基于北斗的自行共享式高速公路故障车辆警示系统技术方案

基于北斗的自行共享式高速公路故障车辆警示系统，包括：警示装置和车辆驾驶员终端；基于北斗导航系统，根据故障车辆驾驶员终端发来的故障车辆位置等信息，警示装置能在高速波形护栏上自主运动至警示位置（故障车辆后方150米），并利用投影灯向故障车辆所在车道投影警示标语，同时发出警示声音和闪烁警灯，提醒来车注意避让故障车辆。警示装置还可判断是否有车辆闯入故障车辆所在车道，并及时向故障车辆驾驶员终端发出预警。本发明专利技术采用统一管理、共享使用方式工作，由高速公路管理部门设置警示装置，广大车辆驾驶员通过终端查看并调用警示装置，保证警示装置管护水平的同时降低驾驶员使用成本，利于推广。

Fault Vehicle Warning System of Self-Sharing Expressway Based on Beidou

【技术实现步骤摘要】
基于北斗的自行共享式高速公路故障车辆警示系统
本专利技术属于高速公路警示标志
，具体涉及到一种基于北斗的自行共享式高速公路故障车辆警示系统。
技术介绍
高速公路对发展经济起着积极的推动作用，能够促进沿线区位优势的形成，促进沿线人们理念的转变，提升城镇化水平。至2018年底，我国高速公路总里程突破14万千米，规模居世界第一。大量车辆在高速公路上快速行驶，出现故障在所难免。我国交通法规定，车辆因故障必须在高速公路停车时，应在车后方150米以外设置故障警示标志。因不设置故障警示标志或警示标志设置不当导致的二次事故时有发生，造成了严重的人员伤亡。三角警示牌是目前常用的故障警示标志，其优点是成本低、携带方便，但设置人员在设置和取回时需往返行走近600米。在高速上步行如此长的距离，给设置人员带来了极大的安全隐患。部分驾驶员也会因步行距离过长而不按规定距离设置甚至不设置。此外，三角警示牌仅以反光的形式进行警示，在光线不利的条件下，警示效果差。再有，三角警示牌是一种被动式的警示标志，当有车辆无视警示标志进入故障车辆所在车道时，故障车辆驾乘人员无法提前获知并及时避险。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种基于北斗的自行共享式高速公路故障车辆警示系统。该系统包括警示装置和车辆驾驶员终端；基于北斗导航系统，根据故障车辆驾驶员终端发来的故障车辆位置等信息，警示装置能在高速波形护栏上自主运动至警示位置(故障车辆后方150米)，并利用投影灯向故障车辆所在车道投影警示标语，同时发出警示声音和闪烁警灯，提醒来车注意避让故障车辆。警示装置还可判断是否有车辆闯入故障车辆所在车道，并及时向故障车辆驾驶员终端发出预警。该系统采用统一管理、共享使用方式工作，由高速公路管理部门设置警示装置，广大车辆驾驶员通过终端查看并调用警示装置，保证警示装置管护水平的同时降低驾驶员使用成本，利于推广。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：基于北斗的自行共享式高速公路故障车辆警示系统，其特征在于，包括：警示装置和车辆驾驶员终端；所述警示装置包括承载平台以及均安装在承载平台上的定位子系统、警示子系统、预警子系统、供电子系统和控制主板；所述定位子系统通过北斗定位功能确定承载平台所在位置并实时发送至控制主板，所述控制主板结合车辆驾驶员终端传来的故障车辆位置，利用北斗导航功能引导承载平台自动前往警示位置进行警示工作，所述警示位置为故障车辆后一定距离处；所述警示子系统在承载平台到达警示位置后，进行故障车辆警示工作；所述预警子系统测量来车到承载平台的距离并发送至控制主板，控制主板生成预警信息并发送至车辆驾驶员终端；所述供电子系统为定位子系统、警示子系统、预警子系统和控制主板供电；所述控制主板对定位子系统、警示子系统、预警子系统收集到的信息以及车辆驾驶员终端传来的信息进行分析处理，并控制定位子系统、警示子系统、预警子系统、供电子系统工作；所述车辆驾驶员终端将故障车辆位置及故障车辆所在车道发送至控制主板，并接收控制主板发送的预警信息。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：进一步地，所述承载平台包括连接滑轮、驱动轮、伺服电机和箱体；所述连接滑轮和驱动轮安装在箱体同侧，所述伺服电机安装在箱体中，连接滑轮将箱体与高速公路的波形护栏滑动相连，驱动轮在伺服电机的驱动下，带动箱体沿着波形护栏运动。进一步地，所述控制主板安装在箱体中，控制主板包括中央处理器和存储器；所述存储器中加载有高速公路电子地图，所述中央处理器对定位子系统、警示子系统、预警子系统收集到的信息以及车辆驾驶员终端传来的信息进行分析处理，并控制定位子系统、警示子系统、预警子系统、供电子系统工作。进一步地，所述定位子系统安装在箱体上，定位子系统包括北斗卫星定位天线和北斗卫星定位接收机，用于确定箱体所在位置并发送至中央处理器，中央处理器结合车辆驾驶员终端传来的故障车辆位置，调用存储器中的高速公路电子地图，计算出警示位置坐标，再利用北斗导航功能驱动伺服电机工作，引导箱体移动至警示位置处。进一步地，所述警示子系统安装在箱体上，警示子系统包括投影灯、警示灯和扩音器；所述箱体到达警示位置后，中央处理器根据故障车辆驾驶员终端传来的故障车辆所在车道，调用存储器中存储的投影灯高度和车道宽度，计算投影角度并以此调节投影灯，使其将警示语投影到故障车辆所在车道；同时，中央处理器还通过控制警示灯闪烁以及控制扩音器播放警示语音，提醒来车注意。进一步地，所述中央处理器计算投影角度的过程如下：设定投影灯的初始投影方向与高速公路路面平行，投影灯高度为h，车道宽度为w，故障车辆所在车道为距离波形护栏的第m个车道，则投影灯与垂直方向的投影角度θ为：进一步地，所述预警子系统安装在箱体上，预警子系统包括测距仪；所述测距仪测量来车到箱体的距离并发送至中央处理器，中央处理器调用存储器中存储的车道宽度，判断来车所在车道，并根据故障车辆驾驶员终端传来的故障车辆所在车道，判断来车是否闯入故障车辆所在车道，当来车闯入故障车辆所在车道时，中央处理器通过4G/5G网络向故障车辆驾驶员终端发送预警信息。进一步地，所述中央处理器判断来车是否闯入故障车辆所在车道的过程如下：设定来车到箱体的距离为L，车道宽度为w，箱体到最近的车道边沿距离为l，故障车辆所在车道为距离波形护栏的第m个车道，来车所在车道为距离波形护栏的第n个车道，则[]为向零取整；若m＝n，则来车闯入故障车辆所在车道，中央处理器发送预警信息至故障车辆驾驶员终端；反之，则来车未闯入，中央处理器不生成预警信息。进一步地，所述供电子系统包括蓄电池和太阳能光伏电板，所述蓄电池安装在箱体中，所述太阳能光伏电板安装在箱体上，太阳能光伏电板为蓄电池充电。进一步地，所述故障车辆驾驶员终端自动采集故障车辆位置，判断故障车辆原行驶方向，查看附近警示装置所在位置，并调用原行驶方向一侧且距离警示位置最近的警示装置为拟调用警示装置，故障车辆驾驶员终端将故障车辆所在车道、故障车辆位置、驾驶员手机号、原行驶方向和拟调用警示装置信息显示给驾驶员，待驾驶员确认后发送至拟调用的警示装置。本专利技术的有益效果是：警示系统中的警示装置能自主运行，降低警示标志设置人员劳动强度的同时避免其在设置过程中受到二次伤害。采用声光等多种警示手段，提升警示效果。可主动发出预警，提醒故障车辆驾乘人员及时避险，保障人员安全。采用统一管理、共享使用方式工作，利于警示装置管护，使其始终处于良好工作状态。同时能降低驾驶人员的使用成本，容易被驾驶人员接受和推广。附图说明图1是本专利技术的系统框图。图2a是本专利技术的警示装置结构图。图2b是本专利技术的箱体剖视图。图3是本专利技术的故障车辆驾驶员终端界面图。附图标记如下：波形护栏1、连接滑轮2、驱动轮3、伺服电机4、箱体5、投影灯6、警示灯7、扩音器8、测距仪9、北斗卫星定位天线10、北斗卫星定位接收机11、控制主板12、蓄电池13、太阳能光伏电板14。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。如图1所示，基于北斗的自行共享式高速公路故障车辆警示系统包括警示装置和故障车辆驾驶员终端两部分，警示装置由承载平台、定位子系统、警示子系统、预警子系统、供电子系统和控制主板六部分组成。1、承载平台如图2a、2b所示，承载平台包括连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于北斗的自行共享式高速公路故障车辆警示系统，其特征在于，包括：警示装置和车辆驾驶员终端；所述警示装置包括承载平台以及均安装在承载平台上的定位子系统、警示子系统、预警子系统、供电子系统和控制主板(12)；所述定位子系统通过北斗定位功能确定承载平台所在位置并实时发送至控制主板(12)，所述控制主板(12)结合车辆驾驶员终端传来的故障车辆位置，利用北斗导航功能引导承载平台自动前往警示位置进行警示工作，所述警示位置为故障车辆后一定距离处；所述警示子系统在承载平台到达警示位置后，进行故障车辆警示工作；所述预警子系统测量来车到承载平台的距离并发送至控制主板(12)，控制主板(12)生成预警信息并发送至车辆驾驶员终端；所述供电子系统为定位子系统、警示子系统、预警子系统和控制主板(12)供电；所述控制主板(12)对定位子系统、警示子系统、预警子系统收集到的信息以及车辆驾驶员终端传来的信息进行分析处理，并控制定位子系统、警示子系统、预警子系统、供电子系统工作；所述车辆驾驶员终端将故障车辆位置及故障车辆所在车道发送至控制主板(12)，并接收控制主板(12)发送的预警信息。

【技术特征摘要】
1.基于北斗的自行共享式高速公路故障车辆警示系统，其特征在于，包括：警示装置和车辆驾驶员终端；所述警示装置包括承载平台以及均安装在承载平台上的定位子系统、警示子系统、预警子系统、供电子系统和控制主板(12)；所述定位子系统通过北斗定位功能确定承载平台所在位置并实时发送至控制主板(12)，所述控制主板(12)结合车辆驾驶员终端传来的故障车辆位置，利用北斗导航功能引导承载平台自动前往警示位置进行警示工作，所述警示位置为故障车辆后一定距离处；所述警示子系统在承载平台到达警示位置后，进行故障车辆警示工作；所述预警子系统测量来车到承载平台的距离并发送至控制主板(12)，控制主板(12)生成预警信息并发送至车辆驾驶员终端；所述供电子系统为定位子系统、警示子系统、预警子系统和控制主板(12)供电；所述控制主板(12)对定位子系统、警示子系统、预警子系统收集到的信息以及车辆驾驶员终端传来的信息进行分析处理，并控制定位子系统、警示子系统、预警子系统、供电子系统工作；所述车辆驾驶员终端将故障车辆位置及故障车辆所在车道发送至控制主板(12)，并接收控制主板(12)发送的预警信息。2.如权利要求1所述的基于北斗的自行共享式高速公路故障车辆警示系统，其特征在于：所述承载平台包括连接滑轮(2)、驱动轮(3)、伺服电机(4)和箱体(5)；所述连接滑轮(2)和驱动轮(3)安装在箱体(5)同侧，所述伺服电机(4)安装在箱体(5)中，连接滑轮(2)将箱体(5)与高速公路的波形护栏(1)滑动相连，驱动轮(3)在伺服电机(4)的驱动下，带动箱体(5)沿着波形护栏(1)运动。3.如权利要求2所述的基于北斗的自行共享式高速公路故障车辆警示系统，其特征在于：所述控制主板(12)安装在箱体(5)中，控制主板(12)包括中央处理器和存储器；所述存储器中加载有高速公路电子地图，所述中央处理器对定位子系统、警示子系统、预警子系统收集到的信息以及车辆驾驶员终端传来的信息进行分析处理，并控制定位子系统、警示子系统、预警子系统、供电子系统工作。4.如权利要求3所述的基于北斗的自行共享式高速公路故障车辆警示系统，其特征在于：所述定位子系统安装在箱体(5)上，定位子系统包括北斗卫星定位天线(10)和北斗卫星定位接收机(11)，用于确定箱体(5)所在位置并发送至中央处理器，中央处理器结合车辆驾驶员终端传来的故障车辆位置，调用存储器中的高速公路电子地图，计算出警示位置坐标，再利用北斗导航功能驱动伺服电机(4)工作，引导箱体(5)移动至警示位置处。5.如权利要求3所述的基于北斗的自行共享式高速公路故障车辆警示系统，其特征在于：所述警...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗海滨，黄鹏，宋锐，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32