[發明專利]交通信息與控制實驗教學基礎平臺

無效

• 申請號: 201110242361.3
• 申請日: 2011-08-23
• 公開（公告）號: CN102436770A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 趙曉華;榮建;張金喜;蘇麟甲;關偉;張興儉
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G09B19/14
• 分類號: G09B19/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及一種基礎平臺，特別是一種交通信息與控制實驗教學基礎平臺，屬于交通信息與控制領域，主要是為交通工程專業開設交通信息與控制相關課程而開發的實驗基礎平臺。

背景技術

交通信息與控制技術作為智能交通系統的核心技術，目前已經在城市交通的各個領域得以廣泛應用，交通信息采集技術、交通信息傳輸技術、交通信號控制技術、交通仿真技術、智能車輛技術等智能技術已經在交通領域發揮著重要作用。同時，適應智能交通領域的人才需求，用人單位也提出了對于交通信息與控制專業人才的迫切需求。為應對人才培養和人才市場的變化，目前開設了《交通信息與控制技術基礎》課程，課程隸屬于交通工程專業“交通信息與控制”類本科生主干課程群。該課程的開設為交通管理與控制、智能運輸系統等交通工程專業課程奠定理論基礎，期望通過課程的開設，讓學生掌握交通信息與控制領域的專業技術，增強交通工程專業學生的社會適應性，更好地滿足現代交通對于人才的需求。

但由于此類課程的跨專業以及學科交叉的特點，對于課堂教學以及實踐教學均提出了挑戰，目前全國各大高校交通工程專業基本未開設此類課程，因此相應的教學實驗設備和實驗平臺基本沒有。因此，為了提高學生的工程實踐能力，交通工程專業籌建交通信息與控制實驗室，該實驗室依托于《交通電子技術》、《交通信息與控制技術基礎》、《交通管理與控制》幾門課程，通過開設本科生課程實驗、本科生創新學分實踐課程以及跨專業、跨學科的自主創新實驗，培養以學科交叉為特色的綜合應用人才。實驗平臺包括6大分系統，包括道路環境微縮系統，自主行駛車輛系統，交通信息采集系統，交通信息傳輸系統，交通信號控制系統、控制策略有效性評價系統。本發明主要為各大智能交通實驗分系統的搭建提供基礎實驗平臺，包括“道路環境微縮系統”和“自主行駛車輛系統”。

基于該基礎實驗平臺的搭建，實現微縮道路交通元素的還原和自主行駛車輛，為其他智能交通系統的搭建提供實施基礎平臺。期望能夠在全國高校中率先搭建實驗平臺，不再是以演示和仿真技術為主，而是構建功能性的可操作實驗平臺，為學生提供動手實踐的機會。

發明內容

本發明為滿足上述需求，提出了一種交通信息與控制實驗教學基礎平臺，將城市實際道路環境中的交通元素微縮移植至實驗室，并產生自主行駛的車輛，為交通采集系統、交通信息傳輸系統以及交通控制與仿真系統的搭建提供基礎平臺。

本發明的主要技術方案如下：

交通信息與控制實驗教學基礎平臺，是將城市實際道路環境中的交通元素進行微縮移植至實驗室，形成一套完善的交通信息與控制實驗教學基礎平臺，其主要包括：道路環境微縮系統以及車輛自主行駛系統，其特征在于，包括以下內容：

(1)：所述的道路環境微縮系統，將真實道路環境按比例微縮制作成實驗臺，其中包含有城市道路，信號交叉口，交通標志、標線，道路路側景觀，照明設施，可控信號燈，信號控制機，微型交通檢測設備，自主行駛車輛模型；城市道路路面上安裝有龍門架，為道路檢測設備的安裝提供支架；城市道路路面上還開設有可安裝線圈檢測器的路面槽，其安裝有自制的線圈檢測設備；城市道路路面下安裝有微磁導軌，為車輛模型提供行駛軌跡；距路口一段距離的路面下安裝有電磁鐵，和信號燈紅燈信號同步，為車輛模型提供制動信號；路面顏色、交通標志、標線顏色與真實道路貼近，并具有夜間反光效果；

(2)所述的車輛自主行駛系統，為整個交通信息與控制實驗教學基礎平臺提供檢測對象，車輛自主行駛系統包括3個層面的功能：

(2.1)：車輛自主行駛控制，通過車頭安裝的永磁體與路面下方預埋的金屬導軌相互作用，控制車輛的行駛路線，實現車輛行駛路線控制；交叉口路面下方埋有與信號燈紅燈狀態同步的電磁鐵，通過安裝在車輛底盤的霍爾傳感器獲取路口信號燈狀態，以實現小車“紅燈停、綠燈行”的交通規則控制，車輛后輪有紅外碼盤測速裝置，通過單片機的PWM調速實現車輛的轉速控制，確保小車以某一速度穩定行駛；

(2.2)：車輛編隊行駛控制，每輛車的后輪裝有紅外測速裝置，檢測車輛運行狀態。通過車輛尾部安裝的紅外發射裝置，不間斷地向后車發送本車行駛速度信息，后車通過安裝在其前部的紅外接收裝置，獲取前方車輛的運行狀態以決定自身行駛速度，確保穩定的車距，避免相撞并實現路口車輛排隊等候；

(2.3)：車輛調度協調控制，車輛主控板預留串行接口可接入無線收發模塊，通過控制中心可實現對平臺上所有車輛的調度，實時改變車輛運行速度和運行軌跡，實現車輛中央協調控制，進而產生違章停車、超速行駛、闖紅燈這些違章事件，為實驗教學基礎平臺的各種事件檢測提供實驗環境。