CN109035867A - 一种能提高交通安全和交通效率的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了智能交通技术领域的一种能提高交通安全和交通效率的装置，包括一种能提高交通安全和交通效率的装置，包括自车模块，自车模块包括DSRC通信模块、数据处理模块和人机交互界面，DSRC通信模块和数据处理模块电性连接，数据处理模块和人机交互界面电性连接，DSRC通信模块上分别电性连接有路测设备DSRC通信模块和周围车辆DSRC通信模块；本发明通过提出的能提高交通安全和交通效率的装置，不仅实现了车内网(车与CAN互联)、车外网(车与车，车与路侧设备等互联)与车云网(车与其他云平台互联)的三网融合，而且通过对获取数据的处理和分析提高了行车的安全性和智慧性，大大提升了出行效率，有广泛的社会效益和工程实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及智能交通技术领域，具体涉及一种能提高交通安全和交通效率的装置。
背景技术
随着社会经济高速发展，汽车产业更新迭代日新月异，但车企注重的是提升汽车的品质，如内外饰，发动机性能等。然而，据统计全世界每年有大约125万人死于交通事故，人为原因是交通事故高发的一个重要原因，其中89.1％是源于驾驶员的误判。且城市交通路口红绿灯设计不合理和交通拥堵状况导致交通出行效率不高，仅靠交通管理部门收效甚微。基于此，本发明设计了一种能提高交通安全和交通效率的装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能提高交通安全和交通效率的装置，以解决上述背景技术中提出的现在频发的交通事故仅靠交通管理部门收效甚微的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种能提高交通安全和交通效率的装置，包括自车模块，所述自车模块包括DSRC通信模块、数据处理模块和人机交互界面，所述DSRC通信模块和数据处理模块电性连接，所述数据处理模块和人机交互界面电性连接，所述DSRC通信模块上分别电性连接有路侧设备DSRC通信模块和周围车辆DSRC通信模块，所述路侧设备DSRC通信模块和周围车辆DSRC通信模块电性连接，所述路侧设备DSRC通信模块上电性连接有交通管理平台，所述数据处理模块上分别电性连接有CAN总线、后台服务平台和其他传感器；
提高交通安全的具体方法如下：
获取自车和周围车辆数据，所述DSRC通信模块根据所述自车模块和周围车辆DSRC通信模块连续实时获取自车和周围车辆的GPS定位数据；
根据场景算法判定出潜在危险车辆，解析所述自车模块和周围车辆DSRC通信模块获取的GPS数据，获取自车和周围车辆的经纬度、方向角和速度、加速度信息，并发送到所述数据处理模块，所述数据处理模块通过从所述DSRC通信模块和其他传感器获取数据，根据数据信息计算自车当前的安全等级种类及系数，所述DSRC通信模块挑选出与自车的安全等级最低的车辆，即存在潜在危险的车辆；
输出报警信息至所述人机交互界面，所述数据处理模块和人机交互界面直连，所述数据处理模块将安全等级种类及系数上传到所述人机交互界面显示或者提示对应的警报声；
报警信息和潜在危险车辆信息发送给智能车，所述数据处理模块与CAN总线直连，根据安全等级决策是否向所述CAN总线发送信号，将报警信息和潜在危险车辆信息通过所述CAN总线发送到智能车的自车模块，采取刹车甚至紧急制动操作，提升了驾驶的安全性，将整车状态数据及驾驶员驾驶行为数据上传到所述后台服务平台，用作大数据处理，解析分析驾驶员的驾驶行为；
提高交通效率的具体方法如下：
获取自车、周围车辆和红绿灯信息，所述DSRC通信模块根据所述自车模块和周围车辆DSRC通信模块连续实时获取自车和周围车辆的GPS定位数据，根据所述路侧设备DSRC通信模块实时获取路侧红绿灯相位、状态数据；
数据上传至所述交通管理平台，可远程控制红绿灯，解析包括自车和周围车辆的经纬度、速度、加速度及航向角信息的基础数据并发送到所述数据处理模块，将所述路侧设备DSRC通信模块获取的红绿灯相位、状态信息上传到所述交通管理平台，所述路侧设备DSRC通信模块和周围车辆DSRC通信模块连接，所述交通管理平台同时接收所述路侧设备DSRC通信模块上传的根据所述周围车辆DSRC通信模块获取的道路车辆实时状态数据，所述交通管理平台的交通管理者根据交通流量情况，结合相应的算法，在后台做出相应的决策，控制红绿灯的相位和状态持续时间，交通管理者接收的数据提供了解决当前道路通行状况的最佳决策，方便交管部门的协同调度，提高了出行效率；
算法处理计算自车建议车速，将红绿灯的相位和状态持续时间信息返回给所述路侧设备DSRC通信模块，所述路侧设备DSRC通信模块一方面根据返回来的红绿灯数据信息建议驾驶者在红绿灯路口停留时间，另一方面将数据转发给所述自车模块的车载单元，车载单元根据算法计算出停车和启动建议车速；
建议车速、红绿灯信息发送给所述人机交互界面，同时发送给智能车，通过所述数据处理模块将车载单元根据算法计算出的建议车速和红绿灯信息显示在所述人机交互界面，所述数据处理模块与所述CAN总线直连，将车载单元根据算法计算出的建议车速和红绿灯信息通过所述CAN总线发送到智能车，智能车的自车模块采取相应应对措施。
优选的，所述数据处理模块和人机交互界面通过WiFi连接。
优选的，所述数据处理模块和后台服务平台通过4G通信连接。
优选的，所述路侧设备DSRC通信模块和周围车辆DSRC通信模块通过DSRC通信连接。
优选的，所述路侧设备DSRC通信模块上电性连接有交通管理平台通过4G通信连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过车辆行驶过程中，实时连续采集自车的行驶状态数据、路侧设备和周围车辆的数据，数据处理模块根据这些数据可以计算当前自车的安全等级情况，上传到人机交互界面显示并报警，大大提高了行车的安全性；且在路口场景中，可以将车辆行驶数据和路侧设备如红绿灯相位、剩余秒数等数据上传到交通管理平台或“城市脑”，方便交通管理部门的协同调度，提高通行效率；不仅实现了车内网(车与CAN互联)、车外网(车与车，车与路侧设备等互联)与车云网(车与其他云平台互联)的三网融合，而且通过对获取数据的处理和分析提高了行车的安全性和智慧性，大大提升了出行效率，有广泛的社会效益和工程实用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明系统原理图。
图2为本发明提高交通安全的流程图。
图3为本发明提高交通效率的流程图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-自车模块，2-DSRC通信模块，3-数据处理模块，4-人机交互界面，5-路侧设备DSRC通信模块，6-周围车辆DSRC通信模块，7-交通管理平台，8-CAN总线，9-后台服务平台，10-其他传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种能提高交通安全和交通效率的装置，包括自车模块1，自车模块1包括DSRC通信模块2、数据处理模块3和人机交互界面4，DSRC通信模块2和数据处理模块3电性连接，数据处理模块3和人机交互界面4电性连接，DSRC通信模块2上分别电性连接有路侧设备DSRC通信模块5和周围车辆DSRC通信模块6，路侧设备DSRC通信模块5和周围车辆DSRC通信模块6电性连接，路侧设备DSRC通信模块5上电性连接有交通管理平台7，数据处理模块3上分别电性连接有CAN总线8、后台服务平台9和其他传感器10；
提高交通安全的具体方法如下：
获取自车和周围车辆数据，DSRC通信模块2根据自车模块1和周围车辆DSRC通信模块6连续实时获取自车和周围车辆的GPS定位数据；
根据场景算法判定出潜在危险车辆，解析自车模块1和周围车辆DSRC通信模块6获取的GPS数据，获取自车和周围车辆的经纬度、方向角和速度、加速度信息，并发送到数据处理模块3，数据处理模块3通过从DSRC通信模块2和其他传感器10获取数据，根据数据信息计算自车当前的安全等级种类及系数，DSRC通信模块2挑选出与自车的安全等级最低的车辆，即存在潜在危险的车辆；
输出报警信息至人机交互界面4，数据处理模块3和人机交互界面4直连，数据处理模块3将安全等级种类及系数上传到人机交互界面4显示或者提示对应的警报声；
报警信息和潜在危险车辆信息发送给智能车，数据处理模块3与CAN总线8直连，根据安全等级决策是否向CAN总线8发送信号，将报警信息和潜在危险车辆信息通过CAN总线8发送到智能车的自车模块1，采取刹车甚至紧急制动操作，提升了驾驶的安全性，将整车状态数据及驾驶员驾驶行为数据上传到后台服务平台9，用作大数据处理，解析分析驾驶员的驾驶行为；
提高交通效率的具体方法如下：
获取自车、周围车辆和红绿灯信息，DSRC通信模块2根据自车模块1和周围车辆DSRC通信模块6连续实时获取自车和周围车辆的GPS定位数据，根据路侧设备DSRC通信模块5实时获取路侧红绿灯相位、状态数据；
数据上传至交通管理平台7，可远程控制红绿灯，解析包括自车和周围车辆的经纬度、速度、加速度及航向角信息的基础数据并发送到数据处理模块3，将路侧设备DSRC通信模块5获取的红绿灯相位、状态信息上传到交通管理平台7，路侧设备DSRC通信模块5和周围车辆DSRC通信模块6连接，交通管理平台7同时接收路侧设备DSRC通信模块5上传的根据周围车辆DSRC通信模块6获取的道路车辆实时状态数据，交通管理平台7的交通管理者根据交通流量情况，结合相应的算法，在后台做出相应的决策，控制红绿灯的相位和状态持续时间，交通管理者接收的数据提供了解决当前道路通行状况的最佳决策，方便交管部门的协同调度，提高了出行效率；
算法处理计算自车建议车速，将红绿灯的相位和状态持续时间信息返回给路侧设备DSRC通信模块5，路侧设备DSRC通信模块5一方面根据返回来的红绿灯数据信息建议驾驶者在红绿灯路口停留时间，另一方面将数据转发给自车模块1的车载单元，车载单元根据算法计算出停车和启动建议车速；
建议车速、红绿灯信息发送给人机交互界面4，同时发送给智能车，通过数据处理模块3将车载单元根据算法计算出的建议车速和红绿灯信息显示在人机交互界面4，数据处理模块3与CAN总线8直连，将车载单元根据算法计算出的建议车速和红绿灯信息通过CAN总线8发送到智能车，智能车的自车模块1采取相应应对措施。
本实施例的一个具体应用为：车辆行驶过程中，自车模块1中的DSRC通信模块2与周围车辆DSRC通信模块6和路侧设备DSRC通信模块5之间能实现数据共享，DSRC通信模块2根据自车模块1和周围车辆DSRC通信模块6连续实时获取自车和周围车辆的GPS定位数据，根据路侧设备DSRC通信模块5实时获取路侧红绿灯相位、状态数据。
解析自车模块1和周围车辆DSRC通信模块6获取的GPS数据，获取自车和周围车辆的经纬度、方向角和速度、加速度信息，并发送到数据处理模块3，数据处理模块3通过从DSRC通信模块2和其他传感器10获取数据，根据数据信息计算自车当前的安全等级种类及系数，DSRC通信模块2挑选出与自车的安全等级最低的车辆，即存在潜在危险的车辆。
DSRC通信模块2可以挑选与自车的安全等级最低(即存在潜在危险)的车辆，例如追尾预警场景：先提取出方向角符合设定的前方车辆(周围车辆在自车的前方，远车和自车的方向角差值在-30°～30°之间)的数据，再结合两车的经纬度信息计算两车的直线距离，再计算两车的横向距离，如果小于一个阈值(设定值为3米)，则认定两车在同一车道，如果大于等于该阈值则不在同一车道，此时安全等级系数为2，再通过两车的速度和加速度数据，计算预期碰撞时间t，当0<t<＝3时，安全等级系数为0，可能发生前向碰撞，建议立即减速甚至刹车；当3<t<＝5时，安全等级系数为1，发生前向碰撞，建议适当减速；当t>5，安全等级系数为2，行车安全，保持当前车速。
数据处理模块3将安全等级种类及系数上传到人机交互界面4显示或者提示对应的警报声，同时根据安全等级决策是否向CAN总线8发送信号，采取刹车甚至紧急制动操作，提升了驾驶的安全性，将整车状态数据及驾驶员驾驶行为数据上传到后台服务平台9，用作大数据处理，解析分析驾驶员的驾驶行为。
车辆行驶至路口时，解析包括自车和周围车辆的经纬度、速度、加速度及航向角信息的基础数据并发送到数据处理模块3，将路侧设备DSRC通信模块5获取的红绿灯相位、状态信息上传到交通管理平台7，路侧设备DSRC通信模块5和周围车辆DSRC通信模块6连接，交通管理平台7同时接收路侧设备DSRC通信模块5上传的根据周围车辆DSRC通信模块6获取的道路车辆实时状态数据，交通管理平台7的交通管理者根据交通流量情况，结合相应的算法，在后台做出相应的决策，控制红绿灯的相位和状态持续时间，交通管理者接收的数据提供了解决当前道路通行状况的最佳决策，方便交管部门的协同调度，很大程度上可以减少车辆在路口的等待时间，提高路口的通行效率。
将红绿灯的相位和状态持续时间信息返回给路侧设备DSRC通信模块5，路侧设备DSRC通信模块5一方面根据返回来的红绿灯数据信息建议驾驶者在红绿灯路口停留时间，另一方面将数据转发给自车模块1的车载单元，车载单元根据算法计算出停车和启动建议车速，结合两车的经纬度信息计算两车的直线距离，再计算两车的横向距离，如果小于一个阈值(设定值为3米)，则认定两车在同一车道，如果大于等于该阈值则不在同一车道，建议在红绿灯路口减速停车和保持安全距离的启动。
通过DSRC通信模块2实现数据共享，为后续的数据处理和决策提供前提条件，DSRC通信模块2通过无线实时通信，将小范围内的车辆和路侧数据互通，发送给数据处理模块3，数据处理模块3是决策处理的核心，DSRC通信模块2将车与车，车与路侧设备共享的数据上传到数据处理模块3，数据处理模块3通过4G通信与CAN总线8和后台服务平台9连接，将大范围的车载数据和驾驶行为数据上传到后台服务平台9，为后续大数据处理和路径规划等提供数据支撑，人机交互界面4接收数据处理模块3处理的结果，显示并播报对应的报警信息，路侧设备DSRC通信模块5和周围车辆DSRC通信模块6将道路车辆实时状态数据及路侧设备单元的数据上传到交通管理平台7，实现交通管理者的智能协同调度，交通管理者提供解决当前的道路通行状况的最佳决策，进而实现人车路的智能协同，极大地提高了行车的安全性与高效性，后台服务平台9通过4G通信与整个装置连接，实现整车状态数据及驾驶员驾驶行为数据的接收、转发与存储，为主机厂解析分析驾驶员的驾驶行为提供数据保障，有利于推动智能无人车的研究发展。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种能提高交通安全和交通效率的装置及方法，包括自车模块(1)，其特征在于：所述自车模块(1)包括DSRC通信模块(2)、数据处理模块(3)和人机交互界面(4)，所述DSRC通信模块(2)和数据处理模块(3)电性连接，所述数据处理模块(3)和人机交互界面(4)电性连接，所述DSRC通信模块(2)上分别电性连接有路侧设备DSRC通信模块(5)和周围车辆DSRC通信模块(6)，所述路侧设备DSRC通信模块(5)和周围车辆DSRC通信模块(6)电性连接，所述路侧设备DSRC通信模块(5)上电性连接有交通管理平台(7)，所述数据处理模块(3)上分别电性连接有CAN总线(8)、后台服务平台(9)和其他传感器(10)；
提高交通安全的具体方法如下：
获取自车和周围车辆数据，所述DSRC通信模块(2)根据所述自车模块(1)和周围车辆DSRC通信模块(6)连续实时获取自车和周围车辆的GPS定位数据；
根据场景算法判定出潜在危险车辆，解析所述自车模块(1)和周围车辆DSRC通信模块(6)获取的GPS数据，获取自车和周围车辆的经纬度、方向角和速度、加速度信息，并发送到所述数据处理模块(3)，所述数据处理模块(3)通过从所述DSRC通信模块(2)和其他传感器(10)获取数据，根据数据信息计算自车当前的安全等级种类及系数，所述DSRC通信模块(2)挑选出与自车的安全等级最低的车辆，即存在潜在危险的车辆；
输出报警信息至所述人机交互界面(4)，所述数据处理模块(3)和人机交互界面(4)直连，所述数据处理模块(3)将安全等级种类及系数上传到所述人机交互界面(4)显示或者提示对应的警报声；
报警信息和潜在危险车辆信息发送给智能车，所述数据处理模块(3)与CAN总线(8)直连，根据安全等级决策是否向所述CAN总线(8)发送信号，将报警信息和潜在危险车辆信息通过所述CAN总线(8)发送到智能车的自车模块(1)，采取刹车甚至紧急制动操作，提升了驾驶的安全性，将整车状态数据及驾驶员驾驶行为数据上传到所述后台服务平台(9)，用作大数据处理，解析分析驾驶员的驾驶行为；
提高交通效率的具体方法如下：
获取自车、周围车辆和红绿灯信息，所述DSRC通信模块(2)根据所述自车模块(1)和周围车辆DSRC通信模块(6)连续实时获取自车和周围车辆的GPS定位数据，根据所述路侧设备DSRC通信模块(5)实时获取路侧红绿灯相位、状态数据；
数据上传至所述交通管理平台(7)，可远程控制红绿灯，解析包括自车和周围车辆的经纬度、速度、加速度及航向角信息的基础数据并发送到所述数据处理模块(3)，将所述路侧设备DSRC通信模块(5)获取的红绿灯相位、状态信息上传到所述交通管理平台(7)，所述路侧设备DSRC通信模块(5)和周围车辆DSRC通信模块(6)连接，所述交通管理平台(7)同时接收所述路侧设备DSRC通信模块(5)上传的根据所述周围车辆DSRC通信模块(6)获取的道路车辆实时状态数据，所述交通管理平台(7)的交通管理者根据交通流量情况，结合相应的算法，在后台做出相应的决策，控制红绿灯的相位和状态持续时间，交通管理者接收的数据提供了解决当前道路通行状况的最佳决策，方便交管部门的协同调度，提高了出行效率；
算法处理计算自车建议车速，将红绿灯的相位和状态持续时间信息返回给所述路侧设备DSRC通信模块(5)，所述路侧设备DSRC通信模块(5)一方面根据返回来的红绿灯数据信息建议驾驶者在红绿灯路口停留时间，另一方面将数据转发给所述自车模块(1)的车载单元，车载单元根据算法计算出停车和启动建议车速；
建议车速、红绿灯信息发送给所述人机交互界面(4)，同时发送给智能车，通过所述数据处理模块(3)将车载单元根据算法计算出的建议车速和红绿灯信息显示在所述人机交互界面(4)，所述数据处理模块(3)与所述CAN总线(8)直连，将车载单元根据算法计算出的建议车速和红绿灯信息通过所述CAN总线(8)发送到智能车，智能车的自车模块(1)采取相应应对措施。
2.根据权利要求1所述的一种能提高交通安全和交通效率的装置及方法，其特征在于：所述DSRC通信模块(2)通过DSRC通信分别电性连接有路侧设备DSRC通信模块(5)和周围车辆DSRC通信模块(6)。
3.根据权利要求1所述的一种能提高交通安全和交通效率的装置及方法，其特征在于：所述数据处理模块(3)和人机交互界面(4)通过WiFi连接。
4.根据权利要求1所述的一种能提高交通安全和交通效率的装置及方法，其特征在于：所述数据处理模块(3)和后台服务平台(9)通过4G通信连接。
5.根据权利要求1所述的一种能提高交通安全和交通效率的装置及方法，其特征在于：所述路侧设备DSRC通信模块(5)和周围车辆DSRC通信模块(6)通过DSRC通信连接。
6.根据权利要求1所述的一种能提高交通安全和交通效率的装置及方法，其特征在于：所述路侧设备DSRC通信模块(5)上电性连接有交通管理平台(7)通过4G通信连接。
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