CN110533915A - 一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法及***。本发明涉及的一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法，包括：S11.获取高速公路各个区间的车辆数目；S12.判断获取到的各个区间的车辆数目是否都小于等于第一阈值，若否，则执行步骤S13；S13.获取与当前区间相邻的后方区间的车辆数目，并判断获取到的后方区间的车辆数目是否为0，若否，则执行步骤S14；S14.获取当前区间、后方区间的平均速度，并判断当前区间的平均速度是否大于等于后方区间的平均速度，若否，则执行步骤S15；S15.向当前区间的监测装置发送加速命令，向后方区间的监测装置发送减速命令，并接收当前区间的监测装置、后方区间的监测装置发送的执行结果；S16.存储所述执行结果。

Description

一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法及***
技术领域
本发明涉及交通管理的技术领域，尤其涉及一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法及***。
背景技术
高速公路的快速发展和高速公路网络规模化的初步成型，确实为群众出行带来方便和快捷。然而，时有发生的高速公路拥堵现象，使高速公路“快速通畅”的优越性大打折扣，也给高速公路交通安全管理工作提出了严峻挑战。
造成高速公路交通堵塞的原因包括以下几点：
1.交通事故造成的交通堵塞。各类违法行为或其他意外原因发生的单方或多车碰撞交通事故特别是大型或重型车辆发生特大交通事故，导致事故车辆占据高速公路大幅路面或整幅路面，后车无法通行，引发堵塞。有的交通事故会引发车辆或危险化学品泄露***等严重后果，造成交通中断或形成交通瓶颈，从而造成严重堵塞。
2.恶劣天气导致的交通堵塞。对交通影响比较大的是冰雪天和雾天，冰雪天气易导致高速公路路面结冰，特别是高速公路的桥梁更易结冰，行驶车辆极易打滑，无法正常安全通行。大雾天气导致高速公路大面积长距离的能见度降低，已进人高速公路行驶的车辆不得不降低车速，从而造成堵塞。此外，冰雪和大雾天气往往会引发交通事故，甚至往往导致二次事故或多车迫尾，造成高速公路严重堵塞。
3.道路施工作业引发的交通堵塞。交通量激增普遍使高速公路不堪重负，路面疲劳加速，老化提前，高速公路经营管理单位需要对损坏的道路或其他设施进行维修、改造、升级需要占用一定的车道，致使行车道变窄，车速降低，造成交通堵塞。
4.交通量激增引发的交通拥堵。车流量的迅猛增长成为拥堵的最直接的因素，随着我国经济社会持续快速发展，机动车增长迅速，特别是国家实行高速公路节假日免费政策后，节假日期间车流量更是猛增，远远超出当初高速公路的设计流量，达到饱和状态从而易引发交通拥堵。
5.人为因素造成的更严重拥堵。发生交通事故或其他原因是由于驾驶员不遵守交通规则，见缝就钻混乱无序，连最起码的救援通道都堵得水泄不通，不仅不利于交通疏导，还容易发生碰刮，使恢复交通时间更长工作更难。
因此，高速公路的拥堵给人们带来了时间上的损失，目前得知路段是否发生拥堵是通过(1)由车载GPS导航设备告知；(2)车载收音机告知；(3)高速公路上的显示屏、广播等设备告知。现有的这些告知方式，都是基于拥堵已经发生后进行的提示。那么，有没有一种主动避免拥堵的方法与***，即通过主动监测，预判是否将会发生拥堵，做到事前提示，从而减少拥堵发生的可能性，发明人经过检索并未发现现有技术中涉及主动避免拥堵的方案。因此，本发明提供了一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法及***。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法及***，可以主动避免高速公路的道路发生拥堵。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法，包括步骤：
S1.获取高速公路各个区间的车辆数目；其中，所述高速公路各个区间均设置有监测装置；
S2.判断获取到的各个区间的车辆数目是否都小于等于第一阈值，若是，则执行步骤S1；若否，则执行步骤S3；
S3.获取与当前区间相邻的后方区间的车辆数目，并判断获取到的后方区间的车辆数目是否为0，若是，则执行步骤S6；若否，则执行步骤S4；其中，所述后方区间是指与车辆行驶方向相反的区间；
S4.获取当前区间、后方区间的平均速度，并判断当前区间的平均速度是否大于等于后方区间的平均速度，若是，则执行步骤S6；若否，则执行步骤S5；
S5.向当前区间的监测装置发送加速命令，向后方区间的监测装置发送减速命令，并接收当前区间的监测装置、后方区间的监测装置发送的执行结果；
S6.存储所述执行结果。
进一步的，所述步骤S4之前还包括：
启动倒计时定时器。
进一步的，所述监测装置包括至少一个第一传感器、至少一个第二传感器、射频通信模块、微处理器、组网模块；所述第一传感器用于检测是否有车辆进入当前区间，所述第二传感器用于检测是否有车辆离开当前区间。
进一步的，所述步骤S4包括：
S41.分别向当前区间的监测装置及后方区间的监测装置发送获取当前区间及后方区间车辆的平均速度命令；
S42.所述当前区间的监测装置中的微处理器通过射频通信模块发送获取当前区间所有车辆的车速命令，并计算得到当前区间车辆的平均车速；所述后方区间的监测装置中的微处理器通过射频通信模块发送获取后方区间所有车辆的车速命令，并计算得到后方区间车辆的平均车速；
S43.接收当前区间、后方区间的监测装置计算得到的平均速度。
进一步的，所述步骤S5包括：
S51.当前区间监测装置的微处理器通过射频通信模块发送获取车速命令给处于当前区间范围内的所有车辆；
S52.当前区间监测装置的微处理器通过筛选得到当前区间低于平均车速的车辆，并通过射频通信模块发送提示命令给当前区间低于平均车速的车辆；所述提示命令为加速命令；
S53.当前区间监测装置的微处理器通过射频通信模块发送获取当前区间低于平均车速的车辆的车速命令，并生成获取结果。
进一步的，所述步骤S5还包括：
S54.后方区间监测装置的微处理器通过射频通信模块发送获取车速命令给处于后方区间范围内的所有车辆；
S55.后方区间监测装置的微处理器通过筛选得到后方区间高于平均车速的车辆，并通过射频通信模块发送提示命令给后方区间高于平均车速的车辆；所述提示命令为减速命令；
S56.后方区间监测装置的微处理器通过射频通信模块发送获取后方区间高于平均车速的车辆的车速命令，并生成获取结果。
进一步的，所述步骤S1包括：
S11.所述第一传感器获取进入当前区间的车辆数目，所述第二传感器获取离开当前区间的车辆数目，并将获取结果发送至微处理器；
S12.所述微处理器接收并处理所述获取结果，得到处于当前区间的车辆数目。
进一步的，所述还包括随车装置，所述随车装置设置于车辆内；所述随车装置与射频通信模双向通信。
进一步的，所述随车装置包括车辆的车牌、车型。
相应的，还提供一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控***，基于所述的一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法。
与现有技术相比，本发明通过主动监测，预判是否将会发生拥堵，做到事前提示，从而减少拥堵发生的可能性。
附图说明
图1是实施例一提供的一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法流程图；
图2是实施例一提供的高速公路路段俯视图的示意图；
图3是实施例一提供的高速公路路段区间示意图；
图4是实施例一提供的监测装置构成示意图；
图5是实施例一提供的射频通信模块信号发射示意图；
图6是实施例二提供的RSSI测速示意图；
图7是实施例三提供的一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控***结构图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法及***。
实施例一
本实施例一提供的一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法，如图1所示，包括步骤：
S11.获取高速公路各个区间的车辆数目；其中，所述高速公路各个区间均设置有监测装置；
S12.判断获取到的各个区间的车辆数目是否都小于等于第一阈值，若是，则执行步骤S11；若否，则执行步骤S13；
S13.获取与当前区间相邻的后方区间的车辆数目，并判断获取到的后方区间的车辆数目是否为0，若是，则执行步骤S16；若否，则执行步骤S14；其中，所述后方区间是指与车辆行驶方向相反的区间；
S14.获取当前区间、后方区间的平均速度，并判断当前区间的平均速度是否大于等于后方区间的平均速度，若是，则执行步骤S16；若否，则执行步骤S15；
S15.向当前区间的监测装置发送加速命令，向后方区间的监测装置发送减速命令，并接收当前区间的监测装置、后方区间的监测装置发送的执行结果；
S16.存储所述执行结果。
在本实施例中，包括服务器、监测装置；其中监测装置包括数个传感器、射频通信模块、微处理器、组网模块；其中，数个传感器设置于高速公路车道的路面下，用于检测车辆进入或离开当前区间的车辆数目；射频通信模块，用于与当前区间的车辆双向通信；微处理器，用于处理监测装置接收的信息；组网模块，与服务器建立连接，用于使服务器与监测装置进行通信。
如图2-4所示，设车辆C1的运行方向为从左向右行驶，某高速公路设有一个超车道、一个行车道、一个应急道，以此为例，将选定的高速公路路段等间距分为N段，每段称为区间，需要说明的是，本实施例的各区间之间为连续的，在各个区间设置一套监测装置。
本实施例中，以超车道及行车道为例具体说明，将某一区间用Ri表示，其中i≥1，监测装置由微处理器、数个传感器、射频通信模块、组网模块构成。
在本实施例中，当前区间Ri包括至少一个第一传感器、至少一个第二传感器，第一传感器位于当前区间的一侧，第二传感器位于当前区间的另一侧；第一传感器用于检测是否有车辆进入当前区间，第二传感器用于检测是否有车辆离开当前区间。
具体为，在每个区间内的每条车道(超车道、行车道，不含应急道)的地表下敷设地磁传感器，其中：传感器Si_1设置于区间Ri左边界超车道，传感器Si_2设置于区间Ri左边界行车道，传感器Si_3设置于区间Ri右边界超车道，传感器Si_4设置于区间Ri右边界行车道。
将Si_1、Si_2称为第一传感器，其目的是检测是否有车辆进入区间Ri；将Si_3、Si_4称为第二传感器，其目的是检测是否有车辆离开区间Ri。
需要说明的是，本实施例采用的地磁传感器，当有车辆经过时，相较于无车辆时，其信号输出显然会有变化，因此，不需要考虑其是模拟输出还是数字输出。
在本实施例中，第一传感器检测是否有车辆进入区间Ri，同时也检测是否有车辆离开区间Ri-1，即第一传感器既和当前区间Ri中监测装置的微处理器连接，也和后方区间Ri-1中监测装置的微处理器连接。同理，第二传感器检测是否有车辆离开区间Ri，同时也检测是否有车辆进入区间Ri+1(图中未示出)，即第二传感器既和当前区间Ri中监测装置的微处理器连接，也和前方区间Ri+1中监测装置的微处理器连接。
设第一、第二传感器之间的距离为L，根据距离L、车辆的平均长度、行车过程中各车辆之间应保持的安全跟车距离(假设L大于安全距离)等因素考虑，当可推算出正常行驶(不拥堵)情况下，区间Ri内的车辆数目K。比如，距离L为1000m，安全行车距离为100m，车辆平均长度为5m，则区间Ri内不拥堵车辆数K为：2×1000/105(超车道、行车道，共2个车道)，约为19辆车。
在本实施例中，射频通信模块设置于距离地面有一定高度的支架上，且位于第一传感器和第二传感器之间，与处于当前区间的车辆双向通信。
具体为，射频通信模块可为433、315MHz等ISM频段的常用短距离无线通信模块。射频通信模块安装在距离地面一定高度的支架上，使射频通信模块处于区间的中心点，即到第一、第二传感器的距离分别相等。如图3所示，射频通信模块的通信距离控制在刚好能覆盖区间Ri的范围，即水平方向上为第一、第二传感器确定的边界为宜，如图3中任一虚线a所示。
在本实施例中，由于射频通信模块的信号发射是全向的，且区间是连续的，当车辆处于区间的左、右边界时，有可能收到两个相邻的监测装置发过来的数据。解决该问题的方法是：监测装置发送过来的命令里包含监测装置自身的信息，即几号监测装置，随车装置收到后，解析出监测装置的信息，此时的处理办法是，先收到哪个监测装置发来的数据，就将车辆归入到哪个区间，然后回复时是回复给该区间的监测装置。
在本实施例中，射频通信模块的信号发射还可呈喇叭状，如图5所示，射频通信模块从支架高处呈喇叭状(信号覆盖范围)往下发射(广播方式---不筛选接收车辆的身份信息)，此时需要相应的定向发射天线配合，进而与车辆双向通信。
需要说明的是，本实施例射频通信模块的信号发射可根据实际情况选择。
在本实施例中，还包括随车装置，随车装置设置于车辆内；射频通信模块与当前区间的车辆双向通信是通过射频通信模块与设置于车辆内的随车装置双向通信的。
具体的，车辆进入高速入口时，领取随车装置，随车装置可手动或自动与车牌号、车型绑定关联。随车装置还内置测速传感器、第二射频通信模块、声光振动等模块，第二射频通信模块与区间Ri的监测装置的射频通信模块双向无线通信，初始处于接收状态。离开高速时，收回随车装置。
在本实施例中，微处理器用于处理监测装置接收的信息。
如处理数个传感器检测到当前区间的车辆数目。
具体为，第一传感器将检测到进入当前区间的车辆数目发送至微处理器，第二传感器将检测到离开当前区间的车辆数目发送至微处理器，微处理器接收第一传感器和第二传感器发送的车辆数目，并经过计算得到处于当前区间的车辆数目。如：在初始条件下，在设定的足够长的时间内，若第一、第二传感器均感知不到车辆，则进行复位，即令区间内车辆数Ni＝0；若第一传感器感知到车辆进入区间Ri，则Ni＝Ni+1；第二传感器感知到车辆离开Ri，则Ni＝Ni-1。通过进入当前区间Ri的车辆数目与离开当前区间Ri的车辆数目计算得到处于当前区间Ri的车辆数目。
在本实施例中，组网模块与服务器建立连接，用于使服务器与监测装置进行通信。
具体为，将所有区间的监测装置通过有线(比如485)或无线(比如移动通信公网，4G)等方式进行组网，将监测装置与服务器建立连接。
在步骤S11中，获取高速公路各个区间的车辆数目。
步骤S11包括：
S111.所述第一传感器获取进入当前区间的车辆数目，所述第二传感器获取离开当前区间的车辆数目，并将获取结果发送至微处理器；
S112.所述微处理器接收并处理所述获取结果，得到处于当前区间的车辆数目。
服务器发送获取车辆数目命令给所有监测装置，各监测装置收到后执行命令，然后应答给服务器，服务器接收各监测装置应答。
在本实施例中，获取各个区间的车辆数目的方式为，第一传感器检测进入各区间的车辆数目，第二传感器检测离开各区间的车辆数目，并将检测到的车辆数目发送至微处理器；监测装置的微处理器通过检测到进入各区间的车辆数目与离开各区间的车辆数目计算得到处于各区间的车辆数目，并将处于各区间的车辆数目发送至服务器。
在本实施例中，若第一传感器感知到各区间有车辆进入，则Ni＝Ni+1；若第二传感器感知到个区间有车辆离开，则Ni＝Ni-1。
在步骤S12中，判断获取到的各个区间的车辆数目是否都小于等于第一阈值，若是，则执行步骤S11；若否，则执行步骤S13。
服务器判断是否所有区间的车辆数都小于等于第一阈值K，若否，则执行S13；若是，则执行步骤S11。
需要说明的是，本实施例假设区间Ri的车辆数大于第一阈值K。出现区间Ri的车辆数大于第一阈值K的原因在于：在设定的时间内，进入区间Ri的车辆数大于离开区间Ri的车辆数，从整体、动态来看，也就是进入区间Ri的车辆的平均车速大于离开区间Ri的车辆的平均车速。
在步骤S13之前还包括步骤：
服务器启动第一倒计时定时器；
启动第一倒计时定时器的目的是为了能达到车辆数小于等于K，留出调整时间。
步骤S13之前还包括步骤：
服务器发送控制命令给区间Ri，区间Ri的监测装置收到后执行命令，然后应答给服务器，服务器收到区间Ri的应答后，保存/刷新第一记录表。
具体为，监测装置的微处理器通过射频通信模块发送获取车速命令给处于当前区间Ri范围内的所有车辆，然后等待接收车辆的回复，获得处于当前区间Ri内的各车辆车牌、车型及其对应的车速，求出平均车速，筛选出低于平均车速的车辆。
监测装置获取车辆的车速是通过设置于车辆内的随车装置获取的，具体为，随车装置的测速传感器实时获取车辆的行驶速度，并将获取到的行驶速度通过随车装置的第二射频通信模块与监测装置的射频通信模块通信，发送至微处理器，微处理器进一步将获取到的当前区间Ri的所有车速相加并除以处于当前区间Ri的车辆数目，最后得到当前区间Ri车辆的平均车速。
监测装置的微处理器通过射频通信模块发送提示命令给筛选出低于平均车速的车辆，令低于平均车速的车辆加速到平均车速值，低于平均车速的车辆收到后，一方面通过随车装置的声光振动模块提示司驾驶员应严格执行命令，将车辆加速到正常值。如通过语音播报“当前行驶速度低于80km/h，请加速行驶，否则将会接受相应的惩罚措施”；另一方面随车装置将应答信号通过射频通信模块发送至监测装置，告知监测装置已收到该信息，射频通信模块收到回复后，延时设定的时间，延时的目的是为了给车辆留出一定的加速时间。
监测装置的微处理器通过射频通信模块发送获取车速命令给筛选出的低于平均车速的车辆，然后等待接收车辆的回复，最后获得低于平均车速的车辆各自对应的车速，判断是否有车辆车速低于平均车速，若有，生成低于平均车速的车辆信息及其对应的实时车速的第一记录表，其中，车辆信息包括车牌、车型；若无，则将第一记录表标记为无记录(空白记录表)。最后将第一记录表发送至服务器。
在步骤S13之前还包括步骤：
服务器发送获取车辆数目命令给区间Ri的监测装置，设置于区间Ri的监测装置将车辆数目返回给服务器，服务器根据接收到的结果，判断区间Ri车辆数目是否小于等于第一阈值K；
若区间Ri车辆数目小于等于第一阈值K，则判断第一倒计时定时器的倒计时值是否等于0，若不等于0，则停止定时器并复位，然后执行步骤S16；若等于0，执行步骤S16。
区间Ri车辆数目小于等于第一阈值K表示车速低于平均车速的车辆都已按命令加速，拥堵的情况已解除。
若区间Ri车辆数目存在大于第一阈值K，则判断第一倒计时定时器的倒计时值是否等于0，若不等于0，继续执行服务器发送控制命令给区间Ri的步骤；若等于0，执行步骤S13。
区间Ri车辆数目存在大于第一阈值K表示有车速低于平均车速的车辆未按命令加速。存在的可能性包括：1、不听命令；2、车辆故障/事故，此时拥堵的情况未解除。
在步骤S13中，获取与当前区间相邻的后方区间的车辆数目，并判断获取到的后方区间的车辆数目是否为0，若是，则执行步骤S16；若否，则执行步骤S14；其中，所述后方区间是指与车辆行驶方向相反的区间。
具体为，服务器发送获取车辆数目的命令给后方区间Ri-1(车辆行驶的反方向)，区间Ri-1的监测装置执行命令，然后应答服务器，服务器判断后方区间Ri-1当前车辆数是否等于0(即无车)，若是，则执行步骤S16；若否，则执行步骤S14。
在步骤S14之前还包括步骤：
启动倒计时定时器(为了与上述第一倒计时定时器区分，则将该倒计时定时器称为第二倒计时定时器)。
启动第二倒计时定时器的目的是为了使车辆调整车速留出调整时间。
在步骤S14中，获取当前区间、后方区间的平均速度，并判断当前区间的平均速度是否大于等于后方区间的平均速度，若是，则执行步骤S16；若否，则执行步骤S15。
所述步骤S14包括：
S141.分别向当前区间的监测装置及后方区间的监测装置发送获取当前区间及后方区间车辆的平均速度命令；
S142.所述当前区间的监测装置中的微处理器通过射频通信模块发送获取当前区间所有车辆的车速命令，并计算得到当前区间车辆的平均车速；所述后方区间的监测装置中的微处理器通过射频通信模块发送获取后方区间所有车辆的车速命令，并计算得到后方区间车辆的平均车速；
S143.接收当前区间、后方区间的监测装置计算得到的平均速度。
具体为，服务器发送获取平均车速命令给区间Ri、区间Ri-1，区间Ri、区间Ri-1的监测装置执行命令，然后应答给服务器，服务器比较得到的两个平均车速，将区间Ri的平均速度记为Vi、区间Ri-1的平均速度记为Vi-1，判断Vi是否大于等于Vi-1。
在本实施例中，计算当前区间与后方区间车辆的平均速度与上述计算区间Ri的平均速度的方式类似，在此不多做赘述。
若Vi大于等于Vi-1，则判断第二倒计时定时器倒计时值是否等于0，若不等于0，停止第二倒计时定时器并复位，然后执行步骤S16；若等于0，执行步骤S16。
若Vi小于Vi-1，则判断第二倒计时定时器倒计时值是否等于0，若不等于0，执行步骤S15；若等于0，执行步骤S16。
在步骤S15中，向当前区间的监测装置发送加速命令，向后方区间的监测装置发送减速命令，并接收当前区间的监测装置、后方区间的监测装置发送的执行结果。
服务器发送加速命令给区间Ri的监测装置、发送减速命令给区间Ri-1的监测装置，区间Ri、区间Ri-1的监测装置执行命令，然后应答给服务器，服务器收到后，刷新第二纪录表。
在本实施例中，获取执行加速命令具体为：
S151.当前区间监测装置的微处理器通过射频通信模块发送获取车速命令给处于当前区间范围内的所有车辆；
区间Ri监测装置的微处理器通过射频通信模块发送获取车速命令给当前处于区间Ri范围内的所有车辆，然后等待接收车辆的回复，获得当前区间Ri内的各车辆的车牌、车型及其对应的车速，筛选出车速低于Vi-1的车辆。
S152.当前区间监测装置的微处理器通过筛选得到当前区间低于Vi-1的车辆，并通过射频通信模块发送提示命令给当前区间低于Vi-1的车辆；所述提示命令为加速命令。
区间Ri监测装置的微处理器通过射频通信模块发送提示命令给筛选出的低于Vi-1的车辆，令它们加速到大于等于Vi-1，低于Vi-1的车辆收到后，一方面通过随车装置的声光振动模块提示司驾驶员应严格执行命令，将车辆加速到正常值。如通过语音播报“当前行驶速度低于80km/h，请加速行驶，否则将会接受相应的惩罚措施”；另一方面随车装置将应答信号通过射频通信模块发送至监测装置，告知监测装置已收到该信息，射频通信模块收到回复后，延时设定的时间，延时的目的是为了给车辆留出一定的加速时间。
S153.当前区间监测装置的微处理器通过射频通信模块发送获取当前区间低于Vi-1车辆的车速命令，并生成获取结果。
区间Ri监测装置的微处理器通过射频通信模块发送获取车速命令给筛选出的低于Vi-1的车辆，然后等待接收车辆的回复，最后获得低于Vi-1的车辆各自对应的车速，判断是否有车辆的车速低于Vi-1，若有，生成低于Vi-1的车辆信息及其对应的实时车速的第二记录表，其中，车辆信息包括车牌、车型；若无，将第二记录表标记为无记录(空白记录表)，最后将第二记录表发送至服务器。
在本实施例中，获取执行减速命令具体为：
S154.后方区间监测装置的微处理器通过射频通信模块发送获取车速命令给当前处于后方区间范围内的所有车辆。
区间Ri-1监测装置的微处理器通过射频通信模块发送获取车速命令给处于区间Ri-1范围内的所有车辆，然后等待接收车辆的回复，获得当前区间Ri-1内的各车辆的车牌、车型及其对应的车速，筛选出车速高于Vi的车辆。
S155.后方区间监测装置的微处理器通过筛选得到后方区间高于Vi的车辆，并通过射频通信模块发送提示命令给后方区间高于Vi的车辆；所述提示命令为减速命令。
区间Ri-1监测装置的微处理器通过射频通信模块发送提示命令给筛选出的高于Vi的车辆，令它们减速到小于等于Vi，高于Vi的车辆收到后，一方面通过随车装置的声光振动模块提示司驾驶员应严格执行命令，将车辆减速到正常值。如通过语音播报“当前行驶速度高于80km/h，请减速行驶，否则将会接受相应的惩罚措施”；另一方面随车装置将应答信号通过射频通信模块发送至监测装置，告知监测装置已收到该信息，射频通信模块收到回复后，延时设定的时间，延时的目的是为了给车辆留出一定的加速时间。
S156.后方区间监测装置的微处理器通过射频通信模块发送获取后方区间高于平均车速车辆的车速命令，并生成获取结果。
区间Ri-1监测装置的微处理器通过射频通信模块发送获取车速命令给筛选出的高于Vi的车辆，然后等待接收车辆的回复，最后获得高于Vi的车辆各自对应的车速，判断是否有车辆的车速高于Vi，若有，生成高于Vi的车辆信息及其对应的实时车速的第二记录表，其中，车辆信息包括车牌、车型；若无，将第二记录表标记为无记录(空白记录表)，最后将第二记录表发送至服务器。
在步骤S16中，存储所述执行结果。
服务器接收监测装置发送的第一记录表和第二记录表，得到最后刷新的记录表。得到最终的记录表可能有记录，也可能是空白，用于后续处理。
在本实施例中，记录表动态刷新，比如，第一次采集到车辆A已按命令加速，但第二次采集到车辆A又下降到平均车速以下，虽然这种情况很少，但必须考虑进去。即：只要发现有未按命令执行的到预期车速的车辆的，都记录。
当最终的记录表存在记录，则进行进一步处理，其中，处理的方式包括：
1、在区间内设置摄像头等装置，服务器与摄像头(可为多个)连接，令摄像头拍摄区间视频/照片，拍摄后传送给高速公路控制室，方便工作人员查看，判断记录表中的车辆，是人为不听命令，还是因为故障/事故不能执行命令。比如，长期监测到某车辆车速为0，很可能是车辆故障，或发生单车事故；长期监测到2辆车车速为0，很可能是双方事故等等。
2、若是人为不听命令，则将服务器与高速出口计算机连接，工作人员可在高速出口，截停这些车辆，进行教育，或者比如扣分等其他惩罚措施。
一般而言，车辆车况正常、无事故的前提下，为了行车安全，绝大部分司机是能够执行命令(加上交管惩罚措施)的，所以极端情况出现的几率应该很小，意味着不听命令的车辆是因故障/事故而无法执行命令的可能性很大。也就是说，在司机的配合下，车辆数小于等于K不难达到，意味着拥堵即将出现时，就立刻可解除，也就是说不会出现车辆数大于K的情况。
实施例二
本实施例提供的一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法与实施例一的不同之处在于：
本实施例的随车装置无车速传感器，车辆测速采用无线通信的RSSI实现。
如图6所示，设置于车辆内的随车装置的第二射频通信模块与设置于区间的监测装置的射频通信模块进行无线通信时，一方面监测装置可读取到车辆的车牌、车型等信息，另一方面可读取到无线信号强度RSSI值，RSSI值与通信双方距离大小有关，一般地，距离越大，RSSI值越小。
测速的实现：
以区间的中心点为坐标轴原点，根据区间具体情况(支架高度、第一第二传感器之间的水平距离等)，事先建立RSSI值与水平距离的对应关系并存储。如图6所示，若读取到RSSI值等于RSSI1，根据对应关系，可查到，此时车辆与原点的距离为L1，但由于射频信号的全向性，那么，对应L1的可能为A点，也可能为B点，为了解决此问题，需要结合原点处的对应的RSSI值，即RSSI0来判断，假设车辆行驶方向从左向右，那么，在原点左边，RSSI值的变化趋势是从小到大；而在原点右边，RSSI值的变化趋势是从大到小。
第一次读取到RSSI1后，第二次读取到RSSI2，计下第一次到第二次之间的耗时T，则车速为V＝(L1-L2)/T，即车速的获取，需要借助于第二次RSSI值与第一次RSSI值，各自查找到对应的水平距离后，相减，再除以第二次与第一次之间的耗时，也就是一个采样周期。
实施例三
本实施例提供一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控***，如图7所示，包括：
第一获取模块11，用于获取高速公路各个区间的车辆数目；其中，所述高速公路各个区间均设置有监测装置；
判断模块12，用于判断获取到的每个区间的车辆数目是否都小于等于第一阈值；
第二获取模块13，获取与当前区间相邻的后方区间的车辆数目，并判断获取到的后方区间的车辆数目是否为0；
第三获取模块14，用于获取当前区间、后方区间的平均速度，并判断当前区间的平均速度是否大于等于后方区间的平均速度；
发送模块15，用于向当前区间的监测装置发送加速命令，向后方区间的监测装置发送减速命令，并接收当前区间的监测装置、后方区间的监测装置发送的执行结果；
存储模块16，用于存储所述执行结果。
本实施例提供的一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控***与实施例一中的一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法的实现过程类似，在此不多做赘述。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法，其特征在于，包括步骤：
S1.获取高速公路各个区间的车辆数目；其中，所述高速公路各个区间均设置有监测装置；
S2.判断获取到的各个区间的车辆数目是否都小于等于第一阈值，若是，则执行步骤S1；若否，则执行步骤S3；
S3.获取与当前区间相邻的后方区间的车辆数目，并判断获取到的后方区间的车辆数目是否为0，若是，则执行步骤S6；若否，则执行步骤S4；其中，所述后方区间是指与车辆行驶方向相反的区间；
S4.获取当前区间、后方区间的平均速度，并判断当前区间的平均速度是否大于等于后方区间的平均速度，若是，则执行步骤S6；若否，则执行步骤S5；
S5.向当前区间的监测装置发送加速命令，向后方区间的监测装置发送减速命令，并接收当前区间的监测装置、后方区间的监测装置发送的执行结果；
S6.存储所述执行结果。
2.根据权利要求1所述的一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法，其特征在于，所述步骤S4之前还包括：
启动倒计时定时器。
3.根据权利要求2所述的一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法，其特征在于，所述监测装置包括至少一个第一传感器、至少一个第二传感器、射频通信模块、微处理器、组网模块；所述第一传感器用于检测是否有车辆进入当前区间，所述第二传感器用于检测是否有车辆离开当前区间。
4.根据权利要求3所述的一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
S41.分别向当前区间的监测装置及后方区间的监测装置发送获取当前区间及后方区间车辆的平均速度命令；
S42.所述当前区间的监测装置中的微处理器通过射频通信模块发送获取当前区间所有车辆的车速命令，并计算得到当前区间车辆的平均车速；所述后方区间的监测装置中的微处理器通过射频通信模块发送获取后方区间所有车辆的车速命令，并计算得到后方区间车辆的平均车速；
S43.接收当前区间、后方区间的监测装置计算得到的平均速度。
5.根据权利要求3所述的一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法，其特征在于，所述步骤S5包括：
S51.当前区间监测装置的微处理器通过射频通信模块发送获取车速命令给处于当前区间范围内的所有车辆；
S52.当前区间监测装置的微处理器通过筛选得到当前区间低于平均车速的车辆，并通过射频通信模块发送提示命令给当前区间低于平均车速的车辆；所述提示命令为加速命令；
S53.当前区间监测装置的微处理器通过射频通信模块发送获取当前区间低于平均车速的车辆的车速命令，并生成获取结果。
6.根据权利要求3所述的一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法，其特征在于，所述步骤S5还包括：
S54.后方区间监测装置的微处理器通过射频通信模块发送获取车速命令给处于后方区间范围内的所有车辆；
S55.后方区间监测装置的微处理器通过筛选得到后方区间高于平均车速的车辆，并通过射频通信模块发送提示命令给后方区间高于平均车速的车辆；所述提示命令为减速命令；
S56.后方区间监测装置的微处理器通过射频通信模块发送获取后方区间高于平均车速的车辆的车速命令，并生成获取结果。
7.根据权利要求3所述的一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
S11.所述第一传感器获取进入当前区间的车辆数目，所述第二传感器获取离开当前区间的车辆数目，并将获取结果发送至微处理器；
S12.所述微处理器接收并处理所述获取结果，得到处于当前区间的车辆数目。
8.根据权利要求3所述的一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法，其特征在于，所述还包括随车装置，所述随车装置设置于车辆内；所述随车装置与射频通信模双向通信。
9.根据权利要求8所述的一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法，其特征在于，所述随车装置包括车辆的车牌、车型。
10.一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控***，其特征在于，基于所述权利要求1-9任一项所述的一种预防高速公路行车拥堵的智能化监控方法。
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