隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統的製作方法
2023-10-08 07:29:19
隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統，適用於單車道，包括紅綠燈智能控制單元、射頻卡、伺服器、顯示屏，車輛和施工人員安裝射頻卡，射頻卡發射含車輛和人員信息的射頻信號。紅綠燈智能控制單元接收到車輛和人員攜帶射頻卡的信號，然後將車輛和人員信息通過zigbee無線通信單元傳輸至伺服器，伺服器將該路口紅綠信息發送回智能控制單元，開啟紅燈或者綠燈，並對超速、闖紅燈、無卡車輛進行聲光報警。同時，伺服器還將各個車輛及人員的具體位置，速度，各個路口紅綠燈實時狀態信息發布在LED大屏幕顯示屏上。該裝置能夠實時掌握車輛和人員情況，有效確保隧道內作業運輸車輛和運送施工人員車輛通行安全。
【專利說明】隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種智能交通燈控制【技術領域】，具體涉及隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統。
【背景技術】
[0002]目前，人員安全問題和車道行駛寬度受限是長隧道施工過程中兩個重要問題。有的隧道較窄，來往車輛只能共用一車道來行駛、運渣、襯砌、送料等作業，車輛尖峰時段達幾十臺，加上上下班作業、各方檢查人員的車輛進出，不定時、無序的交會，給車輛安全通行帶來了極大的隱患，甚至會影響施工進度，同時也給施工人員安全造成威脅。
【發明內容】
[0003]針對上述現有技術中的不足，本發明的目的在於提供隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統，有效確保隧道內作業運輸車輛和運送施工人員車輛通行安全。
[0004]本發明是通過以下技術方案來實現:
[0005]隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統，包括紅綠燈智能控制單元、伺服器、顯示屏和安裝在車輛駕駛室內以及施工人員安全帽上的射頻卡；
[0006]所述的射頻卡，用於發射攜帶車輛和人員信息的射頻信號；
[0007]所述的紅綠燈智能控制單元，用於接收車輛和人員攜帶射頻卡的射頻信號，並將射頻信號中含有的車輛和人員信息傳輸至伺服器；
[0008]伺服器，用於接收紅綠燈智能控制單元發送的車輛和人員信息，並根據接收到的車輛和人員信息，將路口紅綠信息發送回紅綠燈智能控制單元，紅綠燈智能控制單元根據接收到的路口紅綠信息開啟紅燈或者綠燈，並對超速、闖紅燈、無卡車輛進行聲光報警；
[0009]伺服器，還用於將各個車輛及人員的具體位置，速度，各個路口紅綠燈實時狀態信息發布在顯示屏上。
[0010]所述紅綠燈智能控制單元包括智能微處理器、射頻卡讀卡器、紅綠燈、兩組紅外對射模塊、Zigbee自組網無線通信單元、聲光報警模塊；
[0011]所述的射頻卡讀卡器和紅外對射模塊，用於接收車輛和人員攜帶射頻卡的射頻信息，並通過zigbee自組網無線通信單元將車輛和人員信息傳輸至伺服器；
[0012]伺服器，用於接收紅綠燈智能控制單元發送的車輛和人員信息，並根據接收到的車輛和人員信息，將路口紅綠信息發送回智能微處理器；
[0013]智能微處理器，用於根據接收到的路口紅綠信息開啟紅綠燈的紅燈或者綠燈，並對超速、闖紅燈、無卡車輛利用聲光報警模塊進行聲光報警。
[0014]所述的兩組紅外對射模塊並列安裝在會車點前方19?21米的隧道兩側。
[0015]所述的兩組紅外對射模塊包括第一紅外發射模塊、第一紅外接收模塊、第二紅外發射模塊、第二紅外接收模塊。[0016]所述的紅外對射模塊對射距離小於等於50米。
[0017]所述的紅綠燈安裝在回車點一條對角線的兩端，且兩個紅綠燈通信節點距離小於等於1.6千米。
[0018]所述紅綠燈智能控制單元供電電源為AC220伏。
[0019]與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果:
[0020]隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統，適用於單車道，包括紅綠燈智能控制單元、射頻卡、伺服器、顯示屏，車輛和施工人員統一安裝射頻卡，射頻卡發射含該車輛和人員信息的射頻信號。紅綠燈智能控制單元接收到車輛和人員攜帶射頻卡的信號，然後將車輛和人員信息傳輸至伺服器，伺服器將該路口紅綠信息發送回紅綠燈智能控制單元，紅綠燈智能控制單元開啟紅燈或者綠燈，並對超速、闖紅燈、無卡車輛進行聲光報警。同時，伺服器還將各個車輛及人員的具體位置，速度，各個路口紅綠燈實時狀態信息發布在顯示屏上。該系統採用把公路交通管理理念引進隧道，分時段、分重點、分交叉口設置「紅綠燈」監控，做到以確保員工進洞上下班安全為主，對運渣、送料施工運輸車輛，根據施工應急需要和運輸密集度進行調節管控，有效確保隧道內作業運輸車輛和運送施工人員車輛通行安全。結合射頻卡技術，實現隧道施工人員及車輛定位、人員出入洞考勤、軌跡追蹤、人員報警等多種功能，使隧道管理人員輕鬆的實現對隧道施工人員和車輛的信息化管理，提升施工的管理水平；該系統能夠實時掌握車輛和人員情況，在事故發生時，顯示屏立即能顯示出事故地點的人員和車輛信息等，可迅速查找隧道內人員和車輛的位置情況，為緊急救援提供指導信息，提高救援效率和救護效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明提供的隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統的結構示意圖；
[0022]圖2為本發明提供的隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統的又一結構示意圖；
[0023]圖3為本發明提供的隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統中紅綠燈智能控制單元會車示意圖一；
[0024]圖4為本發明提供的隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統中紅綠燈智能控制單元會車示意圖二；
[0025]圖5、6為本發明提供的隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統中車輛行車示意圖。
[0026]其中，1為射頻卡；2為紅綠燈智能控制單元；2_1為智能微處理器'2-2為射頻卡讀卡器；2-3為兩組紅外對射模塊；2-3-lS為第一紅外發射模塊；2-3-lR為第一紅外接收模塊；2-3-2S為第二紅外發射模塊；2-3-2R為第二紅外接收模塊；2_4為紅綠燈；2_5為聲光報警模塊；2_6為Zigbee自組網無線通信單元；3為伺服器；4為顯示屏；l_n為第η個射頻卡；5為1#車；6為2#車。
【具體實施方式】
[0027]下面結合具體的實施例對本發明做進一步的詳細說明，所述是對本發明的解釋而不是限定。
[0028]參見圖1、圖2，隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統，其特徵在於，包括紅綠燈智能控制單元2、伺服器3、顯示屏4和安裝在車輛駕駛室內以及施工人員安全帽上的射頻卡1 ;所述的射頻卡1，用於發射攜帶車輛和人員信息的射頻信號；所述的紅綠燈智能控制單元2，用於接收車輛和人員攜帶射頻卡的射頻信號，並將射頻信號中含有的車輛和人員信息傳輸至伺服器3。
[0029]具體的，所述紅綠燈智能控制單元2包括智能微處理器2-1、射頻卡讀卡器2-2、紅綠燈2-4、兩組紅外對射模塊2-3、Zigbee自組網無線通信單元2_6、聲光報警模塊2_5 ；其中，所述的兩組紅外對射模塊2-3包括第一紅外發射模塊2-3-1S、第一紅外接收模塊2-3-1R、第二紅外發射模塊2-3-2S、第二紅外接收模塊2-3-2R。所述的兩組紅外對射模塊2-3並列安裝在會車點前方20米的隧道兩側，根據車輛先後遮擋兩個紅外對射模塊的時間差來判斷車輛是駛入會車點，還是駛離，以及計算車輛速度。
[0030]所述的射頻卡讀卡器2-2和紅外對射模塊2-3，用於接收車輛和人員攜帶射頻卡1的射頻信息，並通過zigbee自組網無線通信單元2_6將車輛和人員信息傳輸至伺服器3 ；
[0031]伺服器3，用於接收zigbee自組網無線通信單元2_6發送的車輛和人員信息，並根據接收到的車輛和人員信息，將路口紅綠信息發送回智能微處理器2-1。
[0032]智能微處理器2-1，用於根據接收到的路口紅綠信息開啟紅綠燈2-4的紅燈或者綠燈，並對超速、闖紅燈、無卡車輛利用聲光報警模塊2-5進行聲光報警。
[0033]伺服器3，還用於將各個車輛及人員的具體位置，速度，各個路口紅綠燈實時狀態信息發布在顯示屏4上。
[0034]所述的紅外對射模塊2-3對射距離小於等於50米。
[0035]所述的紅綠燈2-4安裝在回車點一條對角線的兩端，且兩個紅綠燈2-4通信節點距離小於等於1.6千米。
[0036]所述紅綠燈智能控制單元2供電電源為AC220伏。
[0037]具體的，參照圖1、圖2，一種隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統包括紅綠燈智能控制單元2、射頻卡1、伺服器3、大屏幕LED顯示屏4。所述紅綠燈智能控制單元2包括智能微處理器2-1、射頻卡讀卡器2-2、紅綠燈2-4、兩組紅外對射模塊2-3，分別為第一紅外發射模塊2-3-1S，第一紅外接收模塊2-3-1R ;第二紅外發射模塊2-3-2S ；第二紅外接收模塊2-3-2R，Zigbee自組網無線通信單元2_6、聲光報警模塊2_5。車輛和施工人員統一安裝射頻卡1，分別安裝在駕駛室內和人員安全帽的合適位置，當車輛經過三岔路口或會車點時，通過紅綠燈智能控制單元2中紅外對射模塊2-3和射頻卡讀卡器2-2接收到車輛攜帶射頻卡的信號，發射含該車輛信息的射頻信號；施工人員進入隧道時，射頻卡讀卡器2-2識別到人員身上攜帶的射頻卡1信號，發射含人員信息的射頻信號；然後通過zigbee自組網無線通信單元2-6將車輛和人員信息傳輸至伺服器3，伺服器3根據車輛到達該路口的時間，下一個路口的紅綠燈2-4信息，車輛通行的優先權限等，決定該會車點是紅燈，還是綠燈。然後，伺服器3再將該路口紅綠信息發送回紅綠燈智能控制單元2，開啟紅燈或者綠燈，這裡通過高速智能微處理器2-1控制紅綠燈的亮滅，並可通過伺服器遠程手動調節管控。並對超速、闖紅燈、無卡車輛利用聲光報警模塊2-5進行聲光報警。當車輛離開該會車點之後，紅綠燈智能控制單元2向伺服器3發送該路口狀態，並關閉紅綠燈。同時，伺服器3還可將各個車輛及人員的具體位置，速度，各個路口紅綠燈實時狀態信息發布在LED大屏幕顯示屏4上。本發明系統能夠實時掌握車輛和人員情況，一旦發生安全事故，LED大屏幕顯示屏4立即能顯示出事故地點的人員和車輛信息等，實現隧道施工人員及車輛定位，使隧道管理人員輕鬆的實現對隧道施工人員和車輛的信息化管理，提升施工的管理水平，為緊急救援提供指導信息，提高救援效率。
[0038]參照圖3，當1 #車5到達B處後，伺服器3判斷C、D段之間是否有車，若沒有車，則1 #車5前的綠燈亮，1 #車繼續前行通過⑶段隧道。同時會車點2向反方向的紅燈亮，阻止其它車反向進入⑶段隧道。
[0039]參照圖4，當1 #車5到達B處後，若伺服器3判斷C、D段之間有車，則智能控制單元2控制1 #車5前的紅燈亮，反方向的2#車6前的綠燈亮，在會車處等待，直到2 #車6前行進入會車點1，伺服器3判斷⑶段無車時，1 #車5前面的綠燈亮，1 #車5前行通過CD段。
[0040]參照圖5,第一紅外發射模塊2-3-1S ;第一紅外接收模塊2-3-1R ;第二紅外發射模塊2-3-2S ;第二紅外接收模塊2-3-2R並列安裝在會車點前方20米左右的隧道兩側，當車輛駛近會車點時，先後遮擋這兩組紅外對射模塊2-3的紅外線，並通過安裝在車輛上的射頻卡1發射含該車輛信息的射頻信號。紅綠燈智能控制單元2通過第一紅外發射模塊2-3-1S、第一紅外接收模塊2-3-1R和射頻卡讀卡器2-2感知該車輛的ID號，以及到達a處的時間，並記錄。
[0041]參照圖6，車輛繼續前進，經過時間T之後，到達b處，遮擋了第二組紅外對射模塊2-3。紅綠燈智能控制單元2通過第二紅外發射模塊2-3-2S和第二紅外接收模塊2-3-2R感知到該車輛到達b處的時間，並計算出兩次遮擋的時間差T。假設a，b處的距離為L，則車速為:
[0042]V=L/T0
[0043]如果超速，紅綠燈智能控制單元2打開聲光報警模塊2-5進行警示，並將違規車輛信息，車輛ID號、車速、紅綠燈信號、時間、地點等發送到伺服器3。
[0044]本發明用於長隧道智能交通燈控制和車輛及人員定位，適用於單車道，實時掌握車輛及人員的具體位置，速度，紅燈違法記錄，各個路口紅綠燈實時狀態信息。一旦發生安全事故，LED大屏幕顯示屏立即能顯示出事故地點的人員和車輛信息等，大大提高搶險效率和救護效果。所述裝置對於違規操作的車輛，可在隧道地圖上實現具體時間軌跡回放；所述裝置採用讀卡器和射頻卡技術，實現車輛和人員的定位。
[0045]本發明提供的隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統，採用把公路交通管理理念引進隧道，分時段、分重點、分交叉口設置「紅綠燈」監控，做到以確保員工進洞上下班安全為主，對運渣、送料施工運輸車輛，根據施工應急需要和運輸密集度進行調節管控，有效確保隧道內作業運輸車輛和運送施工人員車輛通行安全。結合射頻卡技術，實現隧道施工人員及車輛定位、人員出入洞考勤、軌跡追蹤、人員報警等多種功能，使隧道管理人員輕鬆的實現對隧道施工人員和車輛的信息化管理，提升施工的管理水平；在事故發生時，可迅速查找隧道內人員和車輛的位置情況，為緊急救援提供指導信息，提高救援效率。同時該系統改變了這種無序、安全隱憂多的管理現狀，避免搶道和人員發生安全事故。
[0046]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統，其特徵在於，包括紅綠燈智能控制單元(2)、伺服器(3)、顯示屏(4)和安裝在車輛駕駛室內以及施工人員安全帽上的射頻卡(1);所述的射頻卡(1)，用於發射攜帶車輛和人員信息的射頻信號；所述的紅綠燈智能控制單元(2)，用於接收車輛和人員攜帶射頻卡的射頻信號，並將射頻信號中含有的車輛和人員信息傳輸至伺服器(3)；伺服器(3)，用於接收紅綠燈智能控制單元(2)發送的車輛和人員信息，並根據接收到的車輛和人員信息，將路口紅綠信息發送回紅綠燈智能控制單元(2)，紅綠燈智能控制單元(2)根據接收到的路口紅綠信息開啟紅燈或者綠燈，並對超速、闖紅燈、無卡車輛進行聲光報警；伺服器(3)，還用於將各個車輛及人員的具體位置，速度，各個路口紅綠燈實時狀態信息發布在顯示屏(4)上。
2.根據權利要求1所述的隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統，其特徵在於，所述紅綠燈智能控制單元(2)包括智能微處理器(2-1)、射頻卡讀卡器(2-2)、紅綠燈(2-4)、兩組紅外對射模塊(2-3)、Zigbee自組網無線通信單元(2_6)、聲光報警模塊(2-5)；所述的射頻卡讀卡器(2-2)和紅外對射模塊(2-3)，用於接收車輛和人員攜帶射頻卡(1)的射頻信息，並通過zigbee自組網無線通信單元(2-6)將車輛和人員信息傳輸至伺服器(3);伺服器(3)，用於接收紅綠燈智能控制單元(2)發送的車輛和人員信息，並根據接收到的車輛和人員信息，將路口紅綠信息發送回智能微處理器(2-1)；智能微處理器(2-1)，用於根據接收到的路口紅綠信息開啟紅綠燈(2-4)的紅燈或者綠燈，並對超速、闖紅燈、無卡車輛利用聲光報警模塊(2-5)進行聲光報警。
3.根據權利要求2所述的隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統，其特徵在於，所述的兩組紅外對射模塊(2-3)並列安裝在會車點前方19?21米的隧道兩側。
4.根據權利要求2或3所述的隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統，其特徵在於，所述的兩組紅外對射模塊(2-3)包括第一紅外發射模塊(2-3-1S)、第一紅外接收模塊(2-3-1R)、第二紅外發射模塊(2-3-2S)、第二紅外接收模塊(2-3-2R)。
5.根據權利要求2所述的隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統，其特徵在於，所述的紅外對射模塊(2-3)對射距離小於等於50米。
6.根據權利要求2所述的隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統，其特徵在於，所述的紅綠燈(2-4)安裝在回車點一條對角線的兩端，且兩個紅綠燈(2-4)通信節點距離小於等於1.6千米。
7.根據權利要求1所述的隧道施工交通燈智能控制及人員設備安全識別定位系統，其特徵在於，所述紅綠燈智能控制單元(2)供電電源為AC220伏。
【文檔編號】G08G1/07GK103700268SQ201410010045
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月10日 優先權日:2014年1月10日
【發明者】張秋生, 嚴學文, 越崗, 王娟婷, 楊江維 申請人:張秋生, 陝西公眾智能科技有限公司