基于定位系統(tǒng)的公路交通引導方法及公路交通引導系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明為基于定位系統(tǒng)的基于定位系統(tǒng)的公路交通引導方法及道路交通引導系統(tǒng)，屬于公路交通控制領域。
【背景技術】
[0002]在現(xiàn)有的公路交通控制信號系統(tǒng)中，以及在在現(xiàn)有的輔助公路交通控制系統(tǒng)中，如路口交通紅綠燈及闖紅燈攝像系統(tǒng)、攝像頭監(jiān)視系統(tǒng)、電子牌信息通告、路燈、廣播電臺通告，都是用于平面交叉或局部范圍內(nèi)交通的控制，并且設置在特定的地點位置；在現(xiàn)有的各種車輛定位系統(tǒng)應用于公路交通時，通常為在車輛上設置導航儀為車輛提供行駛起止線路的引導，或由中心控制室了解各個車輛的當前運行位置；以上所述的現(xiàn)有技術都不能實現(xiàn)對線狀路面車行道的占用情況及車輛行駛狀態(tài)、車距進行遠距離、連續(xù)、動態(tài)地予以顯示，當大氣能見度條件惡劣時，如出現(xiàn)霧霾天氣時，依靠車輛照明燈、路燈、現(xiàn)有公路信號系統(tǒng)及反光標識都不能向車輛駕駛員清楚地顯示車行道走向及車輛的行車間距，因受駕駛員視距限制也不能及時了解前方道路情況，容易造成交通事故；因此在霧霾天氣情況下，通常采用跟隨警示車輛慢行或關閉公路的方式來避免交通事故，這種狀況常見于高速公路交通中；這樣就會使得高速公路的利用率下降，也給人們的日常生活及經(jīng)濟活動帶來不便?’另外，當公路路面出現(xiàn)突發(fā)性異常時，如地面積水積液、結(jié)冰、事故火災、交通事故及路面坍塌形變時，現(xiàn)有的公路交通管理系統(tǒng)不能夠及時對行駛車輛發(fā)出預警，容易引發(fā)更大的事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為方便敘述，對本說明中的個別名稱、參數(shù)符號及相關關系作如下介紹:
安全剎車間距:在常規(guī)條件及狀態(tài)下行駛車輛開始剎車位置至停車位置之間的距離，
處于車輛行車方向的相反方向，即車輛行車相反方向；根據(jù)行車限速、路面狀況、行駛車型予以綜合考慮后選擇設定，如附圖6中的Lr ;在小于這個間距的車距情況下行車及剎車是都是不安全的，因此作為禁止行駛區(qū)、或禁行區(qū)間，信號燈燈顯為紅燈區(qū)；
安全保障間距:大于安全剎車距離，小于安全行車間距的一段距離，處于安全剎車間距之后的一段區(qū)間，或處于車輛行車方向的相反方向，即車輛行車相反方向、禁行區(qū)間之后的一段區(qū)間；根據(jù)最小行車密度安排予以設置；如附圖6中的Ly ;在這個區(qū)間中的車輛行車或剎車是安全的，但因其緊隨安全剎車起始點，需要避免車距小于安全剎車間距的情況出現(xiàn)，因此作為車輛緩行區(qū)、或緩行區(qū)間，信號燈燈顯為黃燈區(qū)；
安全行車間距:大于安全保障間距(離)的路段，處于安全行車間距之后，或處于車輛行車方向的相反方向，即車輛行車相反方向、緩行區(qū)間之后的一段區(qū)間；根據(jù)最小行車密度安排予以設置；如附圖6中的Lg ;在這個區(qū)間內(nèi)車輛可以按正常方式行使，因此作為正常行駛區(qū)、安全行車間距，信號燈燈顯為綠燈區(qū)；
行車引導區(qū):大于安全剎車間距的區(qū)間，根據(jù)行車限速、路面、車型予以綜合考慮后選擇設定，也可以選擇在常規(guī)霧霾天氣狀態(tài)下普通駕駛員對最遠地面信號機的判定距離，如附圖6中的L ;在省電工作模式下該區(qū)間中車載信號機及路面信號機按照所設定的燈顯模式開啟信號燈顯示工作狀態(tài)；
燈顯模式:即對信號燈所設定的顏色及點亮方式:如顏色有紅、黃、綠，點亮方式有長亮、快閃、慢閃；在不考慮節(jié)電工作模式時，選擇燈顯模式即為設定色彩及點亮方式后開啟燈光顯示；
開啟燈顯:即信號燈按照設定的燈顯模式進行燈光顯示，即信號燈按照設定的顏色及點亮方式開啟燈光顯示工作；
車輛位置信息碼:標示出該對應車輛的當前行駛方向、速度、所在道路里程及所在車行道；
車行道:道路上劃分的行車道，對各個車行道可以分別編號為車行道1或車行道2或車行道3或車行道4或車行道n，以表示對于的車行道；也可以定義為超車道、行車道、慢車道、應急車道、停車道；
車載信號機狀態(tài)碼:含有該車載信號機的地址碼、用于無線定位轉(zhuǎn)發(fā)站進行定位的定位碼、表示本車載定位信號機的工作狀態(tài)的編碼，含當前供電狀態(tài)碼、行車方向及速度信息碼、當前燈顯狀態(tài)碼內(nèi)容；
地面信號機工作狀態(tài)碼:含有該地面信號機地址碼、設置位置碼、供電狀態(tài)碼及對應的當前燈顯模式碼；
通信傳輸系統(tǒng):由相關無線通信模塊、有線通信模塊、基站、轉(zhuǎn)發(fā)站及傳輸線纜所構(gòu)成的通信傳輸系統(tǒng)，可以是有線傳輸網(wǎng)、無線傳輸網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、光纖傳輸網(wǎng)、WIFI傳輸系統(tǒng)、Zigbee傳輸系統(tǒng),或者為其混合構(gòu)成的通信傳輸系統(tǒng)；
鑒于以上【背景技術】中所述的原因及問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于定位系統(tǒng)的公路交通引導方法及公路交通引導系統(tǒng)，使得在霧霾天氣狀態(tài)下，能夠?qū)崿F(xiàn)在公路路面車行道上對運行車輛進行交通引導及車輛接近間距標識預告預警，達到輔助安全行車及提高高速公路利用率的目的，且具有實施方便、實用性強的特點。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明介紹一種基于定位系統(tǒng)的公路交通引導方法，包含有由車輛定位系統(tǒng)、車載信號機、路面信號機、智能道路交通標志牌、中心監(jiān)控器、通信傳輸系統(tǒng)組成的公路交通引導系統(tǒng)，其特征在于所述的公路交通引導系統(tǒng)選擇采用以下工作方法:
(1)采用車輛定位系統(tǒng)對各個行駛車輛進行定位，得出各個車輛所處的位置，包括行駛方向、速度、所在的道路里程及所在車行道；
(2)根據(jù)各個車輛的所在位置，由車載信號機及路面信號機動態(tài)標示出各個車行道的安全行車區(qū)間、緩行區(qū)間、禁行區(qū)間；
(3)根據(jù)各個車輛的所在位置，由車載信號機動態(tài)標示出對應車輛當前所在車行道區(qū)間的狀態(tài)，并采用音聲提示；即由車載信號機動態(tài)標示出對應車輛當前所在的車行道區(qū)間的狀態(tài)為安全行車區(qū)間、或緩行區(qū)間、或禁行區(qū)間；
(4)車載信號機及路面信號機將處于各個車輛行駛相反方向的安全剎車間距中、且在與對應車輛處于同一車行道的區(qū)間標示為禁行區(qū)間；車載信號機及路面信號機將處于各個車輛行駛相反方向的安全保障間距中、且在與對應車輛處于同一車行道的區(qū)間標示為緩行區(qū)間；車載信號機及路面信號機將處于某個車輛行駛相反方向的大于緩行區(qū)間的間距中、且在與對應車輛處于同一車行道的區(qū)間標示為安全行車區(qū)間； (5)根據(jù)各個車輛的行駛位置，智能道路交通標志牌開啟或關閉道路交通標志圖像顯示；對有車輛接近的智能道路交通標志牌開啟道路交通標志圖像顯示，對無車輛接近的智能道路交通標志牌關閉道路交通標志圖像顯示；
(6)車輛定位系統(tǒng)、車載信號機、路面信號機、智能道路交通標志牌通過通信傳輸系統(tǒng)，將各個車輛位置、對應行車方向、速度、車載信號機工作狀態(tài)、地面信號機工作狀態(tài)及智能道路交通標志牌工作狀態(tài)信息通過通信傳輸系統(tǒng)發(fā)送到中心監(jiān)控器進行存儲及顯示；
(7)中心監(jiān)控器通過通信傳輸系統(tǒng)將各個參數(shù)設置及控制指令發(fā)送給各個車載信號機、路面信號機及智能道路交通標志牌，各個車載信號機、路面信號機及智能道路交通標志牌根據(jù)收到的各個參數(shù)設置及控制指令做出相應的參數(shù)設置、圖像或信號燈顯示或音聲提
/j、l Ο
[0005]為實現(xiàn)上述基于定位系統(tǒng)的公路交通引導方法，本發(fā)明介紹一種公路交通引導系統(tǒng)，含通信傳輸系統(tǒng)，其特征在于有多個車載信號機、多個無線定位轉(zhuǎn)發(fā)站、多個路面信號機、多個智能道路交通標志牌、一個中心監(jiān)控器，在每個車載信號機中有一個無線通信模塊、一個位移及速度傳感器、一個顯示及音聲告警器、一個微處理系統(tǒng)，其中的無線通信模塊、位移及速度傳感器、顯示及音聲告警器的工作控制端及數(shù)據(jù)輸入輸出端分別與微處理系統(tǒng)的控制或數(shù)據(jù)輸入輸出端相連接；在每個無線定位轉(zhuǎn)發(fā)站中有一個無線通信模塊、一個有線通信模塊、一個衛(wèi)星授時系統(tǒng)、一個微處理系統(tǒng)，其中的無線通信模塊、有線通信模塊、衛(wèi)星授時系統(tǒng)的工作控制端及數(shù)據(jù)輸入輸出端分別與微處理系統(tǒng)的控制或數(shù)據(jù)輸入輸出端相連接；在每個路面信號機中有一個無線通信模塊、一個有線通信模塊、一個彩色信號燈、一個微處理系統(tǒng)，其中的無線通信模塊、有線通信模塊、彩色信號燈的工作控制端及數(shù)據(jù)輸入輸出端分別與微處理系統(tǒng)的控制或數(shù)據(jù)輸入輸出端相連接；在每個智能道路交通標志牌中有一個無線通信模塊、一個有線通信模塊、一個彩色顯示屏、一個微處理系統(tǒng)，其中的無線通信模塊、有線通信模塊，彩色顯示屏的工作控制端及數(shù)據(jù)輸入輸出端分別與微處理系統(tǒng)的控制或數(shù)據(jù)輸入輸出端相連接；路面信號機沿各個車行道中心線按一定間距排列設置，或沿各個車行道兩邊排列、即沿各個車行道分界線和各個車行道邊緣線按一定間距排列設置路面信號機；各個路面信號機沿車行道設置，各個智能道路交通標志牌及無線定位轉(zhuǎn)發(fā)站沿公路線設置；各個車載信號機、路面信號機、無線定位轉(zhuǎn)發(fā)站、中心監(jiān)控器之間通過由無線通信模塊或有線通信模塊及傳輸線路構(gòu)成的通信傳輸系統(tǒng)相互連接；各個車載信號機、路面信號機、無線定位轉(zhuǎn)發(fā)站、中心監(jiān)控器之間通過由無線通信模塊或有線通信模塊及傳輸線路構(gòu)成的通信傳輸系統(tǒng)相互連接。
[0006]本發(fā)明的工作原理為:各個車載信號機設置在對應車輛上，在路面各個車行道中心線或車行道分界線及車行道邊緣線上，按一定間距連續(xù)設置各個路面信號機用于標示各個車行道，無線定位轉(zhuǎn)發(fā)站按一定間隔沿公路線設置，其通信范圍相互鏈接覆蓋整個公路路面所有車行道；由車載信號機及無線定位轉(zhuǎn)發(fā)站構(gòu)成基于無線到達時間定位方法的車輛定位系統(tǒng)；無線定位轉(zhuǎn)發(fā)站中的衛(wèi)星授時模塊為無線定位轉(zhuǎn)發(fā)站提供高精度時鐘源，用于基于無線到達時間定位方法；通過無線定位轉(zhuǎn)發(fā)站對各個車輛上的車載信號機的監(jiān)測，隨時獲得道路上各個行駛車輛的位置信息，即各個車載信號機定時發(fā)出定位信息碼，多個無線定位轉(zhuǎn)發(fā)站接收后依據(jù)各個定位信息碼的無線傳輸?shù)竭_時間定位方法判定出各個車載信號機即對應車輛的位置信息，位置信息中包括有行駛里程、速度及所處的車行道，通過通信傳輸系統(tǒng)將獲得的車輛位置信息傳輸給各個車載信號機及路面信號機，車載信號機及路面信號機根據(jù)車輛位置信息設定燈顯模式及啟閉工作狀態(tài)，車載信號機及路面信號機的顯示模式標示了各個路面車行道的當前狀態(tài)，由于路面信號機設置在路面車行道中心線或車行道分界線或車行道邊緣線上，且按一定間距連續(xù)設置，因此在霧霾天氣下路面信號機在點亮工作時能夠清晰地標示出道路車行道的走向，由于路面信號機的信號燈顯示色彩模式及開啟顯示為依據(jù)車輛位置所確定的，因此能夠為車輛提供所在車行道的前方行車車距顯示及預告；如:當車輛甲行進在車行道η時，則在車輛甲行駛相反方向的車行道η的一段距離上分別被動態(tài)劃分成禁行區(qū)間、緩行區(qū)間、安全行駛區(qū)間，并對標示該行車道上的路面信號機選擇設置對應的紅燈燈顯模式、黃燈燈顯模式、綠燈燈顯模式；而對于在車輛甲的后面行駛的、且在同一車行道η上的車輛乙；如果在車輛乙的前方行車引導區(qū)間為處于安全行駛區(qū)間內(nèi)，則車載信號機信號燈及該行車引導區(qū)內(nèi)的、標識行車道η的路面信號機顯示為綠色；如果車輛乙的前方行車引導區(qū)包括有安全行駛區(qū)間及緩行區(qū)間，則車載信號機的信號燈為綠閃標示，并有音聲提示，即車載信號機標示出即將進入緩行區(qū)間，而行車引導區(qū)內(nèi)、安全行駛區(qū)間及緩行區(qū)間內(nèi)、標示行車道η的路面信號機分別顯示為綠色及黃色；如果車輛乙的前方行車引導區(qū)為緩行區(qū)間，則車載信號機及路面信號機的信號燈為黃色，即車輛乙行駛在緩行區(qū)間內(nèi)；如果車輛乙的前方行車引導區(qū)包括有緩行區(qū)間及禁行區(qū)間，則車載信號機的信號燈為黃閃標示，并有音聲提示，即車載信號機標示出即將進入禁行區(qū)間，而行車引導區(qū)內(nèi)、緩行區(qū)間及