基于V2X的单行道优先通行系统及方法技术方案

本发明专利技术公开基于V2X的单行道优先通行系统及方法，该系统包括云端服务器、路侧端和车端；云端服务器与路侧端通信连接；云端服务器与车端无线通信连接；云端服务器用于对车端的通行权限进行存储和/或验证；车端用于向云端服务器发出优先通行请求信息，并根据云端服务器的反馈进行相应的操作，还用于识别单行道标牌图像，从中识别并提取出单行道的地理位置信息，还用于实时计算车端的地理位置与单行道的终止点的地理位置之间的距离，以判断何时向云端服务器发送优先通行请求信息；路侧端包括交通信号控制机、优先信息显示牌和标线投影模块。本发明专利技术通过运用数字公钥证书认证技术，并结合车联网技术，使得基于V2X的单行道优先通行安全可靠。全可靠。全可靠。

【技术实现步骤摘要】
基于V2X的单行道优先通行系统及方法


[0001]本专利技术属于车辆优先通行和车联网
，尤其涉及基于V2X的单行道优先通行系统及方法。

技术介绍

[0002]单行道是指只允许一个方向行驶的车道。单向交通作为一种投资少、见效快、操作简便的交通管理措施，在西方发达国家已得到广泛采用。近年来，我国许多城市也积极采用单向交通，把部分双行道路直接改成单行线，很大程度上缓解了道路交通压力，减少了拥堵情况。单行道是解决城市交通拥挤、增加交通容量的最直接、最有效、最经济的一种办法，它是以局部的限制来保障全局的畅通。
[0003]事物总是在有其利的同时会有其弊。比如，如果要到达的目的地与单行道所允许行驶的方向相反，则车辆可能需要绕行比较远的其它道路，这会给车辆带来某些不便。对普通的社会车辆而言，多花些时间和能耗成本尚可接受，但对于执行任务的分秒必争的特种车辆（比如救护车、消防车、警车、工程抢险车等）的行动会造成一定的影响。虽然根据相关法律和规定，上述执行任务的特种车辆可以不受行驶速度、行驶路线、行驶方向和指挥灯信号的限制，在保证安全的情况下在单行道上逆行，但由于目前车与路、其它车辆以及行人等交通参与者之间并没有很好的沟通和协调机制，执行任务的特种车辆在单行道上逆行很容易造成交通堵塞和/或事故。
[0004]如何在目前车联网技术大发展的背景下，实现执行任务的特种车辆在单行道上安全快速地逆行，是急需解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供基于V2X的单行道优先通行系统及方法，通过运用数字公钥证书认证技术，并结合车联网技术，使得进行基于V2X的单行道优先通行既安全可靠、又简单高效。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术一方面提出基于V2X的单行道优先通行系统，包括云端服务器、至少一个路侧端和至少一个车端；所述云端服务器与所述路侧端通信连接；所述云端服务器与所述车端无线通信连接；所述云端服务器用于对车端的通行权限进行存储和/或验证，所述通行权限包括允许逆向通行和不允许逆向通行；当所述车端为因执行任务而需要在单行道逆行的特种车辆时，对应的通行权限为允许逆向通行；当所述车端不是因执行任务而需要在单行道逆行的特种车辆时，对应的通行权限为不允许逆向通行；所述车端用于向云端服务器发出优先通行请求信息，并根据云端服务器的反馈进行相应的操作，当收到云端服务器发送的允许逆向通行的信息，则在单行道上逆行通过，否则不允许在单行道上逆行通过；所述车端还用于识别单行道标牌图像，从中识别并提取出
单行道的地理位置信息；所述车端还用于实时计算车端的地理位置与单行道的终止点的地理位置之间的距离，以判断何时向云端服务器发送优先通行请求信息；所述路侧端包括交通信号控制机、优先信息显示牌和标线投影模块；所述交通信号控制机用于改变道路交通信号顺序、调节配时并控制道路交通信号灯运行；所述优先信息显示牌用于显示在单行道上需逆向优先通行的车端相关信息，车端相关信息包括所述车端的行驶方向和速度、离当前优先信息显示牌的距离；所述标线投影模块用于向车端需要逆向优先通行的单行道的路面区域投射逆向通行信息，所述逆向通行信息包括与原单行道通行方向相反的逆行方向指示标线和车端相关信息。
[0007]进一步地，所述车端包括车端安全模块、车端摄像模块和车端定位模块；所述车端安全模块用于为所述车端提供密码服务功能和安全存储功能，所述密码服务功能包括生成随机数、数字签名运算、数字签名验签运算、加解密运算、生成会话密钥、生成数字摘要、数字证书验证和数字证书撤销列表查询；所述车端摄像模块用于采集单行道标牌图像；所述车端定位模块用于获取所述车端的实时地理位置信息。
[0008]进一步地，所述路侧端还包括路侧端安全模块、智能道钉、语音提示模块；所述路侧端安全模块用于为所述路侧端提供密码服务功能和安全存储功能；所述智能道钉用于根据车端相关信息在所述车端需要逆向优先通行的单行道的路面和/或路边区域指示所述车端的逆向优先通行的方向；所述语音提示模块用于播报所述车端的车端相关信息，以便于社会车辆和行人了解当前和即将驶入的所述车端的情况，所述社会车辆是指除需要逆行通过单行道的所述车端以外的其它车辆。
[0009]进一步地，所述云端服务器包括数字证书模块、云端安全模块和云端存储模块；所述数字证书模块用于分别为云端服务器、路侧端和车端生成公钥证书并保存；还用于通过离线或在线方式将路侧端的公钥证书和云端服务器的根证书写入路侧端安全模块内、将车端的公钥证书和云端服务器的根证书写入车端安全模块内；所述路侧端和所述车端的公钥证书由所述云端服务器的根证书签发；所述云端服务器、路侧端和车端各自保存与其相应公钥证书中的公钥相对应的私钥；所述云端安全模块用于为所述云端服务器提供密码服务功能和安全存储功能；所述云端存储模块用于预置和存储车端的车辆号牌和/或车辆识别码，所述车端在所述单行道的通行权限，路侧端编号，路侧端编号对应的路侧端的地理位置信息，路侧端所对应的单行道的地理位置信息，以及所述单行道的起始点和/或终止点的地理位置信息与所述路侧端的地理位置信息和路侧端编号的对应关系。
[0010]进一步地，所述单行道至少包括两个车道，将单行道原通行方向的最左侧车道设为可变通行方向车道；当没有需要逆向优先通行的车端需要逆行通过时，所述最左侧车道与其它车道保持一致的通行方向；当有需要逆向优先通行的车端需要逆行通过时，最左侧车道变为与原通行方向相反的车道，此时所述最左侧车道改为需要逆向优先通行的车端的专用逆行车道，社会车辆则通过所述其它车道继续按原有方向通行。
[0011]本专利技术另一方面还提出基于V2X的单行道优先通行方法，包括：车端通过车端摄像模块获取得到单行道标牌图像后，对单行道标牌图像进行图像识别，从中提取出单行道的地理位置信息；车端通过车端定位模块实时获取自身的地理位置信息，并计算与单行道的终止点的地理位置之间的距离；当所述距离达到或低于设定的阈值时，车端向云端服务器发出优先通行请求信息；所述优先通行请求信息包括车端相关信息和所述单行道的终止点的地理位置信息；当所述距离未达到或高于设定的阈值时，车端实时持续地采集自身的地理位置信息，并实时持续地计算与单行道的终止点的地理位置之间的距离，直到所述距离达到或低于所述阈值时才停止采集和计算；所述云端服务器根据优先通行请求信息获得车端在单行道的通行权限，并将车端的通行权限返回给车端；如果车端的通行权限是允许逆向通行，则车端在保证安全的情况下在所述单行道上逆行通过；如果车端的通行权限是不允许逆向通行，则车端不能在所述单行道上逆行通过；如果车端的通行权限是允许逆向通行，则云端服务器将车端相关信息发送给所述单行道所对应的路侧端，然后，路侧端根据车端相关信息控制交通信号控制机、优先信息显示牌和标线投影模块，以反映所述车端相关信息，提示社会车辆和行人采取避让措施。
[0012]进一步地，所述云端服务器根据优先通行请求信息获得车端在单行道的通行权限，具体包括：云端服务器根据优先通行请求信息内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于V2X的单行道优先通行系统，其特征在于，包括云端服务器、至少一个路侧端和至少一个车端；所述云端服务器与所述路侧端通信连接；所述云端服务器与所述车端无线通信连接；所述云端服务器用于对车端的通行权限进行存储和/或验证，所述通行权限包括允许逆向通行和不允许逆向通行；当所述车端为因执行任务而需要在单行道逆行的特种车辆时，对应的通行权限为允许逆向通行；当所述车端不是因执行任务而需要在单行道逆行的特种车辆时，对应的通行权限为不允许逆向通行；所述车端用于向云端服务器发出优先通行请求信息，并根据云端服务器的反馈进行相应的操作，当收到云端服务器发送的允许逆向通行的信息，则在单行道上逆行通过，否则不允许在单行道上逆行通过；所述车端还用于识别单行道标牌图像，从中识别并提取出单行道的地理位置信息；所述车端还用于实时计算车端的地理位置与单行道的终止点的地理位置之间的距离，以判断何时向云端服务器发送优先通行请求信息；所述路侧端包括交通信号控制机、优先信息显示牌和标线投影模块；所述交通信号控制机用于改变道路交通信号顺序、调节配时并控制道路交通信号灯运行；所述优先信息显示牌用于显示在单行道上需逆向优先通行的车端相关信息，车端相关信息包括所述车端的行驶方向和速度、离当前优先信息显示牌的距离；所述标线投影模块用于向车端需要逆向优先通行的单行道的路面区域投射逆向通行信息，所述逆向通行信息包括与原单行道通行方向相反的逆行方向指示标线和车端相关信息。2.根据权利要求1所述的基于V2X的单行道优先通行系统，其特征在于，所述车端包括车端安全模块、车端摄像模块和车端定位模块；所述车端安全模块用于为所述车端提供密码服务功能和安全存储功能，所述密码服务功能包括生成随机数、数字签名运算、数字签名验签运算、加解密运算、生成会话密钥、生成数字摘要、数字证书验证和数字证书撤销列表查询；所述车端摄像模块用于采集单行道标牌图像；所述车端定位模块用于获取所述车端的实时地理位置信息。3.根据权利要求2所述的基于V2X的单行道优先通行系统，其特征在于，所述路侧端还包括路侧端安全模块、智能道钉、语音提示模块；所述路侧端安全模块用于为所述路侧端提供密码服务功能和安全存储功能；所述智能道钉用于根据车端相关信息在所述车端需要逆向优先通行的单行道的路面和/或路边区域指示所述车端的逆向优先通行的方向；所述语音提示模块用于播报所述车端的车端相关信息，以便于社会车辆和行人了解当前和即将驶入的所述车端的情况，所述社会车辆是指除需要逆行通过单行道的所述车端以外的其它车辆。4.根据权利要求3所述的基于V2X的单行道优先通行系统，其特征在于，所述云端服务器包括数字证书模块、云端安全模块和云端存储模块；所述数字证书模块用于分别为云端服务器、路侧端和车端生成公钥证书并保存；还用于通过离线或在线方式将路侧端的公钥证书和云端服务器的根证书写入路侧端安全模块
内、将车端的公钥证书和云端服务器的根证书写入车端安全模块内；所述路侧端和所述车端的公钥证书由所述云端服务器的根证书签发；所述云端服务器、路侧端和车端各自保存与其相应公钥证书中的公钥相对应的私钥；所述云端安全模块用于为所述云端服务器提供密码服务功能和安全存储功能；所述云端存储模块用于预置和存储车端的车辆号牌和/或车辆识别码，所述车端在所述单行道的通行权限，路侧端编号，路侧端编号对应的路侧端的地理位置信息，路侧端所对应的单行道的地理位置信息，以及所述单行道的起始点和/或终止点的地理位置信息与所述路侧端的地理位置信息和路侧端编号的对应关系。5.根据权利要求1所述的基于V2X的单行道优先通行系统，其特征在于，所述单行道至少包括两个车道，将单行道原通行方向的最左侧车道设为可变通行方向车道；当没有需要逆向优先通行的车端需要逆行通过时，所述最左侧车道与其它车道保持一致的通行方向；当有需要逆向优先通行的车端需要逆行通过时，最左侧车道变为与原通行方向相反的车道，此时所述最左侧车道改为需要逆向优先通行的车端的专用逆行车道，社会车辆则通过所述其它车道继续按原有方向通行。6.基于权利要求1
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5任一所述基于V2X的单行道优先通行系统的基于V2X的单行道优先通行方法，其特征在于，包括：车端通过车端摄像模块获取得到单行道标牌图像后，对单行道标牌图像进行图像识别，从中提取出单行道的地理位置信息；车端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鑫，刘长河，廖正赟，李平，王佳，周小欠，
申请(专利权)人：郑州信大捷安信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：