基本信息
- 项目名称：
- 基于RFID的高速公路无线智能交通监控系统
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 基于RFID的高速公路无线智能交通监控系统，是将RFID无线射频技术、GPRS无线远程通信等技术应用于高速公路的自动快速收费、超速检测、交通事故预防报警和求救、流量管理、人员管理、路况管理等方面的系统。 该系统将带有RFID、GPRS模块的车载机在高速入口处分发给车辆，在高速沿线等间隔以及特殊点布置射频识别卡，车辆进入高速后车载机自动与经过的射频识别卡进行数据交换，从而实现超速检测、高速服务等功能。途中通过GPRS无线远程通信模块与控制中心交换数据及通话，实现事故报警、求援、路况和天气提醒等功能。到达出口时自动计算费用，车载机由缴费口回收。车载机的ID和车牌号、车辆特征信息绑定上传控制中心，还可与公安部门配合，实时跟踪和查询可疑车辆(包括违章、肇事、逃逸、盗抢机动车等)，进行有效的布控和拦截。 该系统实现了高速公路全程的智能化管理，大大提高了管理效率，可有效的限制超速和违章驾驶，对交通事故有很好的预防作用。并能以最快的速度发现交通事故并进行人员及时救治，同时提高了高速公路信息化管理的效率和水平。
- 详细介绍：
- 本项目所要解决的技术问题，就是针对目前高速公路智能交通系统功能不全面、成本高等缺点，提出一种融合了交通管理调度、高速公路实时监控、交通事故预防及报警救援、交通信息服务的全面的智能交通系统。 主要是将无线射频、无线远程通信等技术应用于高速公路的自动快速收费、超速检测、交通事故预防报警和求救、流量管理、人员管理、路况管理等方面。将带有无线射频、无线远程通信模块的车载机在高速入口处分发给车辆，在高速沿线等间隔以及特殊点布置射频定位器，车辆进入高速后车载机自动与经过的射频定位器进行数据交换，从而实现超速检测、高速服务等功能。途中通过无线远程通信模块与控制中心交换数据及通话，实现事故报警、求援、路况和天气提醒等功能。到达出口时自动计算费用，车载机由缴费口回收。该系统实现了高速公路全程的智能化管理，大大提高了管理效率，可有效的限制超速和违章驾驶，对交通事故有很好的预防作用。并能以最快的速度发现交通事故并进行人员及时救治，同时提高了高速公路信息化管理的效率和水平。 本系统主要由以下几方面组成： 1）车载机：在入口分发，在收费口收回； 2）手持机：配给高速公路清扫、维护人员； 3）定位器：无源的无线射频装置，在高速沿途设置； 4）监测器：实时检测雨、雪、雾、气温、能见度等自然信息，在高速沿途设置； 5）中心服务器：负责收发信息、居中调度、GIS等，安装对应的数据库管理软件； 6）收费计算机：负责车牌识别、收费、与中心服务器交互信息等； 其中，中心服务器、收费计算机及车牌识别等设备是目前高速公路管理部门已具备的设备，只需作对应软件上的安装升级。 最终实现的功能包括自动收费、超速检测、中途求援、事故报警、流量调度、路况提醒、位置通报、人员管理、高速服务、事故预防、预防追尾、路段监测、智能限速、车牌扫描、路况报告、事故提醒、车辆追踪等，全面满足智能交通监控的需要。 车辆到达入口时，由收费计算机1负责车牌识别，将车载机6的ID和车牌号、车辆特征信息绑定上传控制中心服务器8，保存在数据库里。然后车载机6在入口分发给该车辆，完成车牌记录和起点记录。行驶过程中，车载机6与沿途定位器3联络，获取定位器3的ID，以及记录在其中的里程、路况信息和特殊信息，通过车载机6的语音功能提示驾驶员。监测器5实时检测雨、雪、雾、气温、能见度等自然信息，并通过远程无线通讯模块发送给控制中心8，再由中心8转发给车载机6，为车辆提供服务并提醒驾驶员注意天气状况。带有车载机6的车辆到达出口时，车载机6自动与出口收费计算机2联络，计算费用，提醒缴费，并将行车途中信息上传控制中心服务器8。 手持机7配给高速公路清扫、维护人员，用于工作中定位及与中心8联络；发现有问题路段在该点告知中心，由高速公路管理处派人现场确认后，在该处设置永久或临时定位器3。 在驾驶途中如车辆发生故障，驾驶员可按下车载机6的紧急按钮，自动将车辆位置信息发送到中心，请求派车救援；同时可通过GPRS模块11语音沟通。如果车辆发生交通事故，可由车载机6安装的传感器自动检测、自动报警，该传感器可采用通常的加速度传感器；也可由驾驶员按事故按钮，通过GPRS模块11报控制中心；如驾驶员受伤较轻，能够说话，还可通过GPRS模块11的语音功能与控制中心通报事故情况；此外，若发现其他车辆发生事故也可通过车载机6代为进行报警。 而控制中心通过车辆位置反馈信息判断高速公路某处发生堵车、或通过报警得知事故等情况后，可通过GPRS把情况下传给将要经过的车辆，由该车的车载机6语音提示前方大概多远处有交通事故，请驾驶员参与救援或减速避让等，避免事故的扩大。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本项目所要解决的技术问题，就是针对目前高速公路智能交通系统功能不全面、成本高等缺点，提出一种融合了交通管理调度、高速公路实时监控、交通事故预防及报警救援、交通信息服务的全面的智能交通系统。 主要是将无线射频、无线远程通信等技术应用于高速公路的自动快速收费、超速检测、交通事故预防报警和求救、流量管理、人员管理、路况管理等方面。将带有无线射频、无线远程通信模块的车载机在高速入口处分发给车辆，在高速沿线等间隔以及特殊点布置射频定位器，车辆进入高速后车载机自动与经过的射频定位器进行数据交换，从而实现超速检测、高速服务等功能。途中通过无线远程通信模块与控制中心交换数据及通话，实现事故报警、求援、路况和天气提醒等功能。 本设计中首次采用无源的RFID定位，便于安装，且成本较低；车载机有无线通讯和RFID识别模块，可实现多种功能。
科学性、先进性
- 在智能交通系统体系框架中，包括交通监控与管理(交通监视、交通控制、城市出入口控制)、信息服务(路线引导服务、旅行者信息服务、出行信息服务、驾驶人信息服务)、安全保障(事故报警、事故响应、应急车辆管理、行车安全警报服务、自动驾驶)、电子收费(人工收费、半自动收费、不停车收费)、运输管理(快速客货运服务、电子数据交换、运营车辆调度管理、公共交通服务)等服务功能。
获奖情况及鉴定结果
- 无。
作品所处阶段
- （A）实验室阶段
技术转让方式
作品可展示的形式
- □实物、产品 □模型 ■图纸 □磁盘 □现场演示 □图片 □录像 ■样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 申请者查阅了近年来智能交通监控的相关文献和专利，并作了认真的分析，目前无功能全面的同类产品。 从成本上看，预计的手持机成本约为2000元/套，RFID约为10元/片，系统安装成本取决于流量和高速公路的长度，但比目前采用的方式降低一倍以上。 从应用前景上看，目前高速公路飞速发展，监控系统需求迫切，一套功能完备、成本低廉的系统有很大的应用前景；而且，还可将本系统改造，应用于智能公交系统，因此应用前景十分广阔。
同类课题研究水平概述
- 随着公路的等级化提高和高速公路的快速建设,车辆的不断更新,行驶速度也越来越快,与公路交通的快速机动化发展不适应的是,公路交通使用者的交通安全意识较低,交通违章相当普遍。我国高速公路的管理明显滞后于高速公路的建设。交通拥挤和堵塞在有些地段十分严重，这使得高速公路不高速成了很多人对高速公路的直接感受；交通事故不时发生，因为高速公路的特点决定了一旦发生交通事故，就很可能是重大、恶性事故，造成巨大的损失；空气污染、交通噪声以及能源消耗问题由于行车的不顺畅而加剧。 高速公路作为经济运输的大动脉,其承担的运输量与我国经济和社会需求同步增长.与一般公路相比,高速公路具有线型好、设计标准高、交通流量大、行车速度快等特点,但如果不采用先进的管理措施,在交通量大、气候恶劣的情况下,极易发生交通事故和交通阻塞。 智能交通系统(IntelligentTransportation System,简称ITS)是最近几年在国际上新兴的学科,是综合应用先进的信息、通信、网络、自动控制、交通工程等技术,改善交通运输系统的运行情况,提高运输效率和安全性、减少交通事故,降低环境污染,从而建立一个智能化的、安全、便捷、高效、舒适、环保的综合运输体系。智能交通系统利用先进的科学技术在道路、车辆和驾驶人(乘客)之间建立起智能的联系。借助系统的智能,车辆可以在道路上安全、自由地行驶,靠智能化手段将车辆运行状态调整到最佳,保障人、车、路的和谐统一,在提高运输效率的同时,充分保障交通安全、改善环境质量、提高能源利用率。 在智能交通系统体系框架中，包括交通监控与管理(交通监视、交通控制、城市出入口控制)、信息服务(路线引导服务、旅行者信息服务、出行信息服务、驾驶人信息服务)、安全保障(事故报警、事故响应、应急车辆管理、行车安全警报服务、自动驾驶)、电子收费(人工收费、半自动收费、不停车收费)、运输管理(快速客货运服务、电子数据交换、运营车辆调度管理、公共交通服务)等服务功能。 经专利和文献检索，目前已有多种对高速公路的智能监控方案，如在专利方面从2003年开始出现，直到2008年共有10个相关的专利，包括视频监控、无线监控、光纤网络等，对于车速检测、事故预防也有多种方法提出。但缺乏成本低、功能全面、有效可靠的整体监控方法。
