基于车速监测的城市局部路段交通信息播报平台

作者: 陈玺阳湖南省株洲市第二中学

一、创意来源

近年来,随着汽车保有量的快速增长,堵车已经成为了人们开车出行时的“常态”。很多人因为不知道前方堵车,等到发现时为时已晚,被迫堵车。如果我们能够在行驶途中方便地获知行驶路段的及时路况,车主就可以灵活选择前往目的地的路线,避开拥堵路段,让车辆做到“畅行无阻”。因此我尝试设计一种能与交通部门联合管理的、时时为广大车主提供及时路况的“汽车前哨提示仪”,并希望以此为依托建立城市局部路段交通信息播报平台,为人们驾车出行保驾护航。

二、基本思路

1.提出假设。

其一,在拥堵不同的情况下,车辆的速度变化是有差别的,这种差别可以为人们寻找对局部路段车辆通行信息提供重要依据。

其二,车辆本身携带有收音机之类的信号接收装置,只要通过简单的电路设计即可将其改为具有信号发射和接收功能的交通信息播报平台。

2.提出创意。

由于城市道路众多,对所有路段的通行车辆进行速度监测没有太多必要。我们可以找出城市中发生拥堵现象较多的路段,通过安装在路灯上的“车速监测仪”接收在该路段通行缓慢的车辆(车速≤5千米/小时)发出的信号,将其作为当前路段的“车辆拥堵信息采集样本”,集中统计出在当前时段车速较低(车速≤5千米/小时)的车辆数量,结合实时交通信号灯信息,汇总后再在车上的信息接收端中进行播报,为车主提供及时的路面信息,以避免拥堵。对此,我提出了“基于车速监测的城市局部路段交通信息播报平台”的创意。基本内涵如下图所示:

采访陈玺阳

三、科学原理及方案设计

“基于车速监测的城市局部路段交通信息播报平台”的创意,所依据的科学原理主要是无线电原理和单片机原理。根据这两个原理,我做出了如下设计。

1.车辆信息播报装置

装置包括车速信息发射模块与路况信息接收模块,由速度传感器与信号整形模块组成,利用车载电源工作。车速信息发射模块利用单片机来进行设计,在车载电脑中获取当前汽车速度并与设定的参数进行对比,只有当车速低于设定值(车速≤5千米/小时)且持续120秒(时间可调)以上时,车辆才发出一个单向脉冲信号给接收端;信息接收模块利用信号整形模块,接收该脉冲信号。

2.低车速车辆的信息传递

信息的传递主要依托于车速监测仪,它将被安装在城市中较易发生拥堵的路段的路灯上,直接使用路灯电源工作,利用调制器等模块接收低速车辆发出的电磁波信息。因每辆车发出的频段是唯一的,所以可以对当前路段设置多个信息采集点,利用地理信息系统(GIS)、遥感技术(RS)和全球卫星定位技术(GPS),将信息采集点收集到的脉冲信息进行汇总计数,当计数的数值大于设定值(根据路面情况设定,例如50)时,上传一个脉冲信号给信息播报平台,平台可以根据得到即时的真实数据与当前路段以往的拥堵数据进行对比,判断是否播报拥堵信息。这样就可以节省大量时间,快速、准确地判断出城市局部路段车辆拥堵情况,及时给当前路段的车辆提供相关信息。

3.交通信息播报平台的建设

交通发生拥堵时是迫切需要交通管理部门来进行疏通和管理的,所以低速车辆信息将经由网络传递给交警部门,由其判断处理方式。如通过现场交通信号灯,实施远程控制,缓解交通拥堵状况;或是选择与现有的交通广播电台等平台进行合作,将信息进行及时的播放。

当路面出现较多低速车辆时,一般情况下该路段将出现一定程度的拥堵,让车辆提前获知相关信息,可以缓解拥堵情况。现有的单片机及无线电技术完全能支持这一交通信息播报平台的建立,因此研究局部路段低速车辆与拥堵情况之间的联系,并通过数据推导出相应公式,理论上是可以实现的。

(指导老师/刘光)