高速公路車流量采集系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明的高速公路車流量采集系統(tǒng)，它包括若干套前端設(shè)備和監(jiān)控中心，每一套前端設(shè)備均通過無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，其中，一套前端設(shè)備包括第一采集模塊、第二采集模塊和處理模塊。本發(fā)明還提供了一種高速公路車流量采集方法，它包括以下步驟：1）采集客貨車數(shù)量；2）采集總車數(shù)量；3）計(jì)算小車數(shù)量；4）獲得連續(xù)時刻內(nèi)各個時間點(diǎn)的客貨車數(shù)量、總車數(shù)量、小車數(shù)量；5)選定時間范圍T；6）計(jì)算T內(nèi)的客貨車數(shù)量N1、通過車輛總數(shù)量N、小車數(shù)量N2；7）計(jì)算T內(nèi)的客貨車車流量、總車流量和小車車流量；8）上傳信息至監(jiān)控中心。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對高速公路車流量的準(zhǔn)確采集，并能適應(yīng)多種天氣，并且成本低廉，便于大規(guī)模推廣。
【專利說明】高速公路車流量采集系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種交通信息采集領(lǐng)域，尤其涉及一種高速公路車流量采集系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了便于管理和監(jiān)控，交通部門需要了解高速公路的車流量情況，目前，對于車流量信息的采集主要有以下兩種方案:
[0003]1、基于紅外傳感器技術(shù)的監(jiān)測方案。在監(jiān)測區(qū)采用主動式紅外對射檢測傳感器，紅外傳感器的發(fā)光管和接收管分別安裝于道路兩側(cè)，當(dāng)無車輛通過檢測區(qū)時，接收管可順利接收到發(fā)光管的紅外信號；當(dāng)有車輛通過時，接收管無法接收到紅外信號，則會輸出一個高電平脈沖；
[0004]2、在測試地點(diǎn)采用攝像頭檢測。如果有車輛經(jīng)過，既可以檢測車流量，還可以通過多普勒原理直接測出車輛速度，檢測車輛是否超速。
[0005]然而，對于紅外傳感器技術(shù)的監(jiān)測方案來說，由于紅外對管的檢測距離短，而且當(dāng)有兩輛車同時經(jīng)過時，不能準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，導(dǎo)致采用紅外線測量精確度難以達(dá)到預(yù)想的標(biāo)準(zhǔn)，很難達(dá)到實(shí)際使用的技術(shù)指標(biāo)。
[0006]利用攝像頭檢測車流量雖然可以精確測量車流量和車速等信息，但是一方面價格過高，另一方面，難以克服大霧天氣下檢測車流量的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供了高速公路車流量采集系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有采集手段造價高、測量精確度低的問題。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明方案包括:高速公路車流量采集系統(tǒng)，其特征在于，包括若干套前端設(shè)備和監(jiān)控中心，每一套前端設(shè)備均通過無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；一套前端設(shè)備包括第一采集模塊、第二采集模塊和處理模塊，第一采集模塊包括第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和第一輔助單片機(jī)，所述的第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器分別電連接到第一輔助單片機(jī)上，第二采集模塊包括第三超聲波傳感器、第四超聲波傳感器和第二輔助單片機(jī)，所述的第三超聲波傳感器、第四超聲波傳感器分別電連接到第二輔助單片機(jī)上，處理模塊包括中央處理器，所述的中央處理器分別與第一輔助單片機(jī)和第二輔助單片機(jī)電連接；所述的監(jiān)控中心包括液晶顯示屏、數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器和若干PC機(jī)，所述的液晶顯示屏分別與數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器和若干PC機(jī)電連接。
[0009]進(jìn)一步的,所述的無線網(wǎng)絡(luò)為以下網(wǎng)絡(luò)中的一種:CDMA網(wǎng)絡(luò)、GPRS網(wǎng)絡(luò)、⑶H)網(wǎng)絡(luò)。
[0010]進(jìn)一步的，所述的前端設(shè)備和監(jiān)控中心之間設(shè)有防火墻。
[0011]高速公路車流量采集方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟:
[0012]通過第一采集模塊檢測某一時刻通過客貨車數(shù)量nl ；[0013]利用同樣方法，通過第二采集模塊檢測出某一時刻通過車輛總數(shù)量η ；
[0014]計(jì)算出某一時刻通過監(jiān)測點(diǎn)小車數(shù)量n2=n_nl ；
[0015]重復(fù)上述操作，獲得連續(xù)時刻內(nèi)各個時間點(diǎn)的客貨車數(shù)量、通過車輛總數(shù)量、通過監(jiān)測點(diǎn)小車數(shù)量；
[0016]選定計(jì)算車流量的時間范圍T ；
[0017]計(jì)算T時間內(nèi)的客貨車數(shù)量N1、通過車輛總數(shù)量N、通過監(jiān)測點(diǎn)小車數(shù)量Ν2 ；
[0018]計(jì)算出T時間內(nèi)的客貨車車流量、總車流量和小車車流量；
[0019]將數(shù)據(jù)信息上傳監(jiān)控中心。
[0020]進(jìn)一步的，客貨車車流量的計(jì)算方法為:客貨車車流量=Ν1/Τ。
[0021]進(jìn)一步的，總車流量的計(jì)算方法為:總車流量=Ν/Τ。
[0022]進(jìn)一步的，小車車流量的計(jì)算方法為:小車車流量=Ν2/Τ。
[0023]進(jìn)一步的，利用第一采集模塊檢測通過客貨車數(shù)量nl的具體步驟為:
[0024]利用第一超聲波傳感器測得距離SI ；
[0025]利用第二超聲波傳感器測得距離S2 ；
[0026]計(jì)算車距L ；
[0027]判斷通過的客貨車數(shù)量nl。
[0028]進(jìn)一步的，車距L的計(jì)算公式為:L=S-S1_S2，其中，S為路寬。
[0029]進(jìn)一步的，通過的客貨車數(shù)量nl的判斷標(biāo)準(zhǔn)為:
[0030]L〈L2 時，nl=0 ；
[0031]L2〈L〈L1 時，nl=l ;
[0032]L1〈L〈2*L1 時，nl=2 ；
[0033]......[0034](x-1) *Ll〈L〈x*Ll 時，nl=x ；
[0035]其中，LI是單個行車道的寬度，X為行車道的條數(shù)，L2為所測量車型的最大車寬。
[0036]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過軟硬件的結(jié)合，利用獨(dú)特的計(jì)算模式和方法，實(shí)現(xiàn)了對高速公路車流量的準(zhǔn)確采集和處理，并且能夠適應(yīng)多種天氣狀況，同時，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)起來比較簡單，成本低廉，便于大規(guī)模推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)框圖；
[0038]圖2為本發(fā)明方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實(shí)施示例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0040]如圖1所示，高速公路車流量采集系統(tǒng)包括若干套前端設(shè)備和監(jiān)控中心，每一套前端設(shè)備均通過無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；一套前端設(shè)備包括第一采集模塊、第二米集模塊和處理模塊，第一米集模塊包括第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和第一輔助單片機(jī)，所述的第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器分別電連接到第一輔助單片機(jī)上，第二采集模塊包括第三超聲波傳感器、第四超聲波傳感器和第二輔助單片機(jī)，所述的第三超聲波傳感器、第四超聲波傳感器分別電連接到第二輔助單片機(jī)上，處理模塊包括中央處理器，所述的中央處理器分別與第一輔助單片機(jī)和第二輔助單片機(jī)電連接；所述的監(jiān)控中心包括液晶顯示屏、數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器和若干PC機(jī)，所述的液晶顯示屏分別與數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器和若干PC機(jī)電連接。
[0041]進(jìn)一步的，所述的無線網(wǎng)絡(luò)為以下網(wǎng)絡(luò)中的一種:CDMA網(wǎng)絡(luò)、GPRS網(wǎng)絡(luò)、⑶H)網(wǎng)絡(luò)。
[0042]進(jìn)一步的，所述的無線網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心之間設(shè)有網(wǎng)絡(luò)防火墻，用來將監(jiān)控中心與外界隔離，保護(hù)監(jiān)控中心的安全。
[0043]在使用前，將第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器相對設(shè)置在高速公路的道路兩側(cè)，且第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器的探測段相對設(shè)置，同時，第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器距離路面的垂直高度均為2米。
[0044]同樣的，將第三超聲波傳感器和第四超聲波傳感器相對設(shè)置在高速公路的道路兩偵牝且第三超聲波傳感器和第四超聲波傳感器的探測段相對設(shè)置，同時，第三超聲波傳感器和第四超聲波傳感器距離路面的垂直高度均為I米。
[0045]如圖2所示,高速公路車流量采集方法包括以下步驟:
[0046]1、通過第一采集模塊檢測某一時刻通過客貨車數(shù)量nl，具體步驟為:
[0047]I)利用第一超聲波傳感器測得車輛與第一超聲波傳感器之間的距離SI ；
[0048]2)利用第二超聲波傳感器測得車輛與第二超聲波傳感器之間的距離S2 ；
[0049]3)通過第一輔助單片機(jī)，利用公式L=S-S1_S2，計(jì)算車距L，其中S為高速公路的整個路寬；
[0050]4)通過第一輔助單片機(jī)，判斷通過的客貨車數(shù)量nl，判斷標(biāo)準(zhǔn)為:
[0051]L〈L2 時，nl=0;
[0052]L2〈L〈L1 時，nl=l ；
[0053]L1〈L〈2*L1 時，nl=2 ；
[0054]......[0055](x-1) *Ll〈L〈x*Ll 時，nl=x ；
[0056]其中，LI是單個行車道的寬度，X為行車道的條數(shù)，L2為客貨車的最大車寬。
[0057]2、利用同樣方法，通過第二采集模塊檢測出某一時刻通過車輛總數(shù)量n，具體步驟為:
[0058]I)利用第三超聲波傳感器測得車輛與第一超聲波傳感器之間的距離SI ；
[0059]2)利用第二超聲波傳感器測得車輛與第二超聲波傳感器之間的距離S2 ；
[0060]3)通過第二輔助單片機(jī)，利用公式L=S-S1_S2，計(jì)算車距L，其中S為高速公路的整個路寬；
[0061]4)通過第二輔助單片機(jī)，判斷通過的客貨車數(shù)量nl，判斷標(biāo)準(zhǔn)為:
[0062]L〈L2 時，nl=0 ；
[0063]L2〈L〈L1 時，nl=l ；
[0064]L1〈L〈2*L1 時，nl=2 ；
[0065]......[0066](x-1) *Ll〈L〈x*Ll 時，nl=x ；
[0067]其中，LI是單個行車道的寬度，X為行車道的條數(shù)，L2為所測量車型的最大車寬。
[0068]3、第一輔助單片機(jī)和第二輔助單片機(jī)將數(shù)據(jù)傳送到處理模塊，通過中央處理器，利用公式n2=n-nl，計(jì)算出此時通過監(jiān)測點(diǎn)小車數(shù)量n2。
[0069]4、重復(fù)上述操作，獲得連續(xù)時刻內(nèi)各個時間點(diǎn)的客貨車數(shù)量、通過車輛總數(shù)量、通過監(jiān)測點(diǎn)小車數(shù)量。
[0070]5、選定計(jì)算車流量的時間范圍T，比如24小時。
[0071]6、計(jì)算T時間內(nèi)的客貨車數(shù)量N1、通過車輛總數(shù)量N、通過監(jiān)測點(diǎn)小車數(shù)量N2。
[0072]7、計(jì)算出T時間內(nèi)的客貨車車流量、總車流量和小車車流量，計(jì)算公式為:客貨車車流量=N1/T ;總車流量=N/T ;小車車流量=N2/T。
[0073]8、將數(shù)據(jù)信息上傳監(jiān)控中心，并將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器中，通過PC機(jī)可以調(diào)取和查閱數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以在液晶顯示屏上顯示出來。
[0074]應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對較佳實(shí)施例的描述較為詳細(xì)，并不能因此而認(rèn)為是對本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出替換、簡單組合等多種變形，這些均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，本發(fā)明的請求保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.高速公路車流量采集系統(tǒng)，其特征在于，包括若干套前端設(shè)備和監(jiān)控中心，每一套前端設(shè)備均通過無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；一套前端設(shè)備包括第一采集模塊、第二米集模塊和處理模塊，第一米集模塊包括第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和第一輔助單片機(jī)，所述的第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器分別電連接到第一輔助單片機(jī)上，第二采集模塊包括第三超聲波傳感器、第四超聲波傳感器和第二輔助單片機(jī)，所述的第三超聲波傳感器、第四超聲波傳感器分別電連接到第二輔助單片機(jī)上，處理模塊包括中央處理器，所述的中央處理器分別與第一輔助單片機(jī)和第二輔助單片機(jī)電連接；所述的監(jiān)控中心包括液晶顯示屏、數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器和若干PC機(jī)，所述的液晶顯示屏分別與數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器和若干PC機(jī)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速公路車流量采集系統(tǒng)，其特征在于，所述的無線網(wǎng)絡(luò)為以下網(wǎng)絡(luò)中的一種:CDMA網(wǎng)絡(luò)、GPRS網(wǎng)絡(luò)、⑶PD網(wǎng)絡(luò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高速公路車流量采集系統(tǒng)，其特征在于，所述的前端設(shè)備和監(jiān)控中心之間設(shè)有防火墻。
4.高速公路車流量采集方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟: 通過第一采集模塊檢測某一時刻通過客貨車數(shù)量nl ； 利用同樣方法，通過第二采集模塊檢測出某一時刻通過車輛總數(shù)量η ； 計(jì)算出某一時刻通過監(jiān)測點(diǎn)小車數(shù)量n2=n-nl ； 重復(fù)上述操作，獲得連續(xù)時刻內(nèi)各個時間點(diǎn)的客貨車數(shù)量、通過車輛總數(shù)量、通過監(jiān)測點(diǎn)小車數(shù)量； 選定計(jì)算車流量的時間范圍T ； 計(jì)算T時間內(nèi)的客貨車數(shù)量N1、通過車輛總數(shù)量N、通過監(jiān)測點(diǎn)小車數(shù)量Ν2 ； 計(jì)算出T時間內(nèi)的客貨車車流量、總車流量和小車車流量； 將數(shù)據(jù)信息上傳監(jiān)控中心。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速公路車流量采集方法，其特征在于，客貨車車流量的計(jì)算方法為:客貨車車流量=Ν1/Τ。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速公路車流量采集方法，其特征在于，總車流量的計(jì)算方法為:總車流量=Ν/Τ。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速公路車流量采集方法，其特征在于，小車車流量的計(jì)算方法為:小車車流量=Ν2/Τ。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速公路車流量采集方法，其特征在于，利用第一采集模塊檢測通過客貨車數(shù)量nl的具體步驟為: 利用第一超聲波傳感器測得距離SI ； 利用第二超聲波傳感器測得距離S2 ； 計(jì)算車距L ； 判斷通過的客貨車數(shù)量nl。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高速公路車流量采集方法，其特征在于，車距L的計(jì)算公式為:L=S-S1-S2，其中，S為路寬。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高速公路車流量采集方法，其特征在于，通過的客貨車數(shù)量nl的判斷標(biāo)準(zhǔn)為:L〈L2 時，nl=0 ；L2〈L〈L1 時，nl=l ；L1〈L〈2*L1 時，nl=2 ；(x-1) *Ll〈L〈x*Ll 時,nl=x ；其中，LI是單個行車道的寬度 ，X為行車道的條數(shù)，L2為所測量車型的最大車寬。
【文檔編號】G08G1/04GK103606283SQ201310597259
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月23日
【發(fā)明者】李洪星 申請人:李洪星