[發明專利]基于智能手機的大跨度橋梁交通流密度控制系統和方法

在審

• 申請號: 202010047058.7
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111260920A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 王暢;張洪加;付銳;郭應時;袁偉
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/017;G08G1/065;G08G1/09;H04W4/02;H04W4/029;H04W4/40
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發明公開了基于智能手機的大跨度橋梁交通流密度控制系統和方法，該系統包括：數據關聯模塊、異常事件監測模塊、雙向交通流預測模塊、橋梁監控中心、誘導模塊和交通流動態分配模塊；橋梁監控中心分別與雙向交通流預測模塊和交通流動態分配模塊進行信息互通；本發明的控制系統能夠根據周圍幾公里的車流密度、天氣狀況、車輛位置、車輛速度以及車輛質量，預測未來某一時間段橋內交通流狀況，當預測到橋內交通流密度過大時，提前給車輛預警，避免橋上突發事故引起的大量車輛滯留橋上，從而避免橋梁超負荷運載帶來的橋面坍塌等危險情況；同時，對進入橋內的車輛實行車道引導，避免橋上不同車道載荷不均對橋梁結構的損害。

技術領域

本發明屬于交通安全技術領域，尤其涉及基于智能手機的大跨度橋梁交通流密度控制系統和方法。

背景技術

高速公路大跨度橋梁經常出現，節假日期間經常會出現在某一時間段，大跨度橋梁上的交通流密度超出橋梁本身載荷的情況，嚴重影響橋梁交通安全及其通行效率。

近幾年，大跨度橋梁因長期處于交通流密度較大的情況和承受載荷超限而被損壞、壓塌以及橋梁側翻的現象時有發生。現有的橋梁交通流密度控制系統主要存在以下幾個問題：第一，控制滯后，不能提前預測交通流密度，往往當車輛行駛到大橋前才能發出禁止駛入橋面的警示，無法做到提前一段時間預警并控制；第二，不能實現對逐個車道的交通流和橋梁載荷的動態分配；第三，目前控制系統很少能夠對橋上的異常事件進行預警，一旦橋上出現事故，短時間內大量的車輛則會停留在橋面上，引起橋梁使用安全及使用壽命縮短的問題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種基于智能手機的大跨度橋梁交通流密度控制系統和方法，該控制系統能夠根據周圍幾公里的車流密度、天氣狀況、車輛位置坐標、車輛速度以及車輛質量，預測未來某一時間段橋內交通流狀況，當預測到橋內交通流密度過大時，提前一定距離給車輛預警，避免由于橋上突發事故引起的大量車輛滯留橋上，從而避免橋梁超負荷運載帶來的橋面坍塌等危險情況；同時，可根據橋面及其附近車流量情況對進入橋內的車輛實行車道引導，避免橋上不同車道載荷不均對橋梁結構的損害。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以解決。

(一)基于智能手機的大跨度橋梁交通流密度控制系統，包括：數據關聯模塊、異常事件監測模塊、雙向交通流預測模塊、橋梁監控中心、誘導模塊和交通流動態分配模塊；所述橋梁監控中心分別與雙向交通流預測模塊和交通流動態分配模塊進行信息互通；

所述數據關聯模塊將車輛與智能手機建立一對一匹配關系；智能手機通過GPS系統獲取匹配車輛的速度、位置信息；當車輛經過收費站時，收費站處具有地磅，用于獲取每個車輛的質量并將車輛的質量數據存儲于收費站的管理平臺；所述數據關聯模塊將車輛與收費站的管理平臺建立數據關聯，且所述數據關聯模塊與橋梁監控中心進行無線通信；

所述高速收費站的管理平臺雙向交通流預測模塊、橋內異常事件監測模塊、交通流動態分配模塊、預警模塊分別與橋梁監控中心通信連接；

所述橋內異常事件監測模塊，包含設置于橋梁上的攝像頭和異常事件處理單元，所述攝像頭用于獲取橋梁上各路段的實時圖像并將其傳送至異常事件處理單元；所述異常事件處理單元根據各路段的實時圖像判斷橋內是否存在異常事件，并將判斷結果傳輸至橋梁監控中心；

所述橋梁監控中心根據接收的車輛的位置信息，計算每條車道的實時交通流密度；同時，所述橋梁監控中心實時獲取天氣信息；

其中，所述交通流密度為某一時刻，預定長度內的車輛數量；所述天氣信息為雨、雪、霧；

所述雙向交通流預測模塊與所述橋梁監控中心進行信息交互，獲取車輛的位置和速度，同時，獲取氣象部門的天氣信息；所述雙向交通流預測模塊用于根據截止當前的n個時刻內的交通流密度、天氣信息、車輛位置信息和車輛速度,預測未來m時刻內橋梁上不同方向的交通流密度及每個車輛的位置，并將預測結果發送至橋梁監控中心；