CN110021185B - 一种智慧交通管理*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智慧交通管理***，包括导航服务平台、云控制平台及车载终端。本发明可将定位精度提高到厘米级，且当车辆行驶时，可实时(按照交法)监测车辆行驶的动态轨迹，对车辆行驶起到实时监督和规范作用；此外，还可快速寻找和远程预定到目的地周边的停车位，从而解决了现有技术中无法精确提供大型停车场内空余停车位导引路线图，导致在停车场内靠目视寻找停车位，耗油、费时的问题。本发明还可以确保高速公路在异常天气(雨、雪及冰冻等)条件下，无需封闭高速公路，可以实现异常天气路段全程实时的动态限速、实时限制车辆之间的安全距离，确保高速公路交通安全、通畅。

Description

一种智慧交通管理***

技术领域

本发明涉及交通管理技术领域，具体涉及一种智慧交通管理***。

背景技术

当前，交通秩序管理进入了“瓶颈”状态，由于汽车数量快速上升，交通秩序管理压力剧增；重点路段行车难、停车难、停车无序；大中城市交通拥堵严重；高速公路行车安全问题日益突出，一旦发生高速公路追尾事故，通常是恶性的、连环追尾的群死群伤。

现有技术中的交通管理导航***存在以下缺点：无法实时定位、导航定位精度不够；无法实时处理车辆违规、违法行为；无法实时预警；极端气象条件下无法实时保障高速公路安全通行；无法实时地远程选定停车场、预定停车位；无法精确提供交通道路沿线停车场、停车位的具***置坐标；无法精确提供大型停车场内空余停车位导引路线图，导致在停车场内靠目视寻找停车位，耗油、费时；无法精确提供道路沿线加油站的位置坐标参数；无法自动、实时、动态地调流，为特种车辆(如急救车、消防车等)实时地快速建立绿色应急通道；无法实时地动态调整、设置潮汐车道。

此外，现有的高速公路收费站，不论是人工收费或者是ETC电子收费，由于必须要求车辆停车或者低速通过，因此降低了高速公路车辆的通行效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种智慧交通管理***，以解决无法实时定位、导航定位精度不够的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种智慧交通管理***，包括导航服务平台、云控制平台及车载终端，车载终端包括电子地图模块；

该导航服务平台与所述云控制平台无线通信连接，用于采用北斗卫星差分定位导航技术、实时获取导航数据，导航数据包括卫星信号覆盖区域内所有交通路面的交通标线、交通标志牌的位置坐标、地面所有停车场或停车位、道路沿线停车位的位置坐标，以及隧道内和高架桥下方等卫星盲区路段的交通标线、交通标牌的位置坐标；

该导航服务平台还用于将导航数据存储于云控制平台并标定于电子地图模块。

实施本发明实施例，导航服务平台采用北斗卫星差分定位导航技术，同时在地面上按照一定密度设置北斗卫星导航地面基站网络，组成卫星导航定位基准服务平台，将定位精度提高到厘米级，从而解决了无法实时定位、导航定位精度不够的技术问题；且，卫星信号覆盖区域内所有交通路面的交通标线、交通标志牌的位置坐标、地面所有停车场或停车位、道路沿线停车位的位置坐标以及隧道内和高架桥下方等卫星盲区路段的交通标线、交通标牌的位置坐标等导航数据全部标定于车载终端的电子地图模块中，当车辆行驶时，可实时(按照交法)控制车辆行驶的动态轨迹，对车辆行驶起到实时监督和规范作用；此外，还可快速寻找到目的地周边的停车位，从而解决了现有技术中无法精确提供大型停车场内空余停车位导引路线图，导致在停车场内靠目视寻找停车位，耗油、费时的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例的智慧交通管理***的结构框图；

图1a为本发明实施例的智慧交通管理***所需的车载终端结构框图；

图2至21为本发明实施例的智慧交通管理***多个应用场景所对应的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1所示，本发明实施例提供了一种智慧交通管理***，包括导航服务平台、云控制平台及车载终端。三者之间利用5G无线网络技术实现通讯连接。

其中，导航服务平台用于：(1)采用北斗卫星差分定位导航技术、实时获取导航数据；(2)将导航数据存储于云控制平台，并标定于车载终端的电子地图模块中。

即，该导航服务平台采用北斗卫星差分定位导航技术，同时在地面上按照一定密度设置北斗卫星导航地面基站网络，组成卫星导航定位基准服务平台，将定位精度提高到厘米级；精确测量并定位卫星信号覆盖区域内所有交通路面的交通标线、交通标志牌的地理位置坐标参数；精确测量并定位地面所有的停车场(位)及道路沿线停车位的地理位置坐标参数；将上述所有地理位置坐标参数全部标定在本***厘米级高精度电子地图(即电子地图模块)内，一并纳入到本***的云控制平台数据库中，供搭载本车载终端的车辆在行驶时，实时(按照交法)控制车辆行驶的动态轨迹及寻找目的地周边的停车位。

其中，该云控制平台将采集到的海量的本车载终端“特征矢量常数”信息经过大数据分析、云计算处理，再通过5G无线网络数据链，向所有车载终端实时提供厘米级的导航定位信号以及相应的交通监督、调度及处罚指令。需要说明的是，“特征矢量常数”将在后文中进行详述。

其中，该车载终端由嵌入式***、电子地图模块、北斗卫星定位模块、5G无线通讯模块、卫星盲区激光定位模块、机动车电子号牌模块、扫脸模块、HUD模块、视频信息采集模块、接口电路模块、触摸式显示屏、手机APP模块(即移动终端)及自主电源模块等组成(参考图1a)。

(1)北斗卫星定位模块

用于接收、解读北斗卫星定位***实时发布的定位信息。

(2)5G无线通讯模块

第五代移动通信技术专用模块，为本车载终端与云控制平台之间提供双向的5G无线网络数据链接通道。

(3)卫星盲区激光脉冲定位***模块

用于车辆在隧道内及高架桥下方等卫星定位盲区路面行驶时，接收位于车道上方发出的激光脉冲定位信号，与卫星定位***无缝衔接；两种定位***在车辆驶入、驶出卫星定位盲区时自动切换。

(4)机动车电子号牌模块

用于获取并绑定驾驶人个人信息、机动车电子号牌及驾驶人个人账户信息。

此外，依据现有车辆的普通号牌信息，以及该车辆出厂时的原始技术参数(轮距、前后轴距、发动机牵最大引力及空车自重等自然数据信息)，统一制作二代机动车电子号牌，采用非接触式IC卡芯片作为"机读"存储器。芯片采用智能卡技术,内含有RFID芯片，此芯片无法复制，高度防伪。同时机动车电子号牌内所包含的信息由交管部门统一录入本车载终端，供本***来实时监测车辆的动态轨迹；其中车辆的轮距、轴距等数据与该车辆卫星定位天线对地面垂点坐标数据共同构成该车辆的“特征矢量常数”(详见后文定义)；而发动机牵引力则作为本***实时监测车辆超载的比对依据。

(5)扫脸模块

统一安装位于车辆驾驶室内部的后视镜部位；在车辆点火启动前，实时采集当前的驾驶人面部信息，依托本***的云控制平台建立的驾驶员人驾驶资质信息数据库，实时比对驾驶人的驾驶资质；同时本车载终端还设置有“车载卫星定位天线/激光定位脉冲传感器防遮挡、防屏蔽的控制程序”，一旦“车载卫星定位天线/激光定位脉冲传感器”被人为遮挡或屏蔽，则车辆也将无法点火、启动。依据上述实时比对的结果，决定是否启动车辆的点火程序。该部分的工作流程详见图2。

(6)HUD模块

抬头显示器，与现有车载视频终端(倒车影像)相兼容，同步显示本***车载终端所提供的道路导航及车辆当前所处车道位置的视频信息。

(7)视频信息采集模块

在车辆前端，设置高清视频信息采集传感器，实时采集车辆前方路面湿滑情况信息。在车辆行驶至特殊气象路段时(雨雪雾、团雾等湿滑路段)，根据云控制平台的调度指令，实时上传路面信息，为本***云控制平台实时发布该路段限速预警信息提供实时数据。

(8)接口模块

兼容现有车辆的OBD接口的电气数据，采集车辆所有与本***相关的电气传感器信号(安全带卡扣传感器、车门开关传感器、驾驶位座椅压力传感器信号、油门传感器、远近光灯信号、刹车灯信号、转向灯信号、倒车信号、刹车信号、喇叭等传感器等)。

(9)触摸式显示器

用于完成人、机对话、信息互动及图像及视频信息显示的功能。具体地，该触摸显示器可显示电子地图，云控制平台根据特征矢量常数判断车辆行驶状态并确定出故障点，发布预警指令，将故障点红色闪烁显示于电子地图，并通知后续车辆降速、调整车距或绕行。

(10)手机APP模块

与本***相兼容的手机APP软件，与HUD抬头显示器及车载终端同步显示本车载终端所有的交互信息，支持语音播报；

支持保险公司现场快速理赔功能；将事故现场位置坐标及时间信息叠加在事故现场车辆破损位置照片之上，作为客观例证，上传给保险公司实时快速理赔

(11)自主电源模块

本车载终端设置独立的锂电池供电电路，与车载电源***相兼容，在车辆熄火状态下，该自主电源模块承担本车载休眠供电。

此外，该车载终端还包括特征矢量常数模块，用于存储车辆的特征矢量常数。云控制平台用于将特征矢量常数与交通路面的交通标线、交通标志牌的位置坐标进行实时对比，并根据比对结果实时发布交通违规预警及实时处罚信息。其中，对特征矢量常数做如下解释：

由于本车载终端的“卫星定位天线/激光定位脉冲传感器”在车辆上的安装位置是固定的(由交通或车辆管理部门统一安装在车辆特定位置)，因此卫星定位天线到地面垂点的坐标参数，与车辆前后左右四个轮胎与地面切点的坐标参数之间的距离关系，就具有了唯一性，将这五组具有固定相关性的坐标数据与该车辆的电子号牌相关联，定义为“特征矢量常数”；由于不同品牌、不同车型、不同款式车辆的轮距、轴距是各自固定不变的，因此将车辆的“特征矢量常数”与该车所在位置的交通标线坐标参数、交通标志牌位置的坐标参数实时比对的结果，就反映着该车所处的实时状态，实时得出该车辆是否符合交通法规的规定(车辆的行驶、转弯、掉头、让行、停放等操作)；相同品牌、相同型号的车辆具有相同常“特征矢量常数”；不同品牌、不同型号的车辆则具有不同的“特征矢量常数”，下同。将每一辆车的“特征矢量常数”与该车辆的电子号牌绑定，固化写入于该车辆的“本车载终端”内(由交通管理部门完成此项)作为该车辆的法定电子标识；将车辆外壳对地面投影边界的坐标参数集与该车辆“特征矢量常数”轴对称叠加，利用三维动画与视频处理技术，将该车辆投影与本***高精度电子地图进行实时的动态绑定，该三维动画视频可以直接作为车辆行驶及停车入位时直观操作、精准停靠的参考，达到“鸟瞰”的视觉效果。

进一步地，导航服务平台还用于获取语音提示点坐标；云控制平台用于获取所述语音提示点坐标及车辆实时车道位置信息，并根据所述语音提示点位置坐标及车辆实时动态位置确定语音发布范围及语音信息；语音提示点坐标指的是交通标线变化的位置处、交通标志牌位置处以及需要提示的限速路段、匝道口、路口的坐标，车辆实时信息包括当前车速及所行驶的车道。

基于上述对本***相关模块的描述，现对本***的工作原理及其具体应用场景做具体描述：

本***的工作原理是：采用机动车实名制驾驶方案，将面部识别技术(扫脸)、机动车电子号牌技术(包含：牵引力、发动机功率、轮间距、前后轴间距、空车自重等原厂数据)、车辆“特征矢量常数”(见后文定义)与个人账户相互捆绑；即：车辆驾驶人个人信息与个人账户信息、车辆技术参数、车辆“特征矢量常数”信息相关联。要求驾驶人个人账户内预存一定数量存款余额，作为车辆点火启动及驾驶人交通违规接受实时处罚的前提条件。

本***的应用场景包括：

1.关于监督无证驾驶、疲劳驾驶、“顶包驾驶”

每次启动车辆之前，本车载终端都将自动进行一次例行“扫脸识别”驾驶人驾驶资质验证程序，将“扫脸识别”的面部信息，与本***云控制平台数据库内预存的该驾驶人个人信息相比对，同时核对“卫星定位天线/激光脉冲传感器是否被屏蔽？”、该驾驶人个人账户余额，比对无误方可进行后续的机动车操作，否则车辆将无法点火启动；本***将车辆从点火启动到驾驶人离开座位或者熄火停车设定为一个驾驶周期；按照交通法规，每一个驾驶周期≤4小时；每一次“扫脸识别”的信息同步记录在本***云控制平台，作为在本次驾驶周期内监督、评判驾驶人是否疲劳驾驶依据，以及作为车险理赔与责任认定的参考依据；在车辆完成启动、开始正常行驶后，本***在每一个驾驶周期内，按设定间隔启动“扫脸识别”程序，以滚动记录的方式比对、核实驾驶人的驾驶身份，自动更新前一时段“扫脸识别”信息，确保在每个驾驶周期内驾驶人个人记录的完整性、唯一性，此记录作为在该驾驶周期内发生交通违规时对该驾驶人实时处罚的依据；当车辆驾驶人在行驶中因交通违规受到实时处罚而导致个人账户余额不足时，本车载终端将在下一个驾驶周期点火启动时，关闭车辆点火***，并提示个人账户余额不足的信息，直至该账户余额符合基本要求为止，本车载终端才可以重新启动正常点火程序。本***上述功能可以实时监督和防范无证驾驶、疲劳驾驶、“顶包驾驶”(参考图2)。

2.关于从源头杜绝盗抢机动车

本***由于采用了机动车电子号牌及实名制驾驶方案，可以方便的设置车辆驾驶专属权限，车主可以设置特定的亲友群、好友群，群内好友可以获得与车主相同的驾驶车主车辆权限；而该群以外的其他人若想驾驶该车，即便进入车内也无法点火、启动车辆，必须经车主通过手机APP软件授权、与其互动认证卫星定位天线/激光脉冲传感器是否被屏蔽之后方可驾驶；因此盗抢车辆将无法上路、无处遁形、无处销赃，从源头杜绝了盗抢机动车案件的发生；保险公司的盗抢险种或许将成为历史的回忆(参考图3)。

3.关于治理肇事逃逸

本车载终端可以通过实时锁定车辆肇事位置坐标、追踪交通事故逃逸车辆的轨迹，根据肇事逃逸车辆“特征矢量常数”，快速追踪并锁定其藏匿位置。

4.关于开车接打电话、手机微信的管理

本车载终端可以实时通过视频扫脸比对(面部特征分析软件)，实时监督和处罚驾驶人使用手机接打电话、微信聊天行为(参考图4)。

5.关于实时监测车辆的行驶速度

本车载终端的卫星定位天线安装固定于不同品牌、不同车型、不同款式车辆的特定位置(由交通管理及车辆管理部门规范确定安装位置)；在行车道上任意两点之间的路程固定不变，只要计算车辆“特征矢量常数”途径此两点之间所用时间，即可实时得出该车辆此刻的即时速度；同理，可以全程实时的监督车辆在不同限速路段的行驶速度。

6.关于任意占用应急车道的管理与处罚

本***通过实时监测在高速公路应急车道行驶车辆的“特征矢量常数”与该应急车道位置坐标参数之间的比对，即可对车辆占用高速公路应急车道的行为实时监测、实时处罚(参考图5)。

7.关于任意长时间占用高速超车道的管理与处罚：

本***通过实时监测高速超车道上行驶车辆的“特征矢量常数”与该超车道位置坐标参数的比对，即可对车辆长时间占用高速公路超车道的行为实时监测、实时处罚(参考图6)。

8.关于实时监测车辆的安全距离及驾驶行为

本车载终端通过实时比对行驶车辆“特征矢量常数”与道路交通标线坐标参数及交通标志牌位置坐标参数之间的相对速度，可以自动、实时、全程的监测车辆在行驶时与其前、后、左、右相邻车辆间距离及速度大小，实时发出调整车辆间隔与距离的预警指令，依据行车分道线、双黄线、停车线、斑马线、导流线、禁止停车线、停车位的边界线、左右转弯标线等的地理坐标参数，以及各类交通标志牌的物理含义与该车辆“特征矢量常数”之间相对位置，实时、动态的监测车辆行驶状态，监督规范驾驶人保持安全的车辆间距、道路变线的时机、转向灯的使用以及预警路口转弯标线的变化，对所有违反交通法规的驾驶行为实时做出预警、实时处罚(参考图7)。

9.关于实时监测规范车辆禁行、禁停行为

本***根据交通法规，将允许车辆通行及停放的区域定义为绿色区域；将交通法规禁止车辆通行与停放的区域定义为红色区域；云控制平台依据实时采集车载终端所提供的车辆“特征矢量常数”坐标，与按照交通法规划分的“红、绿色区域”的边界地理坐标数族进行实时比对，凡是“特征矢量常数”处于绿色定区域以内，即判定为合规、合法；凡是“特征矢量常数”处于红色区域，或发生交集、重叠，即判定为违规、违法；通过上述比对：可以实时判断任意时刻、任意地点、任意车辆的行驶轨迹、行驶状态，实时监督、处罚一切违反交通法规的行为，实时做出预警及实时处罚(参考图8)。

10.极端天气的高速公路交通预警和管控

本***按照气象预报提供的相关路段气象信息，依据不同的气象等级，发布雨雪天气、突降大雪、大雾和突发团雾等极端天气预报信息，实时、动态抽样调取往来于该路段车辆上，本车载终端所配置“视频传感器”采集的路面视频信息，依据人工智能技术分析路面湿滑程度和雨、雪、雾的能见度情况，实时、动态的调整途经该区域高速公路的车流密度、限速标准以及车辆之间距离；根据统一调度，实时发布调控指令，将该路段临时降格为普通城市道路的行车速度标准，全程实时监督行每一辆车限速行驶及车辆间距离，实现限速但不封闭交通、与城市道路一样的通行效果，全程监督。同时根据前方路段路面情况的变化，实时控制每一辆车的速度与车间距，直至相关车辆驶离该路段，逐步恢复到高速公路的行驶状态；此功能同样适用于普通城市道路湿滑路面的交通调流限速通行的目的(参考图9)。

11.关于车辆乱停、乱放的治理

本***根据车辆熄火之前，最后发送的两个定位坐标参数脉冲，云控制平台即可实时根据其“车辆矢量常数”所包含的速度大小与方向，与其所处的交通标线、交通标牌坐标参数实时比对，即可确定该车辆的停放方向、停放位置是否违规，实时监督规范车辆驾驶人停车行为，杜绝逆向停车、平行停车等违停现象。

12.关于行驶中的车辆与前方交通信号灯联动

本***将所有道路的交通信号控制***纳入到本***的云控制平台数据库内，本车载终端可以实时依据前方平交路***通信号灯光颜色、倒计时参数以及该平交路口横向车道转弯车流情况，依据大数据分析，实时向所有途径车辆在抵达路口之前，发出速度控制指令，即根据前方红、绿灯剩余时长，以及车辆的实时速度，向车辆发出既安全又经济的加、减车速指令，避免无效的加油与刹车动作，实现高效、快速、安全的行驶，达到节能减排、绿色出行的目的(参考图10)。

13.对突发拥堵/交通事故路段快速判别及快速疏导

本***可以快速回放拥堵事故现场所有涉事车辆的行驶轨迹，云控制平台数据库囊括所有上路行驶车辆的“特征矢量常数”，同时通过5G无线网络实时与所有车载终端保持双向数据链接，可以实时监测任意一台车辆与前方若干距离内或相邻车道若干范围内行驶车辆的运行状态，一旦前方某处发生交通事故，可以第一时间快速锁定事故现场位置坐标，定格肇事瞬间车辆的特征矢量常数及车辆外壳包线坐标参数与道路交通标线位置坐标参数的相互关系，快速界定事故责任；根据涉事车辆的“特征矢量常数”快速直观再现事故起因，事故现场肇事信息同步上传到属地交警***及保险***，肇事责任即刻认定，实时做出交通处罚、保险赔付等。凡是轻微刮碰或尚未失去动力的肇事车辆，必须即刻驶离肇事现场，实现交通事故责任快速界定、快速理赔、快速拆解事故现场、快速恢复交通；同时将事故现场位置坐标参数同一时刻发送到云控制平台及后续相邻若干距离范围内所有车辆的本车载终端，本***即刻发出预警信号及相应的疏导、控制指令，快速锁定事发路段后方视距以外所有相关车辆的位置，立即由属地交管中心按照***设置的自动排序软件，利用本***的“语音群呼”和“语音点播”的功能，通过5G无线网络数据链，在涉事地点及涉事车辆之间，按照涉事车辆抵达现场的先后顺序，以“点名排队”的方式，点对点的指挥、调度涉事及相关车辆，按照各自“特征矢量常数”与所到事故区间的时间排序，依次、有序通过事发路段，实现快速拆解、快速疏解交通，从而杜绝由于“乱抢行、乱插队”所造成的人为塞车，指导相关车辆驾驶人按照指令步调一致的减速、绕行或停车，避免次生的连续追尾、群死群伤事故的发生；同时实时给出后续车辆绕行路线选项(参考图11)。

14.关于道路交通故障车辆位置的预警及管理

根据本车载终端提供的“特征矢量常数”信息来判断该车辆行驶状态，一旦发生速度为零,即可判读为障碍点，即刻由云控制平台发布预警指令，在电子地图上将此位置设置成红色闪烁点，并通知后续车辆降速、调整车距或绕行；此功能可以取代“三角牌”，而且更及时更便捷更安全(参考图12)。

15.关于停车位的远程预定

搭载本车载终端的车辆可以在任何时间、任何地点寻找道路沿线或远程预定目的地附近停车位，一经预定即刻进入停车计时计费模式，即开始计费；允许在此进程中因行程改变而退出预定停车位，从开始预定车位到退出预定车位期间，已经发生的收费不予退还；此间所发生的费用即刻自动从绑定的个人账户中扣除。而中途退出的预定车位即刻返回到该停车场空余车位数据库中。任何车辆在同一时间只允许预定一个停车位；远程停车位一经预定，即刻被本***的云控制平台数据库锁定信息，其他车辆将无法重复申请和预定；

上述功能适何正在寻找停车位的车辆；对已经停放在合法停车位里的车辆，不允许同时再预定第二个停车位，从而避免停车位资源被重复占用。

远程预定停车位的车辆在行驶到距该停车场(位)一定距离的时候，本车载终端将开启停车导引模式，在本车载终端屏幕及手机APP上面将同步显示具体的停车位置指示图，并以动画闪烁的流水箭头叠加在本车载终端电子地图所显示的当前行车道上，导引该车辆径直前往预定的停车位置；

停车场内停放的车辆一经离开停车位，该车位的定位坐标信息即刻上传到停车场数据库里供备用；

上述操作可以通过手机APP及车载倒车影像显示屏提供的停车场动态界面触摸完成(参考图13)。

16.关于特种车辆绿色通道：

本车载终端可以为特种车辆(消防、救护车等)自动的、实时的切入沿途区域的交通信号灯管理***，根据沿途路况、车流，依次、快速发出“一路绿灯”的“中断请求”指令，快速建立应急通道，沿线路口信号灯根据特种车辆的车速、与相关路口的距离，实时的、接力式的调度绿灯时长，确保绿色通道一路畅通无阻(参考图14)。

17.关于治理大型车辆超高

本***依托5G无线网络数据链，在需要限高的交通点位(桥梁、隧道、涵洞)之前一定距离处(例如200—500米)，设置激光“限高对射传感器”，实时采集“激光对射限高传感器”信息，监测车辆高度，凡是在此处通行的车辆一旦发生“对射信号”被遮挡，即可判定为超高车辆，本车载终端实时发出“前方道路超高限行”预警信息，对超高车辆实时作出预警、绕行提醒及强制熄火停车和处罚指令；并同时为其提供绕行的优化路线信息。本方法可以取代现有技术中“笨重而又被动的”龙门架式的“限高杆”、“限高架”；

18.关于高速公路匝道出入口的精准导航

本***可以按照车辆驾驶人预定的导航行车路线，在车辆行驶到距离高速公路匝道出、入口前方(例如500--1000米)时，自动开启本导引模式，根据高速公路匝道出、入口的位置坐标，在本车载终端与HUD抬头显示器及手机APP上同步显示，以醒目的彩色流水箭头叠加在本车载终端高精度电子地图的相关行车道上，导引车辆通过相关路口及匝道出、入口(参考图15)。

19.关于N多层、N多出入口高架桥的精准导航：

本***可以按照车辆驾驶人预定的导航行车路线，在距离高架桥前方出、入口处一定距离(例如200---500米)处，根据卫星定位道路高程坐标参数变化，提前在本车载终端与HUD抬头显示器和手机APP上同步显示，以醒目的彩色流水箭头叠加在本车载终端电子地图所显示的相关行车道上，导引车辆通行；尤其适合N多层、N多出入口的高架桥路段(参考图16)。

20.本***可以实时监控“失控车辆”

本***根据道路正常车流的速度参数，实时监控超速车辆，经警告提示无效，即可判定为“失控的事故车辆”，本***即刻确定车流中该“超速且失控状态”事故车辆位置坐标、行驶轨迹、行驶趋势，并即刻提供给与其视距以外相邻的后方及相邻车道的车辆，及时避让，最大限度的减少由此而引发的次生损失。

21.高速公路故障车辆位置预警

本***的云控制平台数据库囊括所有上路行驶车辆的“特征矢量常数”，同时通过5G无线网络与所有车辆的车载终端保持双向、实时的数据链接，实时监测任意一台车辆与其前方及相邻车道行驶车辆的运行状态，一旦前方某处发生交通事故，可以第一时间快速锁定事故现场位置坐标，由云控制平台发布预警指令及相应的疏导、控制指令，指导事故现场视距以外的后续车辆驾驶人，按照指令步调一致的操作车辆减速、控制车距、绕行或停车，从根本上避免高速公路发生连续追尾、群死群伤群毁的恶***通事故；由于此项功能具有全天候的特点，不受气象条件和昼夜时段的限制，因此其安全性远远高于目前使用的紧急停车“三角牌，而且更及时、更便捷、更安全；此指令为不可抗拒指令同时跟进处罚指令(参考图17)。

22.关于出租车任意变道、乱停车及随意上下乘客的管理

本***预先为出租车设置特定代码标识，以区别于其他车辆；依据实时监测车辆“特征矢量常数”及出租车代码与交通标线坐标之间动态关系，实时监测和规范出租车驾驶行为，实时处罚出租车任意变道及随意停车上、下客人的违规行为。

23.本***可以实时监测公交车站内违规随意停车

本***预先为公交车辆设置特定代码标识，以区别于一般社会车辆；依据实时监测车辆“特征矢量常数”及公交车代码与交通标线坐标之间动态关系，对于在公交车站区域内停放的非公交车辆，做出实时处罚；同时规范公交车严守进、出公交站及安全上下客的驾驶行为。

24.关于车辆在隧道内、高架桥下等卫星盲区路段行驶时的监测：

根据交通法规，隧道内严禁超车、变线行驶，强制约束车辆在固定车道内行驶。由于隧道内车道及高架桥下面的车道属于卫星定位盲区，为了保证本***监管的连续性，本***在隧道顶部及高架桥下面车道的顶部沿线，按一定距离间隔设置激光脉冲发射点阵，每个激光脉冲发射点具有固定的位置坐标编码对应其垂点的位置坐标；其脉冲光束以扇面覆盖至下面对应的车道标线以内，不同的车道具有不同的激光脉冲编码对应不同的车道，以此有别于其他相邻的车道；

由于激光脉冲发射点之间是距离是固定的，因此计算车辆通过任意两个发射点之间的路程所用时间，即可得出该车辆的即时速度；同时本车载终端根据实时接收到的激光脉冲发射点位置坐标即可实时确定该车在隧道及高架桥下方等卫星盲区行车道的实时位置。

本车载终端安装在车辆顶部的卫星定位天线，同时设有激光脉冲接收传感器，用以接收沿途车道上方的激光脉冲，该脉冲信号送到本车载终端内部进行解码及数据处理之后，转换成车辆所在位置的车道代码，实时发送回云控制平台记录其实时的运行轨迹，用来规范该车辆的行驶行为，结合该路段的车流密度、交规内容、交管调度指令等因素，综合调度车辆的行驶车道。

本激光脉冲定位方式与前述的卫星定位方式相兼容；在车辆进、出卫星定位盲区的时候，本车载终端自动进行定位方式的切换，确保车辆定位全程无死角(参考图18)。

25.关于下车忘记拉手刹而导致溜车的解决办法

本车载终端将车门行程开关、驾驶位座椅行程开关、车辆手刹行程开关按照相关的逻辑关系，设置报警触发指令及相应的语音提示，纳入本车载终端的控制单元，用以提示驾驶员在打开车门、离开车辆之前必须启动手刹，或者直接输出启动手刹的电子信号，强制启动手刹，杜绝溜车事故发生。

26.潮汐式车道的预警与管理

本***根据特定路段交通流量饱和度，通过实时的大数据分析，动态调控车道走向，实时更新和调整潮汐车道的通行方向，提前通知一定范围(例如100--500米之外)即将驶入的车辆，并将车道变更的位置坐标参数信息实时发送到即将驶入该路段车辆的车载终端，在本车载终端显示器厘米级高精度电子地图上可以直观的以不同颜色区分车道行进方向、潮汐变化信息，本车载终端显示器以醒目的流水箭头叠加在当前行驶的车道上，提前告知驾驶人及时安排行驶路线，导引该车辆驶入对应的潮汐车道。一改现行的靠龙门架式信号灯以及由人工去设置路标隔离墩来调整车道的陈旧办法。

27.关于车辆喇叭禁鸣区域的管理

本***可以方便的进行车辆喇叭禁鸣区域的设置与管理。首先按照设计需要，将禁鸣区域、路段的地理位置坐标统一定义为“禁鸣区域”，依据该区域地理坐标参数与行驶进入该区域的车辆“特征矢量常数”相比对，凡是满足比对条件的车辆，其车辆外部喇叭即刻进入“被屏蔽”的消音状态，此时车辆彼此间的示警、提醒信息可以通过车辆驾驶室内本车载终端发出的特定蜂鸣音来相互提示；一旦驶离禁鸣区域，本***则自动解除该车辆外部喇叭的屏蔽状态。

28.关于对向行驶中车辆远光灯的管理

按照交通道路管理法关于城市道路及高速公路行驶车辆远光灯的使用规范，本车载终端可以实时的自动控制对向行驶车辆之间的远光灯，在交管部门所设定的控制距离内自动将对向行驶车辆的远光灯切换成近光灯状态，当相关车辆完成对向驶离之后，自动恢复车辆原有的灯光状态，确保对向行驶车辆的安全交汇通行(参考图19)。

29.关于减速带的预警及管理

本***根据车辆“特征矢量常数”与交通道路上减速带位置坐标参数的实时比对，提前在一定距(例如50---100米以外)以语音提示限速要求、以及用醒目的彩色闪烁图形叠加在本车载终端显示器厘米级高精度电子地图所显示的行车道上，确保行车安全；由于可以实时监测车辆在限速路段的限速状态，因此本***可以完全取代“减速带”的物理设置，恢复路面的原始平整性，从而确保车辆通行的舒适性。

30.关于恶意别车行为的监督与处罚

本***可以实时监测所有车辆之间“特征矢量常数”的关系，根据交通法规建立“危险接近”的数学模型；根据相关车辆“特征矢量常数”之间的比对结果，可以快速、准确的鉴别出恶意别车行为的车辆，即刻给出实时、精准的处罚(参考图20)。

31.关于车辆在高速公路超车时彼此“安全接近”的点位预警及干预：

本***根据高速公路上所有行驶车辆的“特征矢量常数”的状态，实时监测其相互间的安全距离；对于即将或正在实施超车的车辆，实时向其前方右侧车道车辆发出“安全接近”的预警提示(彼此间实时的信息互动；“欧椋鸟”、“鲱鱼”的仿生学效应)(参考图21)。

32.关于危险品车辆及大型重载货车的预警及监督

本***预先对危险品车辆及大型重载货车设置特殊代码，同时按照交规严格约束其行驶速度和行驶车道；实时监测其他运行车辆的安全距离和相对车速；利用本车载终端的语音播报功能，实时的与其周边相关车辆保持通联，对周边相邻车辆实时发布“安全接近”的警示信息，确保安全行驶。

33.关于临时变更道路通行的信息发布

由交通管理部门授权发布道路临时施工所导致的限行、变线、绕行等交通标线、交通标牌临时变更的“应急通告”，以及“解除变更的通告”。

34.关于治理大货车辆超载

目前交管部门依靠在监测点设置地磅来监测大货车是否超载，这种监测方式耗费大量人力物力，而且要求被监测车辆以每小时15公里的速度通行，无法保障路上车流快速通行，因此监测效率很低、有任意执法和人情执法的弊端。

本***通过实时监测车辆“特征矢量常数”与交通标线坐标参数之间的相对速度，实时测算其车辆的加速度，根据牛顿第二定律：F＝ma，已经车辆电子号牌所包含的车辆发动机牵引力、车辆空重参数来实时监测车辆在实际行驶中的车载重量，由交通管理部门制定监测标准，在超载易发路段设定的动态监测点位，设置采样检测所需的车速(例如车速＝80km/h)，实时监测相关货车以规定的车速通过该监测点，依据车辆的“特征矢量常数”、车速、空载车重，即刻确定该车辆是否超载，当所监测车辆一旦超出其最大重量，即刻启动实时预警及处罚机制。

综上，本发明实施例所提供的智慧交通管理***具有以下有益效果：

1.本***依托北斗卫星精确定位技术，配合地面基站网络用来对卫星定位实行精准度提升，采用大数据分析、云计算以及5G高速无线网络数据链技术，实现了资源从分散到集中、信息从孤岛到共享的转变，将导航定位精度提升至厘米级。

2.采用车辆“特征矢量常数”与机动车“实名制驾驶”方式，实现对车辆动态信息的实时监测、实时预警、实时处罚。

3.通过实时监督、规范车辆的驾驶行为，可以极大提升驾驶人文明程度。

4.通过本***的远程寻找和预定车位功能，可以极大方便驾驶人的出行。

5.通过本***定位精度的提升，可以实时监督与回放车辆行驶轨迹，准确再现交通事故现场，便于快速定责、快速理赔、快速结案，快速拆解事故现场，减少或降低诉讼案件数量，可以提升现有交通道路的通行效率。

6.由于本***采用了实名制车辆驾驶，以及按照车辆“特征矢量常数”实时监测车辆的行驶状态、行驶路径，因此可以实时根据监测结果即时得出车辆的行驶轨迹，由此可以取代现有的高速公路收费站，采用无人收费的办法，在高速公路的出入口处，根据其位置坐标，在本***厘米级高精度电子地图上面设置高速收费的起点与终点，凡是行经此位置坐标的车辆，无需减速及停车，按照该路段的车辆通行的限速标准，一经通过该位置坐标，本***即刻自动开始计费及结算，由车辆驾驶人的个人账户内自动的实时扣除该路段的高速通行费。

7.本***极大地降低了交通事故发生率，因此极大地保障了驾驶人的人身及财产安全；由于交通秩序得以充分的保障，道路的安全通行效率得以极大的提升，节能减排、绿色低碳环保的效果十分显著。

最后应说明的是：本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (5)

1.一种智慧交通管理***，其特征在于，包括导航服务平台、云控制平台及车载终端，所述车载终端包括5G无线网络通讯模块、电子地图模块、车辆特征矢量常数模块、车辆电子号牌模块和扫脸模块；

所述5G无线网络通讯模块用于为所述车载终端与云控制平台之间提供双向的5G无线网络数据链接通道；

所述导航服务平台与所述云控制平台利用5G无线网络通信链接，用于采用北斗卫星差分定位导航技术、实时获取导航数据，所述导航数据包括卫星信号覆盖区域内所有交通路面的交通标线、交通标志牌的位置坐标，所述导航数据还包括地面所有停车场或停车位、道路沿线停车位的位置坐标；

所述导航服务平台还用于将所述导航数据存储于所述云控制平台；

所述导航服务平台还用于将所述导航数据标定于所述电子地图模块，以当车辆行驶时、实时监测车辆行驶的动态轨迹，对车辆行驶起到实时监督和规范作用；

所述车辆特征矢量常数模块，用于存储车辆的特征矢量常数；

所述云控制平台用于将所述车辆特征矢量常数与交通路面的交通标线、交通标志牌的位置坐标在厘米级的地图上面进行实时对比，并根据比对结果实时发布对交通违规车辆的预警及实时处罚信息；

所述车载终端还包括车辆电子号牌模块用于获取并绑定实名制驾驶人个人信息、机动车电子号牌及驾驶人个人账户信息；

所述云控制平台还用于根据车辆的特征矢量常数判断车辆行驶状态、并在厘米级电子地图上面实时确定出正常行驶的车辆及发生故障车辆的实时位置坐标点，向其周边相邻的车辆实时发布预警指令，将所述故障点以红色闪烁显示于所述电子地图，并通知后续车辆降速、调整车距或绕行；

所述扫脸模块用于实时采集当前的实名制驾驶人面部信息，并根据所述云控制平台建立的实名制驾驶人驾驶资质信息数据库，实时比对该驾驶人的驾驶资质以及实时监测和防范驾驶人疲劳驾驶；

其中，对特征矢量常数做如下解释：

由于本车载终端的“卫星定位天线/激光定位脉冲传感器”在车辆上的安装位置是固定的，因此卫星定位天线到地面垂点的坐标参数，与车辆前后左右四个轮胎与地面切点的坐标参数之间的距离关系，就具有了唯一性，将这五组具有固定相关性的坐标数据与该车辆的电子号牌相关联，定义为“特征矢量常数”；由于不同品牌、不同车型、不同款式车辆的轮距、轴距是各自固定不变的，因此将车辆的“特征矢量常数”与该车所在位置的交通标线坐标参数、交通标志牌位置的坐标参数实时比对的结果，就反映着该车所处的实时状态，实时得出该车辆是否符合交通法规的规定；相同品牌、相同型号的车辆具有相同常“特征矢量常数”；不同品牌、不同型号的车辆则具有不同的“特征矢量常数”；

将每一辆车的“特征矢量常数”与该车辆的电子号牌绑定，固化写入于该车辆的“本车载终端”内作为该车辆的法定电子标识；将车辆外壳对地面投影边界的坐标参数集与该车辆“特征矢量常数”轴对称叠加，利用三维动画与视频处理技术，将该车辆投影与本***高精度电子地图进行实时的动态绑定，该三维动画视频可以直接作为车辆行驶及停车入位时直观操作、精准停靠的参考，达到“鸟瞰”的视觉效果；

所述车载终端还包括卫星盲区激光脉冲定位模块，用于车辆在隧道内及高架桥下方的卫星定位盲区路面行驶时，接收位于车道上方发出的激光脉冲信号，与所述导航服务平台通信；

所述***在隧道顶部及高架桥下面车道的顶部沿线，按一定距离间隔设置激光脉冲发射点阵，每个激光脉冲发射点具有固定的位置坐标编码对应其垂点的位置坐标；其脉冲光束以扇面覆盖至下面对应的车道标线以内，不同的车道具有不同的激光脉冲编码对应不同的车道，以此有别于其他相邻的车道；

车载终端根据实时接收到的激光脉冲发射点位置坐标即可实时确定该车在隧道及高架桥下方等卫星盲区行车道的实时位置。

2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述车载终端还包括触摸显示器，所述触摸显示器用于显示电子地图。

3.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述车载终端还包括北斗卫星差分定位模块，所述北斗卫星差分定位模块用于接收、解读所述导航服务平台实时发布的车辆位置定位坐标信息。

4.如权利要求1-3任一项所述***，其特征在于，所述导航服务平台还用于获取语音提示点的位置坐标；所述云控制平台用于获取所述语音提示点位置坐标及车辆实时的位置坐标信息，并根据所述语音提示点坐标及车辆实时信息动态确定语音发布范围及语音信息；所述语音提示点坐标指的是交通标线变化的位置处、交通标志牌位置处以及需要提示的限速路段、匝道口、路口的坐标，在HUD抬头显示器及车载终端显示器上同步的以厘米级精度闪烁的流水箭头叠加在当前所处车道上面，导引车辆前行；所述车辆实时信息包括当前车速。

5.如权利要求4所述的***，其特征在于，所述车载终端还包括视频信息采集模块，用于实时采集车辆行驶前方路面的雨、雪、雾、团雾道路湿滑状态信息，同时结合该区域的气象预报信息，在车辆行驶至特殊气象路段时，根据所述云控制平台的调度指令实时上传所述路面信息；

所述云控制平台根据所述路面信息实时发布该路段限速预警以及车辆之间间隔的预警信息。

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