用于监视交通和道路积水状况的装置、系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及监视交通和道路积水状况的装置、系统及方法。通过无线传感器网络同时监视交通流和道路洪水。该装置和系统包含监视交通流、洪水状况、或两者的超声测距仪。可以从交通状况中计算路由信息，以便计算出避免不可通行或由于交通状况而缓行的道路的路线。

Device, system and method for monitoring traffic and road water conditions

The present invention relates to an apparatus, a system and a method for monitoring traffic and road water conditions. Monitoring traffic flow and road flooding simultaneously through wireless sensor networks. The apparatus and system includes an ultrasonic ranging device that monitors traffic flow, flood status, or both. Can calculate the routing information from the traffic situation, so as to avoid traffic or can not be calculated because of the traffic and road routes.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监视交通和道路积水状况的装置、系统及方法优先权要求本申请要求2011年7月19日提交的美国临时专利申请第61/509,439号的优先权，特此通过引用全文并入。
本专利技术涉及通过无线传感器网络监视道路，尤其涉及用于交通流和道路洪水综合超声监视的装置、系统及方法。该系统可以包括监视交通流、洪水状况、或两者的超声测距仪和/或远程红外温度传感器。
技术介绍
当前交通监视或洪水监视系统是专用的，只用于一种应用。并且，至今还没有实时城市洪水监视系统。现有洪水监视系统只测量河流或湖泊中的水位，而现有交通监视系统只测量交通。这种城市洪水监视的缺乏使城市设施在感测像骤发洪水那样的发洪水状况以及对此作出反应方面存在缺陷。与洪水和交通信息两者有关的信息将有益于应急响应。这样的信息将导致应急人员的更快响应时间以及非应急人员从发洪水区的更迅速撤离。传统基于传感器网络的系统存在几方面缺点，首先，它们只能监视由周围河流引起的洪水（例如，不能使用传统系统监视骤发洪水）。另外，虽然这些基于传感器网络的系统可以预测河流开始淹没周围城区的时间，但它们不能跟踪洪水本身的演变。基于卫星的洪水监测系统也存在一些缺陷。它们不具备实时能力，它们是基于图像的，以及它们只能在云散之后，即在洪水开始之后的几个小时或更长时间之后评估洪水的蔓延。
技术实现思路
与专用（即，只能用于一种应用）的标准交通监视或洪水监视系统不同，本专利技术的实施例使两种物理现象能够同时得到感测：交通和洪水。因此，本专利技术给予部署感测基础设施的代理商以额外的经济激励（通过更好的信息和管理降低洪水损害的成本）。另外，本专利技术的实施例将监视和预报洪水期间道路上积水的高度，使地方政府能够评估标准车辆不可在哪些道路上行驶，救援车辆可涉水驶过哪些道路。它们还能够实时地为应急服务生成可用道路和可接近区域的地图，这是洪水，尤其，骤发洪水事件期间的关键信息。所提及的缺点并非详尽无遗，而是在往往损害监视道路上的交通和积水状况的先前已知技术的有效性的许多缺点之中；但是，这里提到的那些缺点足以证明出现在本领域中的那些方法不是令人满意的，非常需要在本公开中所述和要求保护的技术。从前面的讨论中应当显而易见，需要监视道路上的状况的装置、系统及方法。本专利技术的实施例涉及监视交通流、积水/洪水状况或两者的超声测距仪的系统。本专利技术的一个实施例在于两个部分：1）由无线传感器板组成的无线传感器网络，该无线传感器板与要监视的道路上、指向地面和处在城市环境中的超声换能器和/或远程红外温度传感器连接。每个传感器板与它的邻居一起处理测量数据，以估计局部交通状况以及局部洪水状况。局部交通状况对应于跨过道路路段的局部密度、流量和速度状况。局部洪水状况对应于地面上的积水的估计高度。2）处理传感器节点转发的局部交通和洪水状况数据的后端服务器系统。使用交通流模型和始发地目的地模型估计全局交通状况，以创建当前和未来交通流状况的地图。使用当前状况、气象数据和下水道模型预报全局洪水状况。一个一般性实施例是监视交通和道路积水状况的装置，该装置包含：配置成无线发送和接收信息的通信模块；超声换能器和/或远程红外温度传感器；配置成从该超声换能器和/或远程红外温度传感器接收交通信息的交通监视模块；以及配置成从该超声换能器接收道路积水信息的道路积水监视模块。在一个特定实施例中，该交通监视模块被进一步配置成从接收的交通信息中确定交通状况，该积水监视模块被进一步配置成从接收的道路积水信息中确定积水的存在与否。确定的交通状况可以是交通繁忙、交通适度、交通不繁忙和无交通流。确定的交通状况可以是估计车流和/或估计车速。该道路积水监视模块还可以配置成确定降雨的存在与否和/或配置成确定积水的深度。在本专利技术的一个实施例中，接收的交通信息包含选自由如下组成的群体的信息：汽车的数量、过往汽车之间的时间、和过往汽车的速度。微控制器可以包含该交通监视模块和该道路积水监视模块。另一个一般性实施例是监视交通和道路积水状况的系统，该系统包含：超声传感器，其包含无线通信设备和超声换能器，其中该超声换能器被配置成监视交通和道路积水状况；以及中央计算机，其被配置成从该超声传感器接收道路状况信息。该系统可以进一步包含配置成与相邻超声传感器通信的多个超声传感器。一个实施例可以进一步包含CPU（中央处理单元），其被配置成确定该超声传感器处的交通状况和道路积水状况。该超声传感器可以包含该CPU和/或该中央计算机可以包含该CPU。在本专利技术的另一个实施例中，该中央计算机被配置成从接收的道路状况信息中确定该多个超声传感器每一个处的道路状况。该中央计算机还可以配置成从接收的道路状况信息中绘制该多个超声传感器每一个处的交通状况的地图。确定的道路状况可以指示道路是否可通行。在本专利技术的一个实施例中，该中央计算机被配置成进一步接收包含开始地点和终止地点的地点路由信息，以及确定避开不可通行道路的从开始地点到终止地点的路线。另一个一般性实施例是包含计算机可读介质的计算机程序产品，该计算机可读介质含有可执行成进行监视交通和道路积水状况的操作的计算机可用程序代码，该计算机程序产品的操作包含：接收包含道路地点、交通状况信息和积水状况信息的多个道路状况信息；确定该道路地点是否不可通行；确定该地点处的交通状况；以及按地点绘制该多个道路信息的地图。该计算机程序产品可以进一步包含接收包含开始地点和终止地点的路由信息和确定避开不可通行道路的从开始地点到终止地点的路线，以及也可以绘制该路线的地图。确定的交通状况可以是交通繁忙、交通适度、交通不繁忙或无交通流。确定的路线也可以避开交通繁忙的道路地点。术语“耦合”被定义成连接，但未必直接地，也未必机械地。术语“一个”和“一种”被定义成一个（种）或多个（种），除非本公开另有明确要求。术语“基本上”以及它的变体如本领域的普通技术人员所理解，被定义成所规定的大部分但未必是全部，在一个非限制性实施例中，“基本上”指的是在所规定的10%内，优选的是在5%内，更优选的是在1%内，以及最优选的是在0.5%内的范围。术语“包含”（以及包含的任何形式）、“含有”（以及含有的任何形式）、“包括”（以及包括的任何形式）和“内含”（以及内含的任何形式）都是开放式连系动词。其结果是，“包含”、“含有”、“包括”和“内含”一个或多个步骤或元件的方法或设备拥有那一个或多个步骤或元件，但不局限于只拥有那一个或多个步骤或元件。同样，“包含”、“含有”、“包括”和“内含”一种或多种特征的方法的步骤或设备的元件拥有那一种或多种特征，但不局限于只拥有那一种或多种特征。更进一步，以某种方式配置的设备或结构以至少那种方式配置，但也可以以未列出的方式配置。如本文所使用，“交通状况”指的是道路上交通的程度。例如，可以是交通繁忙、交通适度、交通不繁忙或无交通流。要明白的是，像汽车的密度或汽车的速度那样的交通信息将对应于取决于道路的类型的不同交通状况。例如，像闹市区那样的城市环境中的高汽车密度可能对应于交通不繁忙或适度，而高速公路上的高汽车密度将对应于交通繁忙。参照如下结合附图对特定实施例的详细描述，其它特征和相关优点将变得显而易见。附图说明如下附图形成本说明书的一部分，并包括进来以便进一步展示可以结合本文给出的特定实施例的详细描述，参照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监视交通和道路积水状况的装置，该装置包含：配置成无线发送和接收信息的通信模块；传感器,配置成测量降雨水平；配置成从该传感器接收交通信息的交通监视模块；以及配置成从该传感器接收道路积水信息的道路积水监视模块。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.19 US 61/509,4391.一种监视交通和道路积水状况的装置，该装置包含：配置成无线发送和接收信息的通信模块；传感器,配置成测量降雨水平；配置成从该传感器接收交通信息的交通监视模块；以及配置成从该传感器接收道路积水信息的道路积水监视模块。2.如权利要求1所述的装置，其中该传感器是超声换能器。3.如权利要求1所述的装置，其中该传感器是远程红外温度传感器。4.如权利要求1所述的装置，其中该传感器包含超声换能器和远程红外温度传感器。5.如权利要求1–4之一所述的装置，其中该交通监视模块被进一步配置成从接收的交通信息中确定交通状况。6.如权利要求5所述的装置，其中确定的交通状况是交通繁忙、交通适度、交通不繁忙和无交通流。7.如权利要求5所述的方法，其中确定的交通状况是估计车流和/或估计车速。8.如权利要求1–4之一所述的装置，其中该积水监视模块被进一步配置成从接收的道路积水信息中确定积水的存在与否。9.如权利要求1–4之一所述的装置，其中该道路积水监视模块被配置成确定降雨的存在与否。10.如权利要求1–4之一所述的装置，其中该道路积水监视模块被配置成确定积水的深度。11.如权利要求1–4之一所述的装置，其中接收的交通信息包含选自由如下组成的群体的信息：汽车...

【专利技术属性】
技术研发人员：C克劳德尔，
申请(专利权)人：阿卜杜拉国王科技大学，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯,SA