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CN101488287A - 车载式道路安全用电子警示系统 - Google Patents

车载式道路安全用电子警示系统 Download PDF

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CN101488287A CNA2009103004982A CN200910300498A CN101488287A CN 101488287 A CN101488287 A CN 101488287A CN A2009103004982 A CNA2009103004982 A CN A2009103004982A CN 200910300498 A CN200910300498 A CN 200910300498A CN 101488287 A CN101488287 A CN 101488287A
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Abstract

一种车载式道路安全用电子警示系统，包括建立在路侧的无线宽带专用网络，上述无线宽带专用网络由路侧无线信号发射塔、路侧光缆和数据库计算中心组成，用于接收路上各车辆的运行数据，同时不间断地向各车辆发送道路特征数据，置于车辆内的车载式道路安全电子护身符终端在接收卫星定位系统的定位信号后，不间断地将卫星和地面站信号所计算出的车辆位置、时间和速度数据传输给路侧无线专用网的数据库计算中心，以供所有车辆共享彼此定位数据；同时于行进中不间断地接收并读取无线宽带专用网络发出的道路特征数据，当前后车辆距离太近或当车辆即将驶离自身车道时向相关驾驶员发出警示信息，以预防车辆追尾、驶离道路和侧碰等交通事故的发生。

Description

车载式道路安全用电子警示系统
(一)技术领域
本发明涉及一种道路交通运行安全的电子信息防护系统。
(二)背景技术
世界卫生组织2004年的研究结果表明，道路交通事故比铁路、空难事故严重得多，造成的死亡人数甚于战争，每年道路交通死亡人数约120万人，导致伤残约5千万人，造成的经济损失约占各国GDP的1％至3％。为此，各国政府无不把预防和减少交通事故作为重要的执政目标。在中国，随着公路建设的飞速发展和汽车社会的到来，交通安全也成为政府和民众日益关心的议题。我国汽车保有量约占全世界的2％，但道路交通事故死亡人数却占全世界的10％，连续十年年高居世界第一。近年来，连续数年死亡人数超过10万人，平均每天死亡300人，相当于每天有一架民航客机失事。安全事故给人民生命财产造成了重大损失，给伤亡者家属带来了巨大的悲痛，也对我国经济社会发展，公路基础设施建设和国际声誉造成很大负面影响。如果按发展中国家道路交通事故损失占GDP的1％的最低模式计算，我国GDP总量约为20多万亿元，每年道路交通事故经济损失超过2000亿元。
众所周知，造成群死群伤的重特大道路交通事故时有发生，特别是我国正处于汽车社会的形成初期，因开车打盹、驾驶差异和天气原因而造成的多车追尾和冲出路侧的道路交通事故更是层出不穷。因此，利用卫星精确定位、无线宽带和移动计算等高新技术手段开发新一代电子信息交通安全警示产品和技术是具有重大现实利益的。
(三)发明内容
本发明的目的是提出一种车载式道路安全用电子警示系统，要解决预防车辆追尾、侧碰和冲出道路等严重交通事故的问题。
本发明的技术方案：
这种车载式道路安全用电子警示系统，包括置于车辆内的显示终端，各显示终端利用由卫星和地面站组成的卫星定位系统，不间断地接收卫星定位系统发出的信号，其特征在于：该系统中还包括建立在路侧的无线宽带专用网络，上述无线宽带专用网络由路侧无线信号发射塔、路侧光缆和数据库计算中心组成，用于接收路上各车辆的运行数据，数据库计算中心内有道路特征数据库和道路安全运行模型软件包，并根据道路安全运行模式程序的计算，不间断地向各车辆发送道路特征数据，上述道路特征数据存储在数据库计算中心内，包括有按照GPS定位分区划分的道路平曲线、竖曲线、行车道宽度、限速信息、出口位置、车道数、车道形态、周围车辆位置、路肩标线和路肩宽度；
上述显示终端是装有无线移动网卡的车载式道路安全电子护身符终端，也称电子终端“护身符”或简称“护身符”，该终端在接收卫星定位系统的定位信号后，不间断地将卫星和地面站信号所计算出的车辆位置、时间和速度数据传输给路侧无线专用网的数据库计算中心，以供所有车辆共享彼此定位数据；
同时，车载式道路安全电子护身符终端不间断地于行进中接收并读取无线宽带专用网络发出的道路特征数据，在车辆移动中与路侧无线信号发射塔实现双向实时数据流交换；
车载式道路安全电子护身符终端内装载有汽车安全驾驶软件包，汽车安全驾驶软件包可以生成供车辆运行的数字公路环境，显示屏上根据接收的信息显示实时道路运行环境、车道形态和周围车辆的运行位置，当前后车辆距离太近或当车辆即将驶离自身车道时，数据库计算中心应用道路安全运行计算程序在瞬间完成移动计算，并通过路侧无线信号发射塔和路侧光缆将危险情况判断结果数据发送至车载式道路安全电子护身符终端，通过汽车安全驾驶软件包和音响装置向相关驾驶员发出警示信息，以预防交通事故的发生。
上述车载式道路安全电子护身符终端有一个外壳，其外壳内有集成电路板、扬声器和麦克风，外壳上有按键、显示屏和车载电源接口。
显示屏：用于显示汽车安全驾驶模型程序生成的前方道路数字运行环境，包括道路平曲线、竖曲线、行车道宽度、限速信息、出口位置、车道数、车道形态、周围车辆位置、路肩标线和路肩宽度；
所述集成电路板中包括以下部分：
微处理器：预置有操作系统，对数据进行处理并对处理过程进行控制；
内存模块：用于存储汽车安全驾驶软件包和道路数字运行环境的地图和数据；
服务程序模块：用于存储所需的服务程序和服务信息；
道路安全运行模块：用于存储接收道路安全运行程序和数据；
卫星GPS天线：接收卫星GPS信号；
GPS模块：将卫星GPS信号转换成车辆定位数据；
无线通讯模块：包括无线移动网卡，用于不间断地于行进中接收并读取无线宽带专用网络发出的道路特征数据和危险情况判断结果，并向无线宽带专用网络发送卫星GPS信号发来的车辆定位数据，在车辆移动中与路侧无线信号发射塔实现双向实时数据流交换；
车载电源接口：接车载电源。
上述警示信息可以是利用扬声器发出的声音警示信息、利用显示屏发出的图像警示信息，或是上述二者的混合警示信息。
上述无线网卡可是PCI无线网卡、PCMCIA无线网卡或USB无线网卡，无线网卡和路侧无线宽带专用网络具有高速移动性和宽带特性。
上述卫星GPS天线可以是内置天线或外置天线。
上述显示屏可以是3英寸至7英寸的触摸式液晶显示屏。
上述按键位于显示屏两侧，包括与移动互联网链接、并为道路使用者提供增值服务的视频、地图、天气、呼叫、音乐、定票、风景、预定餐饮和住宿的图标。
上述外壳可以采用硬塑或铝材，厚度从10毫米到40毫米。
上述汽车安全驾驶软件包将数字公路环境中的标志和标线显示到“护身符”的屏幕上，或者不显示出来而虚拟地运行在程序背后。
这种道路安全电子信息装置是基于移动互联网和移动计算理念，通过卫星精确定位技术和移动计算技术，利用道路基本几何特征进行综合计算，以判别车辆的运行状态；当发生危险时，瞬间发出警告，以预防重特大交通事故的发生。
鉴于高安全性和高可靠性要求，本装置需要无线宽带专网的支撑，而且专网的高速移动性要稳定可靠。
鉴于移动计算速度和数据共享的要求，本装置需要强大计算能力的数据库计算中心作为支撑。
本发明的工作原理：当汽车驶上道路后，置于车身内的电子终端“护身符”通过卫星定位系统获取自己所处道路GPS分区和具体位置，然后通过无线连接到路侧信号发射塔和路侧光缆组成的无线宽带专用网络不间断地读取存储在数据库计算中心的前进方向上的道路特征数据；“护身符”内的汽车安全驾驶软件包将道路数据生成供本身车辆运行的数字公路环境，如车道数、车道宽度、平曲线和纵曲线等。汽车安全驾驶软件包可以将数字公路环境中的标志和标线显示到“护身符”的屏幕上，也可以不显示出来而虚拟地运行在程序背后。
同时，置于车身内的“护身符”不间断地接收卫星定位系统发出的GPS信号，并将定位数据通过路侧无线专用网传给数据库计算中心以供所有车辆共享彼此数据。在同一道路上或同一车道上，当前后车辆距离太近或当车辆即将驶离自身车道时，数据库计算中心的道路安全运行模型软件包可以在瞬间(1秒以内)完成移动计算并回传数据并通过“护身符”音响装置向相关驾驶员发出警告，以预防交通事故的发生。
本发明从以人为本，生命第一的理念出发，由置于车身内的电子终端“护身符”，路侧信号发射塔和后台数据库计算中心组成。置于车身内的电子终端“护身符”由计算机操作系统，卫星定位系统GPS芯片，显示屏，音响，通讯装置和汽车安全驾驶软件包构成。后台数据库计算中心由道路特征数据库和道路安全运行模型软件包构成。其核心是将传统公路设计和运行技术与移动计算和GPS精确定位等高新技术结合在一起，通过无线宽带专用网络进行数据传输而预防车辆追尾、驶离道路和侧碰事故。可大大地提升公路安全的整体运行环境，从而起到主动预防重特大交通事故的作用，保护司机和乘客生命安全和降低车辆财产损失的作用，适用于各种露天道路的交通事故的主动预防。
(四)附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的系统示意图。
图2是本发明的“护身符”显示屏示意图。
图3是本发明的“护身符”结构框图。
附图标记：1—外壳、2—显示屏、3—按键、4—车辆、5—卫星、6—地面站、7—路侧无线信号发射塔、8—路侧光缆、9—数据库计算中心。
(五)具体实施方式
参见图1所示，这种车载式道路安全用电子警示系统，包括置于车辆内的显示终端，各显示终端利用由卫星5和地面站6组成的卫星定位系统，不间断地接收卫星定位系统发出的信号，其特征在于：该系统中还包括建立在路侧的无线宽带专用网络，上述无线宽带专用网络由路侧无线信号发射塔7、路侧光缆8和数据库计算中心9组成，用于接收路上各车辆4的运行数据，数据库计算中心9内有道路特征数据库和道路安全运行模型软件包，并根据道路安全运行模式程序的计算，不间断地向各车辆发送道路特征数据，上述道路特征数据存储在数据库计算中心9内，包括有按照GPS定位分区划分的道路平曲线、竖曲线、行车道宽度、限速信息、出口位置、车道数、车道形态、周围车辆位置、路肩标线和路肩宽度。无线信号发射塔所应用的技术应至少在3G以上，必须满足高速移动性接入(约150公里/小时)，和同时传输上万车辆所需数据的通讯能力。数据库计算中心应具备强大的数据计算和存储能力。路侧无线宽带专用网络必须具有高速移动性和宽带特性。数据库计算中心包含有按照GPS定位分区划分的道路平曲线、竖曲线、行车道宽度、路肩宽度、限速等道路基本特征数据和道路安全运行模式计算程序。
上述显示终端是装有无线移动网卡的车载式道路安全电子护身符终端，也称电子终端“护身符”，该终端在接收卫星定位系统的定位信号后，不间断地将卫星和地面站信号所计算出的车辆位置、时间和速度数据传输给路侧无线专用网的数据库计算中心，以供所有车辆共享彼此定位数据。
同时，车载式道路安全电子护身符终端不间断地于行进中接收并读取无线宽带专用网络发出的道路特征数据，在车辆移动中与路侧无线信号发射塔7实现双向实时数据流交换。
车载式道路安全电子护身符终端内装载有汽车安全驾驶软件包，汽车安全驾驶软件包可以生成供车辆运行的数字公路环境，显示屏2上根据接收的信息显示实时道路运行环境、车道形态和周围车辆的运行位置，当前后车辆距离太近或当车辆即将驶离自身车道时，数据库计算中心9应用道路安全运行计算程序在瞬间完成移动计算，并通过路侧无线信号发射塔7和路侧光缆8将危险情况判断结果数据发送至车载式道路安全电子护身符终端，通过汽车安全驾驶软件包和音响装置向相关驾驶员发出警示信息，以预防交通事故的发生。“护身符“对司机提供的警示可以是声音的，也可以是图像的，或是二者混合的。
参见图2所示，上述车载式道路安全电子护身符终端有一个外壳，其外壳内有集成电路板、扬声器和麦克风，外壳1上有按键3、显示屏2和车载电源接口。
图2所示显示屏上是汽车安全驾驶模型程序生成的前方道路数字运行环境，包括限速、出口位置、车道数、车道和路肩标线等。显示屏上两侧图标是为道路使用者提供视频、地图、天气、音乐、预定餐饮和住宿等增值服务的移动互联网应用。
显示屏：用于显示汽车安全驾驶模型程序生成的前方道路数字运行环境，包括道路平曲线、竖曲线、行车道宽度、限速信息、出口位置、车道数、车道形态、周围车辆位置、路肩标线和路肩宽度；上述显示屏是3英寸至7英寸的触摸式液晶显示屏。上述按键位于显示屏两侧，包括与移动互联网链接、并为道路使用者提供增值服务的视频、地图、天气、呼叫、音乐、定票、风景、预定餐饮和住宿的图标。上述外壳可以采用硬塑或铝材，厚度从10毫米到40毫米。上述汽车安全驾驶软件包将当前道路运行环境并将车道形态、周围车辆、数字公路环境中的标志和标线显示到“护身符”的屏幕上，或者不显示出来而虚拟地运行在程序背后。
参见图3所示，所述集成电路板中包括以下部分：
微处理器：即中央处理器CPU，预置有操作系统，对数据进行处理并对处理过程进行控制；
内存模块：用于存储汽车安全驾驶软件包和道路数字运行环境的地图和数据；
服务程序模块：用于存储所需的服务程序和服务信息；
道路安全运行模块：用于存储接收道路安全运行程序和数据；
卫星GPS天线：接收卫星GPS信号；
GPS模块：将卫星GPS信号转换成车辆定位数据；
无线通讯模块：包括无线移动网卡，用于不间断地于行进中接收并读取无线宽带专用网络发出的道路特征数据和危险情况判断结果，并向无线宽带专用网络发送卫星GPS信号发来的车辆定位数据，在车辆移动中与路侧无线信号发射塔7实现双向实时数据流交换；上述无线网卡可以是PCI无线网卡、PCMCIA无线网卡或USB无线网卡，无线网卡具有高速移动性和宽带特性。上述卫星GPS天线可以是内置天线或外置天线。
车载电源接口：接车载电源。

Claims (9)

  1. 【权利要求1】一种车载式道路安全用电子警示系统，包括置于车辆内的显示终端，各显示终端利用由卫星(5)和地面站(6)组成的卫星定位系统，不间断地接收卫星定位系统发出的信号，其特征在于：该系统中还包括建立在路侧的无线宽带专用网络，上述无线宽带专用网络由路侧无线信号发射塔(7)、路侧光缆(8)和数据库计算中心(9)组成，用于接收路上各车辆的运行数据，数据库计算中心(9)内有道路特征数据库和道路安全运行模型软件包，并根据道路安全运行模式程序的计算，不间断地向各车辆发送道路特征数据，上述道路特征数据存储在数据库计算中心(9)内，包括有按照GPS定位分区划分的道路平曲线、竖曲线、行车道宽度、限速信息、出口位置、车道数、车道形态、周围车辆位置、路肩标线和路肩宽度；
    上述显示终端是装有无线移动网卡的车载式道路安全电子护身符终端，也称电子终端“护身符”，该终端在接收卫星定位系统的定位信号后，不间断地将卫星和地面站信号所计算出的车辆位置、时间和速度数据传输给路侧无线专用网的数据库计算中心，以供所有车辆共享彼此定位数据；
    同时，车载式道路安全电子护身符终端不间断地于行进中接收并读取无线宽带专用网络发出的道路特征数据，在车辆移动中与路侧无线信号发射塔(7)实现双向实时数据流交换；
    车载式道路安全电子护身符终端内装载有汽车安全驾驶软件包，汽车安全驾驶软件包可以生成供车辆运行的数字公路环境，显示屏(2)上根据接收的信息显示实时道路运行环境、车道形态和周围车辆(4)的运行位置，当前后车辆距离太近或当车辆即将驶离自身车道时，数据库计算中心(9)应用道路安全运行计算程序在瞬间完成移动计算，并通过路侧无线信号发射塔(7)和路侧光缆(8)将危险情况判断结果数据发送至车载式道路安全电子护身符终端，通过汽车安全驾驶软件包和音响装置向相关驾驶员发出警示信息，以预防交通事故的发生。
  2. 【权利要求2】根据权利要求1所述的车载式道路安全用电子警示系统，其特征在于：上述车载式道路安全电子护身符终端有一个外壳，其外壳内有集成电路板、扬声器和麦克风，外壳(1)上有按键(3)、显示屏(2)和车载电源接口：
    显示屏：用于显示汽车安全驾驶模型程序生成的前方道路数字运行环境，包括道路平曲线、竖曲线、行车道宽度、限速信息、出口位置、车道数、车道形态、周围车辆位置、路肩标线和路肩宽度；
    所述集成电路板中包括以下部分：
    微处理器：预置有操作系统，对数据进行处理并对处理过程进行控制；
    内存模块：用于存储汽车安全驾驶软件包和道路数字运行环境的地图和数据；
    服务程序模块：用于存储所需的服务程序和服务信息；
    道路安全运行模块：用于存储接收道路安全运行程序和数据；
    卫星GPS天线：接收卫星GPS信号；
    GPS模块：将卫星GPS信号转换成车辆定位数据；
    无线通讯模块：包括无线移动网卡，用于不间断地于行进中接收并读取无线宽带专用网络发出的道路特征数据和危险情况判断结果，并向无线宽带专用网络发送卫星GPS信号发来的车辆定位数据，在车辆移动中与路侧无线信号发射塔(7)实现双向实时数据流交换；
    车载电源接口：接车载电源。
  3. 【权利要求3】根据权利要求1或2所述的车载式道路安全用电子警示系统，其特征在于：上述警示信息是利用扬声器发出的声音警示信息、利用显示屏发出的图像警示信息，或是上述二者的混合警示信息。
  4. 【权利要求4】根据权利要求1或2所述的车载式道路安全用电子警示系统，其特征在于：上述无线网卡是PCI无线网卡、PCMCIA无线网卡或USB无线网卡，无线网卡和路侧无线宽带专用网络具有高速移动性和宽带特性。
  5. 【权利要求5】根据权利要求1或2所述的车载式道路安全用电子警示系统，其特征在于：上述卫星GPS天线是内置天线或外置天线。
  6. 【权利要求6】根据权利要求1或2所述的车载式道路安全用电子警示系统，其特征在于：上述显示屏是3英寸至7英寸的触摸式液晶显示屏。
  7. 【权利要求7】根据权利要求1或2所述的车载式道路安全用电子警示系统，其特征在于：上述按键位于显示屏两侧，包括与移动互联网链接、并为道路使用者提供增值服务的视频、地图、天气、呼叫、音乐、定票、风景、预定餐饮和住宿的图标。
  8. 【权利要求8】根据权利要求1或2所述的车载式道路安全用电子警示系统，其特征在于：上述外壳(1)可以采用硬塑或铝材，厚度从10毫米到40毫米。
  9. 【权利要求9】根据权利要求1或2所述的车载式道路安全用电子警示系统，其特征在于：上述汽车安全驾驶软件包将数字公路环境中的标志和标线显示到“护身符”的屏幕上，或者不显示出来而虚拟地运行在程序背后。
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