这种方式，针对同一个交通状况信息的交通预警信息被中继转发的最大转发层数是可以被预设的最大转发层数限制的，因而针对同一个交通状况信息的交通预警信息经中继转发后的最远传播距离是可控的，不会出现将一条针对同一个交通状况信息的交通预警信息传播到无限远处的情况，从而保证了交通预警输出的可信赖性。为了实现步骤201-208的转发，所述交通预警系统还包括中继转发控制组件，该所述中继转发控制组件，用于将所述交通预警系统接收到的所述交通预警信息与需要转发的交通预警信息集相比较，如果所述交通预警信息包含在所述需要转发的交通预警信息集中，且最大转发层数设定值大于0，则，进一步，如果所述交通预警系统接收到的所述已调制交通预警信号中不包含转发层数或转发层数小于所述设定值，则，所述中继转发控制组件控制所述交通预警系统转发所述交通预警信息并同时发送转发层数，发送的所述转发层数为接收到的转发层数加1，如果所述交通预警系统接收到的所述已调制交通预警信号中不包含转发层数，则发送的转发层数为I。
需要说明的是，下一层转发层数为上一层转发层数加I的方式只是一个举例，下一层转发层数可以根据设定方式在上一层转发层数的基础上确定，这都属于本发明的保护范围。实施例4:以交通标志牌为例子的发信机一种发信机，如交通标志牌，具有普通道路交通标志牌的用于显示标志图案、文字的面板及交通标志的图案、文字，同时在图案、文字的背面集成有一个实施例1中所述的发信机和太阳能供电装置，在标志牌的侧面安装发信机的定向发射天线，天线的方向指向标志牌面板有图案和文字的一面面对的方向，该交通标志牌能通过无线电波向车辆发送交通标志信息；交通管理人员通过按键在预置于发信机内部的交通标志信息中选择与该交通标志图案、文字内容一致的交通标志信息作为该发信机的当前工作信息，同时设置循环发讯时间间隔，该间隔优选为10秒，接通电源后收信机即以10秒为间隔定向发送其当前工作信息也就是该交通标志的具体交通标志信息；配备有实施例1中所述收信机或交通预警系统的车辆在驶入该交通标志所发送的已调制交通预警信号的覆盖范围内时，收到其发出的交通标志信息，并将该交通标志信息通过图文显示器显示出来，同时黄色指示灯闪亮，以引起驾驶人注意其显示的交通标志信息。如果收信机或交通预警系统收到的是对行车安全有直接重大意义的交通标志信息，还通过蜂鸣器发出提示音，可选地，收信机或交通预警系统还可以将接收到的交通标志信息用语音播报给驾驶人；太阳能供电装置采用现有技术实现；此交通标志牌通过无线电波以广播式的通信方式将其交通标志信息发送给车辆上的所述交通预警系统或收信机，实现交通标志设施通过无线电波向车辆上的接收装置传递其交通标志信息并显示或用语音播报给驾驶人，且，对应于收到的指定种类的交通标志信息，接收装置发出主动告警信号；此交通标志牌能拓宽交通标志信息的传播途径、增加交通标志信息的传播距离、提高交通标志信息的传播效果，改善交通标志设施对交通行为的引导、限制、警告或指示作用，更好地保障行车安全和道路畅通。接下来，本发明将通过一个结构更为具体的装置来详细描述该实施例1中所述的交通预警系统:实施例5:一种交通预警系统，功能上分为如下模块(图1所示)，电源模块，输入模块2，信息处理、控制模块3，调制解调模块4，无线电发射与接收模块(射频模块)5，输出模块6。在该系统中，第一处理组件、第二处理组件、中继转发控制组件合成为信息处理、控制模块3，调制组件和解调组件合成为调制解调模块4，发射组件和接收组件合成为无线电发射与接收模块(射频模块)5，输入与触发组件即输入模块2，输出组件即输出模块6。各功能模块的电路构成和具体工作方式如下:所述电源模块提供给所述交通预警系统所需的工作电源，由12V直流电源输入接口、12V/5V电压变换电路、可充电锂电池、锂电池充电控制电路组成。电源模块从汽车保险盒里的独立回路接出12V直流电源，供 所述交通预警系统运行所需的电源以及所述可充电锂电池的充电电源，在车辆发生事故而导致所述交通预警系统失去12V直流电源等的异常情况下，由所述可充电锂电池为其供电，以保证事故信息可靠地对外发送。所述输入模块2由键盘、车辆状态信息采集接口电路组成。键盘包括事故发讯、车辆故障发讯、气象异常发讯、道路异常发讯、行驶状态异常发讯、特种车辆请求让行发讯、危险品运输车发讯、呼救发讯等发讯启动按键和停止发讯、声光告警信号解除等按键，用于使用人手动干预所述交通预警系统的工作。所述车辆状态信息采集接口电路包括车速输入接口、安全气囊打开信号输入接口、危险报警闪光灯开启信号输入接口、发动机故障指示信号输入接口，所有输入接口电路均使用光耦隔离电路以防止外部干扰信号的窜入。所述输入模块2的功能是控制所述交通预警系统的发讯、停讯、告警信号消音等。所述信息处理、控制模块3由微型处理器、存储器及辅助电路组成，负责处理所述输入模块2输入的信息并将其输出到所述调制解调模块4，同时还处理所述调制解调模块4传输来的信息并将其传输给所述输出模块6，如果收到的信息是与行车安全直接相关的警告类信息，所述信息处理、控制模块3将立即控制所述系统自动中继转发该警告类信息，以增加该警告类信息的警戒距离。所述信息处理、控制模块3还负责所述交通预警系统的运行控制。所述调制解调模块4由调制、解调电路和中频发生器电路等组成，负责将所述信号处理模块3传来的数据对中频信号(优选地，所述中频信号的频率选用30MHz)调制并传输给所述无线电发射与接收模块(射频模块)5，同时还解调所述无线电发射与接收模块(射频模块)5接收到射频信号后生成的中频信号并将解调出来的数据传输到所述信号处理模块3。信号的调制、解调方式采用编码正交频分调制(C0FDM)，以提高抗多径传播效应和同频干扰性能。所述无线电发射与接收模块(射频模块)5包括射频收发电路、天线，负责将所述调制解调模块4传输来的已调制中频信号与射频本振信号(优选地，选用厘米波段)差频后由所述天线发射出去，同时还将所述天线接收到的射频信号差频为中频信号并传输给所述调制解调模块4。所述天线具有方向性，由前向天线和后向天线组成，后向天线是发射天线，用于所述交通预警系统向车辆的后方发送信息，前向天线是接收天线，用于接收前方车辆发出的信息。所述输出模块6由输出接口、液晶显示器、指示灯、音频驱动电路及扬声器组成，负责显示或用语音播报所述交通预警系统接收并经各模块电路处理后的信息、显示所述交通预警系统的工作状态、对应于接收到的警告类信息发出声光告警信号以及通过所述输出接口启动可选的联动设备(如红外摄像机、前向雷达、防碰撞系统、自动驾驶系统等)，实现交通安全早期预警系统与车辆安全控制、紧急处置系统之间的配合，进而达致交通安全干预效果的最优化。所述输出接口电路使用光耦隔离电路以防止外部干扰信号的窜入。所述交通预警系统启动发讯的方式包括根据预设的车辆状况条件自动启动发讯、由使用者手动启动发讯、按预设的时间周期循环启动发讯。相互独立的所述交通预警系统个体之间通过无线电波，以广播式的通信方式传递信息；对载波的调制方式，优选地，使用编码正交频分调制(C0FDM)，以提高抗多径传播效应和同频干扰性能；按所发送预警信息类别的不同，分别选择通过预先规划的共用频道或独占频道发讯。
所述交通预警系统接收到的信息经内部逻辑判断处理后由指示灯或显示屏显示或用语音播报给使用人，接收到特定种类的信息(优选地，接收到与行车安全直接相关的警告类信息)时，所述交通预警系统立即向使用人发出声光告警并自动中继转发该警告类信息，以增加其警戒距离，目标预警区域内的所述交通预警系统组成的分布式预警体系在中继转发一条具体的所述信息时，其最大转发层数受人为预先设定的数值的限制(目的是限制预警信息向远方传递的最远距离，以免造成虚警)。在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，本实施例还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，例如:所述交通预警系统既可以制造成信息接收功能、信息发送功能于一体的装置，也可以制造成信息发送功能、信息接收功能分体的装置，即发信机、收信机；所述交通预警系统可以制造成单独的装置，安装或置放于车辆和交通设施上，或独立布置，也可以与车辆控制系统、车载电脑、防碰撞系统、自动驾驶系统、导航设备、行车记录仪、倒车雷达、警报器、其他车载设备、交通设施特别是交通标志设施等的原有功能融合在一起，制造成多功能设备；载波信号的调制方式也可以采用其他适合的调制方式；载波的频率可以选用有关机构批准的合适频率。显然，本领域的普通技术人员应该明白，上述几个实施例所描述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的 计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。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，对于本领域的普通技术人员来说，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
1.一种交通预警方法，其特征在于，包括: A.信息发送方根据输入的交通状况信息确定并触发与所述交通状况信息相对应的交通预警信息，所述交通预警信息通过自动触发、手动触发或按时间周期循环触发； B.所述信息发送方将所述交通预警信息按照预设方式进行编码，得到交通预警基带信号，使用所述交通预警基带信号对载波进行调制得到已调制交通预警信号； C.所述信息发送方使用广播式的 通信方式，将调制得到的已调制交通预警信号通过发射天线以无线电波的形式进行定向或全向的发射； D.信息接收方接收从特定方向以无线电波的形式传送来的已调制交通预警信号； E.所述信息接收方对所述已调制交通预警信号进行解调得到交通预警基带信号； F.所述信息接收方按照预设方式对所述交通预警基带信号进行解码，得到所述交通预θ I R >ι ι'， G.所述信息接收方根据解码得到的所述交通预警信息作出相应的预警输出。
2.根据权利要求1所述的交通预警方法，其特征在于， 在F之后，所述交通预警方法还包括: H.所述信息接收方将所述交通预警信息与需要转发的交通预警信息集相比较，如果所述交通预警信息包含在所述需要转发的交通预警信息集中，则， 1.在多个所述信息接收方之间以层次式拓扑结构单向逐层对针对同一个交通状况信息的所述交通预警信息进行多层数的中继转发，所述交通预警信息被中继转发的最大层数为设定值。
3.根据权利要求2所述的交通预警方法，其特征在于， 每一个处在权利要求2中所述层次式拓扑结构中的所述信息接收方在中继转发所述交通预警信息的同时还发送转发层数； 位于下一层上的所述信息接收方在通过无线电接收、解调、解码得到中继转发来的所述交通预警信息的同时还得到转发层数； 位于所述层次式拓扑结构中不同层上的所述信息接收方所发送的所述转发层数均不同，而位于同一层上的所述信息接收方所发送的所述转发层数则相同，所述信息接收方发送的所述转发层数为位于上一层上的所述信息接收方发送的转发层数加1，位于第一层上的所述信息接收方发送的转发层数为I ; 如果所述信息接收方接收到的转发层数等于所述设定值，或如果所述设定值为O，则所述信息接收方不转发所述交通预警信息。
4.根据权利要求1-3任一项所述的交通预警方法，其特征在于， 所述交通预警信息包括以下任一种:交通标志信息、交通管制指挥引导信息、交通异常信息、车速信息、交通事故警告信息、车辆故障警戒信息、路面停车警戒信息、车距警示信息、气象异常信息、道路异常信息、车辆异常信息、行驶状态信息、特种车辆请求让行信息、危险品运输车警示信息、呼救信息； 和/或， 所述预警输出包括以下一种或多种:语音播报、文字显示、图案显示、信号灯指示、颜色提示、电信号输出、空接点输出、声音报警、光报警、振动报警。
5.一种采用权利要求1-4任一项的交通预警方法的发信机，其特征在于，包括:输入与触发组件、第一处理组件、调制组件、发射组件； 所述输入与触发组件，用于提供输入交通状况信息的输入界面，并根据输入的所述交通状况信息确定并触发与所述交通状况信息相对应的交通预警信息，所述交通预警信息通过自动触发、手动触发或按时间周期循环触发； 所述第一处理组件，用于将所述交通预警信息按照预设方式进行编码，得到交通预警基带信号； 所述调制组件，用于使用所述交通预警基带信号对载波进行调制得到已调制交通预警信号; 所述发射组件，用于将调制得到的已调制交通预警信号，使用广播式的通信方式，通过发射天线以无线电波的形式进行定向或全向的发射。
6.根据权利要求5所述的发信机，其特征在于， 所述输入与触发组件包括以下一种或多种:按键、选择开关、通讯接口、汽车运行状态采集电路，所述汽车运行状态采集电路包括以下一种或多种:安全气囊打开信号输入接口、车速输入接口、危险报警闪光灯开启信号输入接口、发动机故障指示信号输入接口。
7.一种采用权利要求1-4任一项的交通预警方法的收信机，其特征在于， 包括:接收组件、解调组件、第二处理组件和输出组件； 所述接收组件，用于接收从特定方向以无线电波的形式传送来的已调制交通预警信 号; 所述解调组件，用于对所述已调制交通预警信号进行解调得到交通预警基带信号； 所述第二处理组件，用于按照预设方式对所述交通预警基带信号进行解码，得到所述交通预警信息，并根据得到的所述交通预警信息作出相应的预警输出指令； 所述输出组件，用于根据所述预警输出指令输出相应的预警输出。
8.根据权利要求7所述的收信机，其特征在于， 所述输出组件包括以下一种或多种:语音播报组件、指示灯、图文显示器、电信号输出组件、空接点输出组件、声音报警组件、光报警组件、振动报警组件。
9.一种采用权利要求1-4任一项所述的交通预警方法的交通预警系统，其特征在于， 包括:如权利要求5或6所述的发信机、如权利要求7或8所述的收信机； 所述交通预警系统将所述发信机和所述收信机的功能和组件融合为有机的统一体。
10.根据权利要求9所述的交通预警系统，其特征在于， 还包括中继转发控制组件； 所述中继转发控制组件，用于控制所述交通预警系统对指定的所述交通预警信息进行有最大转发层数限制的中继转发。
11.根据权利要求9或10所述的交通预警系统，其特征在于， 所述中继转发控制组件将所述交通预警系统接收到的所述交通预警信息与需要转发的交通预警信息集相比较，如果所述交通预警信息包含在所述需要转发的交通预警信息集中，且最大转发层数设定值大于0，则，进一步，如果所述交通预警系统接收到的所述已调制交通预警信号中不包含转发层数或转发层数小于所述设定值，则，所述中继转发控制组件控制所述交通预警系统转发所述交通预警信息并同时发送转发层数，发送的所述转发层数为接收到的转发层数加1，如果所述交通预警系统接收到的所述已调制交通预警信号中不包含转发层数，则发送的转发 层数为I。
全文摘要
本发明涉及一种交通预警方法、发信机、收信机及交通预警系统，属于交通安全领域，通过自动或手动或按时间周期循环触发，使用信息处理、无线电收发、定向天线、广播式通信、中继转发、报警显示等技术处理并传递交通预警信息，拓宽传播途径、改进传播方式、延长传播距离、提高传播的有效性和信息的主动性，实现道路交通各主体之间充分的信息共享，为车辆驾驶人提供在异常情况形成现实危险之前的、预警距离最远达公里级的、预警时间最长达分钟级的交通安全早期预警；同时实现交通标志设施通过无线电波向车辆上的接收装置传递其交通标志信息并输出给驾驶人，且，可选地，对应于收到的指定种类的交通标志信息，所述接收装置发出主动告警信号。
文档编号H04H20/55GK103236171SQ201310157278
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者李巧妹, 李庆忠 申请人:李庆忠