專利名稱：交通預警方法、發信機、收信機及交通預警系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及交通安全領域，具體而言，涉及一種交通預警方法、發信機、收信機及交通預警系統。
背景技術：
道路交通運輸在國民經濟運行中承擔著極其重要的角色，也是人們出行的一個重要選擇方式，隨著車輛保有量的增多，交通運輸變得日益擁擠、繁忙，各種道路交通事故隨之頻繁發生，為了最大限度地避免交通事故的發生，充分利用各種道路交通狀況信息來進行有效的交通安全預警成為擺在我們面前的一個緊迫課題。在道路交通活動中，各種道路交通狀況信息對駕駛人的安全駕駛至關重要，對駕駛人來說，這些道路交通狀況信 息就是具有交通安全預警價值的預警信息。目前，這類信息的來源主要包括如下途徑:1、道路交通標志，主要使用文字或符號來傳遞引導、限制、警告或指示信息；2、道路上的信息顯示牌，特點是顯示的字體通常很大，一般采用滾動等顯示方式顯示，駕駛人經常看不全信息的內容；3、機動車在道路上發生故障或者發生交通事故，妨礙交通又難以移動的，駕駛人按照規定開啟危險報警閃光燈并在車后規定位置設置警告標志，夜間還應當同時開啟示廓燈和后位燈；4.車輛駕駛人靠肉眼判斷車距、天氣情況、路面交通狀況。面對這些預警信息，駕駛人會做出自發的、樸素的交通安全預警，用以指導自己的駕駛行為，改善行車的安全性。上述駕駛人的交通安全預警行為自然存在于其駕駛行為中，是保證安全行車的重要環節，但該預警行為帶有明顯的、無法克服的局限:1、預警信息傳播方式原始，需要駕駛人依靠肉眼直接觀察，因而預警信息傳播距離短且不可避免地會受到可視距離、視角、障礙物、行駛速度、光照度、能見度、駕駛人精神狀態、刺眼的陽光或會車時的強光等因素的嚴重影響，導致其預警效果不總是可靠，而且獲得的預警時間短、預警距離近，且無法針對可視區域外的交通狀況做出預警；2、缺乏系統工程的協調機制，無法獲得最優化的預警效果，預警信息沒有主動性，只能被動地等待駕駛人通過人體感覺器官感知，產生預警信息的主體和車輛駕駛人之間沒有更有效的信息傳遞渠道，駕駛人也無法在自車發生事故及異常的情況下主動向可視區域外的其他車輛發出預警信息或在正常駕駛過程中接收到其他交通參與主體在可視區域外發出的預警信息，使得預警效果大打折扣。駕駛人預警行為的這些局限往往會導致連環車禍頻繁發生，造成大量人員傷亡和財產損失，同時還導致道路交通的阻斷。
發明內容
本發明的目的在于提供一種交通預警方法、發信機、收信機及交通預警系統，使用信息處理、無線電收發、定向天線、廣播式通信、中繼轉發、報警顯示等技術處理并傳遞交通預警信息，拓寬其傳播途徑、改進傳播方式、延長傳播距離、提高傳播的有效性和信息的主動性，實現道路交通各主體之間充分的信息共享，為車輛駕駛人提供在異常情況形成現實危險之前的、預警距離最遠達公里級的、預警時間最長達分鐘級的道路交通安全早期預警；同時實現交通標志設施使用發送裝置(發信機或交通預警系統)通過無線電波向車輛上的接收裝置(收信機或交通預警系統)傳遞其交通標志信息并顯示或用語音播報給駕駛人，且，可選地，對應于收到的指定種類的交通標志信息，所述接收裝置發出主動告警信號。在本發明的實施例中提供了一種交通預警方法，包括:A.信息發送方根據輸入的交通狀況信息確定并觸發與所述交通狀況信息相對應的交通預警信息，所述交通預警信息通過自動觸發、手動觸發或按時間周期循環觸發；B.所述信息發送方將所述交通預警信息按照預設方式進行編碼，得到交通預警基帶信號，使用所述交通預警基帶信號對載波進行調制得到已調制交通預警信號；C.所述信息發送方使用廣播式的通信方式，將調制得到的已調制交通預警信號通過發射天線以無線電波的形式進行定向或全向的發射；D.信息接收方接收從特定方向以無線電波的形式傳送來的已調制交通預警信號;E.所述信息接收方對所述已調制交通預警信號進行解調得到交通預警基帶信號;F.所述信息接收方按照預設方式對所述交通預警基帶信號進行解碼，得到所述交通預警信息；G.所述信息接收方根據解碼得到的所述交通預警信息作出相應的預警輸出。優選的，在F之后，所 述交通預警方法還包括:H.所述信息接收方將所述交通預警信息與需要轉發的交通預警信息集相比較，如果所述交通預警信息包含在所述需要轉發的交通預警信息集中，則，1.在多個所述信息接收方之間以層次式拓撲結構單向逐層對針對同一個交通狀況信息的所述交通預警信息進行多層數的中繼轉發，所述交通預警信息被中繼轉發的最大層數為設定值。優選的，每一個處在所述層次式拓撲結構中的所述信息接收方在中繼轉發所述交通預警信息的同時還發送轉發層數；位于下一層上的所述信息接收方在通過無線電接收、解調、解碼得到中繼轉發來的所述交通預警信息的同時還得到轉發層數；位于所述層次式拓撲結構中不同層上的所述信息接收方所發送的所述轉發層數均不同，而位于同一層上的所述信息接收方所發送的所述轉發層數則相同，所述信息接收方發送的所述轉發層數為位于上一層上的所述信息接收方發送的轉發層數加1，位于第一層上的所述信息接收方發送的轉發層數為I;如果所述信息接收方接收到的轉發層數等于所述設定值，或如果所述設定值為0，則所述信息接收方不轉發所述交通預警信息。優選的，所述交通預警信息包括以下任一種:交通標志信息、交通管制指揮引導信息、交通異常信息、車速信息、交通事故警告信息、車輛故障警戒信息、路面停車警戒信息、車距警示信息、氣象異常信息、道路異常信息、車輛異常信息、行駛狀態信息、特種車輛請求讓行信息、危險品運輸車警示信息、呼救信息；和/或，優選的，所述預警輸出包括以下一種或多種:語音播報、文字顯示、圖案顯示、信號燈指示、顏色提示、電信號輸出、空接點輸出、聲音報警、光報警、振動報警。本發明實施例還提供了一種采用上述任一項的交通預警方法的發信機，包括:輸入與觸發組件、第一處理組件、調制組件、發射組件；所述輸入與觸發組件，用于提供輸入交通狀況信息的輸入界面，并根據輸入的所述交通狀況信息確定并觸發與所述交通狀況信息相對應的交通預警信息，所述交通預警信息通過自動觸發、手動觸發或按時間周期循環觸發；
所述第一處理組件，用于將所述交通預警信息按照預設方式進行編碼，得到交通
預警基帶信號；所述調制組件，用于使用所述交通預警基帶信號對載波進行調制得到已調制交通
預警信號；所述發射組件，用于將調制得到的已調制交通預警信號，使用廣播式的通信方式，通過發射天線以無線電波的形式進行定向或全向的發射。優選的，所述輸入與觸發組件包括以下一種或多種:按鍵、選擇開關、通訊接口、汽車運行狀態采集電路，所述汽車運行狀態采集電路包括以下一種或多種:安全氣囊打開信號輸入接口、車速輸入接口、危險報警閃光燈開啟信號輸入接口、發動機故障指不信號輸入接口。本發明實施例還提供了一種采用上述任一項的交通預警方法的收信機，包括:接收組件、解調組件、第二處理組件和輸出組件；所述接收組件，用于接收從特定方向以無線電波的形式傳送來的已調制交通預警
信號;所述解調組件，用于對所述已調制交通預警信號進行解調得到交通預警基帶信號;所述第二處理組件，用于按照預設方式對所述交通預警基帶信號進行解碼，得到所述交通預警信息，并根據得到的所述交通預警信息作出相應的預警輸出指令；所述輸出組件，用于根據所述預警輸出指令輸出相應的預警輸出。優選的，所述輸出組件包括以下一種或多種:語音播報組件、指示燈、圖文顯示器、電信號輸出組件、空接點輸出組件、聲音報警組件、光報警組件、振動報警組件。本發明實施例還提供了一種采用上述任一項所述的交通預警方法的交通預警系統，包括:如上所述的發信機、如上所述的收信機；所述交通預警系統將所述發信機和所述收信機的功能和組件融合為有機的統一體。優選的，所述的交通預警系統，還包括中繼轉發控制組件；所述中繼轉發控制組件，用于控制所述交通預警系統對指定的所述交通預警信息進行有最大轉發層數限制的中繼轉發。優選的，所述中繼轉發控制組件將所述交通預警系統接收到的所述交通預警信息與需要轉發的交通預警信息集相比較，如果所述交通預警信息包含在所述需要轉發的交通預警信息集中，且最大轉發層數設定值大于0，則，進一步，如果所述交通預警系統接收到的所述已調制交通預警信號中不包含轉發層數或轉發層數小于所述設定值，則，所述中繼轉發控制組件控制所述交通預警系統轉發所述交通預警信息并同時發送轉發層數，發送的所述轉發層數為接收到的轉發層數加1，如果所述交通預警系統接收到的所述已調制交通預警信號中不包含轉發層數，則發送的轉發層數為I。本發明提供的交通預警方法、發信機、收信機及交通預警系統，能夠達到如下的有益效果:本發明的交通預警方法、發信機、收信機和交通預警系統，把根據具體交通情況抽象化出來的交通狀況信息歸類為交通預警信息，通過自動觸發、手動觸發或按時間周期循環觸發的方式觸發交通預警信息，使用信息處理、無線電收發、定向天線、廣播式通信、中繼轉發、報警顯示等技術處理并傳遞交通預警信息，拓寬交通預警信息的傳播途徑、改進傳播方式、延長傳播距離、提高傳播的有效性和信息的主動性，實現道路交通各主體之間充分的信息共享，為車輛駕 駛人提供在異常情況形成現實危險之前的、預警距離最遠達公里級的、預警時間最長達分鐘級的道路交通安全早期預警，輔助駕駛人改善行車的安全性，從而降低交通事故的發生率和絕對數量，減少人員傷亡和財產損失，保障道路暢通；同時實現交通標志設施使用發送裝置(發信機或交通預警系統)通過無線電波向車輛上的接收裝置(收信機或交通預警系統)傳遞其交通標志信息并顯示或用語音播報給駕駛人，且，可選地，對應于收到的指定種類的交通標志信息，所述接收裝置發出主動告警信號，這些信息傳遞手段的應用，能拓寬交通標志信息的傳播途徑、增加交通標志信息的傳播距離、提高交通標志信息的傳播效果，改善交通標志設施對交通行為的引導、限制、警告或指示作用，更好地保障行車安全和道路暢通。
圖1示出了一個實施例中交通預警系統的結構示意圖。
具體實施例方式下面通過具體的實施例子并結合附圖對本發明做進一步的詳細描述。實施例1:一種交通預警方法，包括:A.信息發送方根據輸入的交通狀況信息確定并觸發與所述交通狀況信息相對應的交通預警信息，所述交通預警信息通過自動觸發、手動觸發或按時間周期循環觸發；B.所述信息發送方將所述交通預警信息按照預設方式進行編碼，得到交通預警基帶信號，使用所述交通預警基帶信號對載波進行調制得到已調制交通預警信號；C.所述信息發送方使用廣播式的通信方式，將調制得到的已調制交通預警信號通過發射天線以無線電波的形式進行定向或全向的發射；D.信息接收方接收從特定方向以無線電波的形式傳送來的已調制交通預警信號;E.所述信息接收方對所述已調制交通預警信號進行解調得到交通預警基帶信號;F.所述信息接收方按照預設方式對所述交通預警基帶信號進行解碼，得到所述交通預警信息；
G.所述信息接收方根據解碼得到的所述交通預警信息作出相應的預警輸出。采用上述交通預警方法的發信機，包括:輸入與觸發組件、第一處理組件、調制組件、發射組件；所述輸入與觸發組件，用于提供輸入交通狀況信息的輸入界面，并根據輸入的所述交通狀況信息確定并觸發與所述交通狀況信息相對應的交通預警信息，所述交通預警信息通過自動觸發、手動觸發或按時間周期循環觸發；所述第一處理組件，用于將所述交通預警信息按照預設方式進行編碼，得到交通
預警基帶信號；所述調制組件，用于使用所述交通預警基帶信號對載波進行調制得到已調制交通
預警信號；所述發射組件，用于將調制得到的已調制交通預警信號，使用廣播式的通信方式，通過發射天線以無線電波的形式進行定向或全向的發射。采用上述交通預警方法的收信機，包括:接收組件、解調組件、第二處理組件和輸出組件；所述接收組件，用于接收從特定方向以無線電波的形式傳送來的已調制交通預警 信號;所述解調組件，用于對所述已調制交通預警信號進行解調得到交通預警基帶信號;所述第二處理組件，用于按照預設方式對所述交通預警基帶信號進行解碼，得到所述交通預警信息，并根據得到的所述交通預警信息作出相應的預警輸出指令；所述輸出組件，用于根據所述預警輸出指令輸出相應的預警輸出。采用上述交通預警方法的交通預警系統，包括:如上所述的發信機、如上所述的收信機；所述交通預警系統將所述發信機和所述收信機的功能和組件融合為有機的統一體。本發明的交通預警方法、發信機、收信機和交通預警系統，把根據具體交通情況抽象化出來的交通狀況信息歸類為交通預警信息，通過自動觸發、手動觸發或按時間周期循環觸發的方式觸發交通預警信息，使用信息處理、無線電收發、定向天線、廣播式通信、中繼轉發、報警顯示等技術處理并傳遞交通預警信息，拓寬交通預警信息的傳播途徑、改進傳播方式、延長傳播距離、提高傳播的有效性和信息的主動性，實現道路交通各主體之間充分的信息共享，為車輛駕駛人提供在異常情況形成現實危險之前的、預警距離最遠達公里級的、預警時間最長達分鐘級的道路交通安全早期預警，輔助駕駛人改善行車的安全性，從而降低交通事故的發生率和絕對數量，減少人員傷亡和財產損失，保障道路暢通；同時實現交通標志設施使用發送裝置(發信機或交通預警系統)通過無線電波向車輛上的接收裝置(收信機或交通預警系統)傳遞其交通標志信息并顯示或用語音播報給駕駛人，且，可選地，對應于收到的指定種類的交通標志信息，所述接收裝置發出主動告警信號，這些信息傳遞手段的應用，能拓寬交通標志信息的傳播途徑、增加交通標志信息的傳播距離、提高交通標志信息的傳播效果，改善交通標志設施對交通行為的引導、限制、警告或指示作用，更好地保障行車安全和道路暢通。
需要說明的是:所述發信機、收信機、交通預警系統都是既可以為單獨的裝置，安裝或置放于車輛和交通設施特別是交通標志設施上，或獨立布置，也可以與車輛控制系統、車載電腦、防碰撞系統、自動駕駛系統、導航設備、行車記錄儀、倒車雷達、警報器、其他車載設備、交通設施特別是交通標志設施等的原有功能融合在一起，制造成多功能設備，與車輛或交通設施融合為一體，這些都歸入本發明所要保護的范圍。獨立布置的以及配備于車輛或交通設施上的所述交通預警系統、發信機或收信機各自功能完整，相互之間地位平等、無從屬關系。由目標預警區域內相互獨立的所述交通預警系統、發信機或收信機共同組成的整個分布式預警體系中沒有中心控制設施或區域中心控制設施，也沒有集中、統一的接收、處理和發布信息的設施，所述交通預警系統、發信機或收信機各自獨立、自主地運行，相互之間平等地、直接地傳遞信息。其中，車輛上配備的所述交通預警系統或收信機需要接收目標預警區域內的所述交通預警系統或發信機所發出的預警信息才能完成預警功能，同時所述交通預警系統或發信機又要向目標預警區域內的所述交通預警系統或收信機發送己方信息，才能滿足目標預警區域內的所述交通預警系統或收信機實現其預警功能的需要，單臺孤立的所述交通預警系統、發信機或收信機無法獨自實現預警功能；并且，每臺車輛上配備的所述交通預警系統或收信機僅需要接收目標預警區域內的所述交通預警系統或發信機所發出的預警信息就能完成預警功能，其預警功能的實現不需要除所述交通預警系統、發信機或收信機之外的其他設施的輔助。這些工作方式決定了由所述交通預警方法、發信機、收信機以及交通預警系統所組成的交通預警體系的分布式特征。由于只有來自其他車輛、交通設施等交通參與主體的交通預警信息對所述交通預警系統的使用者來說才有預警價值，所以所述交通預警系統雖然同時具有發射無線電信號和接收無線電信號的功能，但所述交通預警系統只接收配備于其他車輛、交通設施上的或獨立布置的所述交通預警系統、發信機發出的無線電信號，而不接收自身發出的無線電信號，實現的方法是根據不同種類的交通預警信息，分別采用合理布置發射天線和接收天線的相對位置、為定向天線選擇合適的`收發方向以及發訊時停止收訊等綜合措施來實現。實施例2:一種交通預警方法，包括如下步驟:步驟101，信息發送方根據交通狀況信息確定并觸發交通預警信息；交通狀況信息是與道路交通狀況、車輛狀況、交通設施、行車條件等有關交通情況抽象化后的信息，比如:交通事故、車輛故障、道路堵塞、交通標志信息、惡劣天氣等等；交通預警信息包括對應各種各樣的抽象的交通狀況信息的預警信息，比如:交通標志信息、交通管制指揮引導信息、交通異常信息、車速信息、交通事故警告信息、車輛故障警戒信息、路面停車警戒信息、車距警示信息、氣象異常信息、道路異常信息、車輛異常信息、行駛狀態信息、特種車輛請求讓行信息、危險品運輸車警示信息、呼救信息。需要說明的是，交通預警信息并不局限于上面所列范圍，只要是與交通狀況有關的或可能影響到駕駛行為的交通情況，都可以抽象并歸類后確定其對應的交通預警信息。上述所說的異常都是相對正常狀態而言的，人們可以通過常識結合交通的常規知識進行判斷；交通狀況信息通過輸入設備獲得，有自動輸入方式，也有手動輸入方式。自動輸入設備可以為:通訊接口、汽車運行狀態采集電路，該采集電路包括:安全氣囊打開信號輸入接口、車速輸入接口、危險報警閃光燈開啟信號輸入接口、發動機故障指示信號輸入接口，比如:交通事故警告信息由車輛在安全氣囊打開時自動輸入；手動輸入設備可以為按鍵、選擇開關等，由使用者手動輸入交通預警信息，比如:交通標志信息、交通管制指揮引導信息由交通管理人員輸入，路面停車警戒信息、特種車輛請求讓行信息由駕駛人輸入，等等。可以理解，交通預警信息不包含交通情況的具體細節，而是對具體交通情況的歸類與共性提取。在接下來各步驟中涉及的交通預警信息，都是一種概括式的預警信息，接收者只是得到抽象的交通預警信息，不能獲取交通預警信息所對應的現場交通情況的具體內容。一條交通預警信息表示了一類交通狀況信息，比如:道路異常信息可以對應:道路擁堵、道路維修、道路障礙等一系列交通狀況信息。同時，一條交通狀況信息也可以對應性確定多個交通預警信息，比如:現場交通事故則可以確定:道路異常信息、交通事故警告信息等交通預警信息。交通預警信息的觸發方式有手動觸發、自動觸發或按時間周期循環觸發，對于使用手動觸發和自動觸發的交通預警信息，在交通預警信息輸入的同時即觸發交通預警信息。
其中手動觸發可以采用按鍵、選擇開關等，通過手動輸入、手動在各種預置的交通預警信息中選擇等方式輸入交通預警信息，所述交通預警信息隨之被觸發；比如:車輛駛入霧區則手動觸發氣象異常信息的交通預警信息；駕駛人及車輛處于困境需要求救時手動觸發呼救信息。
自動觸發可以采用根據某項指標是否合乎標準值的方式來自動觸發交通預警信息，獲取自車輛運行狀態的交通預警信息使用自動觸發。比如:汽車安全氣囊打開會自動觸發交通事故警告信息。按預設的時間周期循環觸發的方式，可以為特定的交通預警信息設定循環觸發的間隔時間，達到預定循環觸發間隔時間則觸發該交通預警信息。比如:安裝于交通標志設施上的發信機達到預定循環觸發間隔時間即觸發交通標志信息。不同條件下觸發的同一種類的所述交通預警信息也會有變化，比如:根據道路交通狀況、天氣情況、車輛種類、自身車輛的類型以及行駛狀態等條件的不同，自動或由使用者手動選擇發出不同警戒距離的所述車距警示信息；步驟102，信息發送方按照預設方式對觸發的交通預警信息進行編碼得到交通預
警基帶信號；其中，對交通預警信息編碼采用現有的編碼技術，對交通預警信息進行編碼，即:將交通預警信息轉換成規定的電脈沖信號，以便通過電信號傳輸。該編碼的預設方式在現有的編碼技術中任意選擇，只要能保證預設方式在編碼和解碼時達到收發雙方共享信息，則可以隨意設定。步驟103，信息發送方使用經編碼得到的交通預警基帶信號對載波進行調制得到已調制交通預警信號；通過調制過程得到的已調制交通預警信號攜帶有交通預警基帶信號，進而也就攜帶了交通預警信息；
為了提高后續步驟中無線電信號傳播環節的抗多徑傳播效應和同頻干擾性能，優選地，調制技術采用編碼正交頻分復用技術(C0FDM)，此技術為現有技術。步驟104，信息發送方使用廣播式的通信方式，將調制得到的已調制交通預警信號通過發射天線以無線電波的形式進行定向或全向的發射；使用廣播式的通信方式是為了實現充分的信息共享，將發送出去的預警信息傳遞給目標預警區域內的全部信息接收方，從而提高預警的可信賴性，防止漏警。該無線電波采用定向或全向的發射方式，定向所選取的方向是以車輛行進的方向作為參照而言的，而全向是指在各個方向上，無線電波的強度是一樣的，沒有方向性，不同的交通預警信息分別采用定向或全向發射是為了提高預警的目標性，減少乃至杜絕虛警和漏警。比如:交通標志信息向來車方向發送，特種車輛請求讓行信息向行車方向發送，而呼救信息的發送則無方向性。需要指出的是，信息發送方在發射無線電波時，按其所攜帶的預警信息的種類的不同，分別選擇使用預先規劃的共用頻道或獨占頻道。比如:交通事故警告信息使用共用頻道發射，交通管制指揮引導信息、交通標志信息使用獨占頻道發射；優選地，為 了使相關電子電路易于處理電子信號，步驟103中的載波選用較低的頻率，然后使用差頻技術，將已調制交通預警信號的載波頻率變換為預先規劃的頻道的頻率；差頻技術采用現有技術實施；無線電波的發射采用現有的技術實施。步驟105，信息接收方接收從特定方向以無線電波的形式傳送來的所述已調制交
通預警信號；特定方向是以車輛行進的方向作為參照而言的，以車輛行進的方向作為參照的不同方向上存在或發生的交通情況對車輛的安全行駛所構成的威脅程度是不一樣的，對應于交通安全預警的目的，有針對性地關注特定方向發送來的交通預警信息可以作出更具可用性的預警，比如，接收前方發出的交通事故警告信息，接收后方發出的特種車輛請求讓行信息，接收所有方向發出的呼救信息等，都是為了提高預警的針對性和可信賴性，減少虛警和漏警情況。優選地，為了使相關電子電路易于處理電子信號，使用差頻技術將接收到的已調制交通預警信號的載波頻率變換為較低的頻率；無線電波的接收采用現有的技術實施。步驟106，信息接收方對已調制交通預警信號進行解調得到交通預警基帶信號；解調采用現有技術實現，通過解調，已調制交通預警信號所攜帶的交通預警基帶信號得到重現。步驟107，信息接收方按照預設方式對交通預警基帶信號進行解碼得到交通預警信息；解碼是編碼的逆過程，使用現有技術實現，解碼的預設方式是與步驟102中編碼的預設方式相對應的方式，通過解碼，將交通預警基帶信號即特定的電脈沖信號轉換成對應的交通預警信息，從而在信息發送方與信息接收方之間實現交通預警信息的傳遞與共孚。
步驟108，信息接收方根據解碼得到的交通預警信息作出相應的預警輸出；預警輸出包括各種顯示或報警，比如:語音播報、文字顯示、圖案顯示、信號燈指示、顏色指示、電信號輸出、空接點輸出、聲音報警、光報警、振動報警等，是駕駛人使用所述交通預警方法獲取預警信息的直接環節。上述預警輸出分為對駕駛人發出的預警輸出和對車載設備發出的預警輸出。對駕駛人發出的預警輸出包括:積極預警，比如:光報警、聲報警，作用是發出告警信號，是一種主動提示行為，能夠以突出的方式引起使用者的關注，并接受具體的信息，它們的啟動對應于信息的到來，解除對應于使用者的指令或預設時間的到達；消極預警，比如:信號燈指示、圖文顯示，不具有主動性，需要使用者自主觀察才能獲取信息，這些預警的生效對應于信息的存在，解除對應于信息的消失。對車載設備發出的預警包括電信號輸出、空接點輸出等，作用是和具有其他功能的車載設備配合、聯動，觸發其進入工作狀態，以實現對行車安全的系統化控制。由于交通預警信息對應于各種各樣的交通情況，道路上存在或發生的不同交通情況對車輛的安全行駛所構成的威脅程度是不一樣的，因此不同交通預警信息對行車安全的重要程度也是有區別的，為此，對應于交通安全預警的目的，和各種預警輸出的不同特點及效果，針對接收到的不同種類的交通預警信息，信息接收方會向駕駛人選擇作出其中一種預警輸出或多種預警輸出的組合，以提高預警的有效性和靈活性，取得最優化的預警效果。實施例3:延續實施例2中的步驟101-107，為了更充分發揮部分對行車安全有直接重大意義的交通預警信息的預警作用，放大預警效果，信息接收方負有在接收到此類交通預警信息后進行中繼轉發的義務，在多個所述信息接收方之間以層次式拓撲結構單向逐層對所述交通預警信息進行多層數的轉發，隨著中繼轉發的逐層進行，此類交通預警信息被進一步傳播到更遠的地方，從而使得接收到轉發信息的信息接收方增加了預警距離，進而獲得更長的預警時間，交通安全預 警帶來的安全效益更加顯著。但是，如果交通預警信息被轉發到無限遠處，該信息的預警價值將降低為零，并對整個預警體系產生負面影響，造成大量虛警，降低預警的可信賴性，因此，為防止中繼轉發的優勢遭到濫用，對針對同一個交通狀況信息的交通預警信息被中繼轉發的最大層數進行限制，從而限制交通預警信息被中繼轉發的最遠傳播距離。該實施例中假定3個信息接收方參與轉發，分別為信息接收方A、信息接收方B、信息接收方C，而預設的最大轉發層數為2 (設定值)，即交通預警信息允許最多被轉發2層。步驟201，信息接收方A接收到已調制交通預警信號，對其解調、解碼僅得到交通預警信息，沒有得到轉發層數，于是可以確定該預警信息的信息發送方發送的該信息是其自身確定并觸發的信息，而不是轉發的信息，即:該交通預警信息沒有被轉發過；步驟202，信息接收方A將得到的交通預警信息與需要轉發的交通預警信息集相比較；如果該交通預警信息包含在需要轉發的交通預警信息集中，則進行步驟203。步驟203，信息接收方A對交通預警信息進行第一次轉發；具體操作為:信息接收方A確定自己為第一次轉發,然后確定自己要發送的轉發層數為I ;
信息接收方A將交通預警信息和轉發層數(I)按照預設方式進行編碼，調制，得到自己需要發送的已調制交通預警信號；信息接收方A使用廣播式的通信方式，將已調制交通預警信號通過發射天線以無線電波的形式進行定向或全向的發射。步驟204，信息接收方B接收到由信息接收方A發送的已調制交通預警信號，對其解調、解碼得到交通預警信息和轉發層數(I);步驟205，信息接收方B將得到的交通預警信息與需要轉發的交通預警信息集相比較，該交通預警信息包含在需要轉發的交通預警信息集中；同時，接收到的轉發層數(I)小于預設的最大轉發層數(2)，于是，進行步驟206。步驟206，信息接收方B對交通預警信息進行第二次轉發；具體操作為:信息接收方B根據接收到的轉發層數(I)確定自己要發送的轉發層數為2 ；信息接收方B將交通預警信息和轉發層數(2)按照預設方式進行編碼，調制，得到自己需要發送的已調制交通預警信號；信息接收方B使用廣播式的通信方式，將已調制交通預警信號通過發射天線以無線電波的形式進行定向或全向的發射。步驟207，信息接收方C接收到由信息接收方B發送的已調制交通預警信號，對其解調、解碼得到交通預警·信息和轉發層數(2)；步驟208，信息接收方C將得到的交通預警信息與需要轉發的交通預警信息集相比較，該交通預警信息包含在需要轉發的交通預警信息集中；但是，接收到的轉發層數(2)等于預設的最大轉發層數(2)，信息接收方C不轉發該交通預警信息。至此完成了對針對同一個交通狀況信息的交通預警信息的預設最大轉發層數的中繼轉發。以此類推，可以實現預設的最大轉發層數為其他數值的情況的中繼轉發。按照這種方式，針對同一個交通狀況信息的交通預警信息被中繼轉發的最大轉發層數是可以被預設的最大轉發層數限制的，因而針對同一個交通狀況信息的交通預警信息經中繼轉發后的最遠傳播距離是可控的，不會出現將一條針對同一個交通狀況信息的交通預警信息傳播到無限遠處的情況，從而保證了交通預警輸出的可信賴性。為了實現步驟201-208的轉發，所述交通預警系統還包括中繼轉發控制組件，該所述中繼轉發控制組件，用于將所述交通預警系統接收到的所述交通預警信息與需要轉發的交通預警信息集相比較，如果所述交通預警信息包含在所述需要轉發的交通預警信息集中，且最大轉發層數設定值大于0，則，進一步，如果所述交通預警系統接收到的所述已調制交通預警信號中不包含轉發層數或轉發層數小于所述設定值，則，所述中繼轉發控制組件控制所述交通預警系統轉發所述交通預警信息并同時發送轉發層數，發送的所述轉發層數為接收到的轉發層數加1，如果所述交通預警系統接收到的所述已調制交通預警信號中不包含轉發層數，則發送的轉發層數為I。
需要說明的是，下一層轉發層數為上一層轉發層數加I的方式只是一個舉例，下一層轉發層數可以根據設定方式在上一層轉發層數的基礎上確定，這都屬于本發明的保護范圍。實施例4:以交通標志牌為例子的發信機一種發信機，如交通標志牌，具有普通道路交通標志牌的用于顯示標志圖案、文字的面板及交通標志的圖案、文字，同時在圖案、文字的背面集成有一個實施例1中所述的發信機和太陽能供電裝置，在標志牌的側面安裝發信機的定向發射天線，天線的方向指向標志牌面板有圖案和文字的一面面對的方向，該交通標志牌能通過無線電波向車輛發送交通標志信息；交通管理人員通過按鍵在預置于發信機內部的交通標志信息中選擇與該交通標志圖案、文字內容一致的交通標志信息作為該發信機的當前工作信息，同時設置循環發訊時間間隔，該間隔優選為10秒，接通電源后收信機即以10秒為間隔定向發送其當前工作信息也就是該交通標志的具體交通標志信息；配備有實施例1中所述收信機或交通預警系統的車輛在駛入該交通標志所發送的已調制交通預警信號的覆蓋范圍內時，收到其發出的交通標志信息，并將該交通標志信息通過圖文顯示器顯示出來，同時黃色指示燈閃亮，以引起駕駛人注意其顯示的交通標志信息。如果收信機或交通預警系統收到的是對行車安全有直接重大意義的交通標志信息，還通過蜂鳴器發出提示音，可選地，收信機或交通預警系統還可以將接收到的交通標志信息用語音播報給駕駛人；太陽能供電裝置采用現有技術實現；此交通標志牌通過無線電波以廣播式的通信方式將其交通標志信息發送給車輛上的所述交通預警系統或收信機，實現交通標志設施通過無線電波向車輛上的接收裝置傳遞其交通標志信息并顯示或用語音播報給駕駛人，且，對應于收到的指定種類的交通標志信息，接收裝置發出主動告警信號；此交通標志牌能拓寬交通標志信息的傳播途徑、增加交通標志信息的傳播距離、提高交通標志信息的傳播效果，改善交通標志設施對交通行為的引導、限制、警告或指示作用，更好地保障行車安全和道路暢通。接下來，本發明將通過一個結構更為具體的裝置來詳細描述該實施例1中所述的交通預警系統:實施例5:一種交通預警系統，功能上分為如下模塊(圖1所示)，電源模塊，輸入模塊2，信息處理、控制模塊3，調制解調模塊4，無線電發射與接收模塊(射頻模塊)5，輸出模塊6。在該系統中，第一處理組件、第二處理組件、中繼轉發控制組件合成為信息處理、控制模塊3，調制組件和解調組件合成為調制解調模塊4，發射組件和接收組件合成為無線電發射與接收模塊(射頻模塊)5，輸入與觸發組件即輸入模塊2，輸出組件即輸出模塊6。各功能模塊的電路構成和具體工作方式如下:所述電源模塊提供給所述交通預警系統所需的工作電源，由12V直流電源輸入接口、12V/5V電壓變換電路、可充電鋰電池、鋰電池充電控制電路組成。電源模塊從汽車保險盒里的獨立回路接出12V直流電源，供 所述交通預警系統運行所需的電源以及所述可充電鋰電池的充電電源，在車輛發生事故而導致所述交通預警系統失去12V直流電源等的異常情況下，由所述可充電鋰電池為其供電，以保證事故信息可靠地對外發送。所述輸入模塊2由鍵盤、車輛狀態信息采集接口電路組成。鍵盤包括事故發訊、車輛故障發訊、氣象異常發訊、道路異常發訊、行駛狀態異常發訊、特種車輛請求讓行發訊、危險品運輸車發訊、呼救發訊等發訊啟動按鍵和停止發訊、聲光告警信號解除等按鍵，用于使用人手動干預所述交通預警系統的工作。所述車輛狀態信息采集接口電路包括車速輸入接口、安全氣囊打開信號輸入接口、危險報警閃光燈開啟信號輸入接口、發動機故障指示信號輸入接口，所有輸入接口電路均使用光耦隔離電路以防止外部干擾信號的竄入。所述輸入模塊2的功能是控制所述交通預警系統的發訊、停訊、告警信號消音等。所述信息處理、控制模塊3由微型處理器、存儲器及輔助電路組成，負責處理所述輸入模塊2輸入的信息并將其輸出到所述調制解調模塊4，同時還處理所述調制解調模塊4傳輸來的信息并將其傳輸給所述輸出模塊6，如果收到的信息是與行車安全直接相關的警告類信息，所述信息處理、控制模塊3將立即控制所述系統自動中繼轉發該警告類信息，以增加該警告類信息的警戒距離。所述信息處理、控制模塊3還負責所述交通預警系統的運行控制。所述調制解調模塊4由調制、解調電路和中頻發生器電路等組成，負責將所述信號處理模塊3傳來的數據對中頻信號(優選地，所述中頻信號的頻率選用30MHz)調制并傳輸給所述無線電發射與接收模塊(射頻模塊)5，同時還解調所述無線電發射與接收模塊(射頻模塊)5接收到射頻信號后生成的中頻信號并將解調出來的數據傳輸到所述信號處理模塊3。信號的調制、解調方式采用編碼正交頻分調制(C0FDM)，以提高抗多徑傳播效應和同頻干擾性能。所述無線電發射與接收模塊(射頻模塊)5包括射頻收發電路、天線，負責將所述調制解調模塊4傳輸來的已調制中頻信號與射頻本振信號(優選地，選用厘米波段)差頻后由所述天線發射出去，同時還將所述天線接收到的射頻信號差頻為中頻信號并傳輸給所述調制解調模塊4。所述天線具有方向性，由前向天線和后向天線組成，后向天線是發射天線，用于所述交通預警系統向車輛的后方發送信息，前向天線是接收天線，用于接收前方車輛發出的信息。所述輸出模塊6由輸出接口、液晶顯示器、指示燈、音頻驅動電路及揚聲器組成，負責顯示或用語音播報所述交通預警系統接收并經各模塊電路處理后的信息、顯示所述交通預警系統的工作狀態、對應于接收到的警告類信息發出聲光告警信號以及通過所述輸出接口啟動可選的聯動設備(如紅外攝像機、前向雷達、防碰撞系統、自動駕駛系統等)，實現交通安全早期預警系統與車輛安全控制、緊急處置系統之間的配合，進而達致交通安全干預效果的最優化。所述輸出接口電路使用光耦隔離電路以防止外部干擾信號的竄入。所述交通預警系統啟動發訊的方式包括根據預設的車輛狀況條件自動啟動發訊、由使用者手動啟動發訊、按預設的時間周期循環啟動發訊。相互獨立的所述交通預警系統個體之間通過無線電波，以廣播式的通信方式傳遞信息；對載波的調制方式，優選地，使用編碼正交頻分調制(C0FDM)，以提高抗多徑傳播效應和同頻干擾性能；按所發送預警信息類別的不同，分別選擇通過預先規劃的共用頻道或獨占頻道發訊。
所述交通預警系統接收到的信息經內部邏輯判斷處理后由指示燈或顯示屏顯示或用語音播報給使用人，接收到特定種類的信息(優選地，接收到與行車安全直接相關的警告類信息)時，所述交通預警系統立即向使用人發出聲光告警并自動中繼轉發該警告類信息，以增加其警戒距離，目標預警區域內的所述交通預警系統組成的分布式預警體系在中繼轉發一條具體的所述信息時，其最大轉發層數受人為預先設定的數值的限制(目的是限制預警信息向遠方傳遞的最遠距離，以免造成虛警)。在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，本實施例還可以在不脫離本發明宗旨的前提下做出各種變化，例如:所述交通預警系統既可以制造成信息接收功能、信息發送功能于一體的裝置，也可以制造成信息發送功能、信息接收功能分體的裝置，即發信機、收信機；所述交通預警系統可以制造成單獨的裝置，安裝或置放于車輛和交通設施上，或獨立布置，也可以與車輛控制系統、車載電腦、防碰撞系統、自動駕駛系統、導航設備、行車記錄儀、倒車雷達、警報器、其他車載設備、交通設施特別是交通標志設施等的原有功能融合在一起，制造成多功能設備；載波信號的調制方式也可以采用其他適合的調制方式；載波的頻率可以選用有關機構批準的合適頻率。顯然，本領域的普通技術人員應該明白，上述幾個實施例所描述的本發明的各模塊或各步驟可以用通用的 計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的普通技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種交通預警方法，其特征在于，包括: A.信息發送方根據輸入的交通狀況信息確定并觸發與所述交通狀況信息相對應的交通預警信息，所述交通預警信息通過自動觸發、手動觸發或按時間周期循環觸發； B.所述信息發送方將所述交通預警信息按照預設方式進行編碼，得到交通預警基帶信號，使用所述交通預警基帶信號對載波進行調制得到已調制交通預警信號； C.所述信息發送方使用廣播式的 通信方式，將調制得到的已調制交通預警信號通過發射天線以無線電波的形式進行定向或全向的發射； D.信息接收方接收從特定方向以無線電波的形式傳送來的已調制交通預警信號； E.所述信息接收方對所述已調制交通預警信號進行解調得到交通預警基帶信號； F.所述信息接收方按照預設方式對所述交通預警基帶信號進行解碼，得到所述交通預θ I R >ι ι'， G.所述信息接收方根據解碼得到的所述交通預警信息作出相應的預警輸出。
2.根據權利要求1所述的交通預警方法，其特征在于， 在F之后，所述交通預警方法還包括: H.所述信息接收方將所述交通預警信息與需要轉發的交通預警信息集相比較，如果所述交通預警信息包含在所述需要轉發的交通預警信息集中，則， 1.在多個所述信息接收方之間以層次式拓撲結構單向逐層對針對同一個交通狀況信息的所述交通預警信息進行多層數的中繼轉發，所述交通預警信息被中繼轉發的最大層數為設定值。
3.根據權利要求2所述的交通預警方法，其特征在于， 每一個處在權利要求2中所述層次式拓撲結構中的所述信息接收方在中繼轉發所述交通預警信息的同時還發送轉發層數； 位于下一層上的所述信息接收方在通過無線電接收、解調、解碼得到中繼轉發來的所述交通預警信息的同時還得到轉發層數； 位于所述層次式拓撲結構中不同層上的所述信息接收方所發送的所述轉發層數均不同，而位于同一層上的所述信息接收方所發送的所述轉發層數則相同，所述信息接收方發送的所述轉發層數為位于上一層上的所述信息接收方發送的轉發層數加1，位于第一層上的所述信息接收方發送的轉發層數為I ; 如果所述信息接收方接收到的轉發層數等于所述設定值，或如果所述設定值為O，則所述信息接收方不轉發所述交通預警信息。
4.根據權利要求1-3任一項所述的交通預警方法，其特征在于， 所述交通預警信息包括以下任一種:交通標志信息、交通管制指揮引導信息、交通異常信息、車速信息、交通事故警告信息、車輛故障警戒信息、路面停車警戒信息、車距警示信息、氣象異常信息、道路異常信息、車輛異常信息、行駛狀態信息、特種車輛請求讓行信息、危險品運輸車警示信息、呼救信息； 和/或， 所述預警輸出包括以下一種或多種:語音播報、文字顯示、圖案顯示、信號燈指示、顏色提示、電信號輸出、空接點輸出、聲音報警、光報警、振動報警。
5.一種采用權利要求1-4任一項的交通預警方法的發信機，其特征在于，包括:輸入與觸發組件、第一處理組件、調制組件、發射組件； 所述輸入與觸發組件，用于提供輸入交通狀況信息的輸入界面，并根據輸入的所述交通狀況信息確定并觸發與所述交通狀況信息相對應的交通預警信息，所述交通預警信息通過自動觸發、手動觸發或按時間周期循環觸發； 所述第一處理組件，用于將所述交通預警信息按照預設方式進行編碼，得到交通預警基帶信號； 所述調制組件，用于使用所述交通預警基帶信號對載波進行調制得到已調制交通預警信號; 所述發射組件，用于將調制得到的已調制交通預警信號，使用廣播式的通信方式，通過發射天線以無線電波的形式進行定向或全向的發射。
6.根據權利要求5所述的發信機，其特征在于， 所述輸入與觸發組件包括以下一種或多種:按鍵、選擇開關、通訊接口、汽車運行狀態采集電路，所述汽車運行狀態采集電路包括以下一種或多種:安全氣囊打開信號輸入接口、車速輸入接口、危險報警閃光燈開啟信號輸入接口、發動機故障指示信號輸入接口。
7.一種采用權利要求1-4任一項的交通預警方法的收信機，其特征在于， 包括:接收組件、解調組件、第二處理組件和輸出組件； 所述接收組件，用于接收從特定方向以無線電波的形式傳送來的已調制交通預警信 號; 所述解調組件，用于對所述已調制交通預警信號進行解調得到交通預警基帶信號； 所述第二處理組件，用于按照預設方式對所述交通預警基帶信號進行解碼，得到所述交通預警信息，并根據得到的所述交通預警信息作出相應的預警輸出指令； 所述輸出組件，用于根據所述預警輸出指令輸出相應的預警輸出。
8.根據權利要求7所述的收信機，其特征在于， 所述輸出組件包括以下一種或多種:語音播報組件、指示燈、圖文顯示器、電信號輸出組件、空接點輸出組件、聲音報警組件、光報警組件、振動報警組件。
9.一種采用權利要求1-4任一項所述的交通預警方法的交通預警系統，其特征在于， 包括:如權利要求5或6所述的發信機、如權利要求7或8所述的收信機； 所述交通預警系統將所述發信機和所述收信機的功能和組件融合為有機的統一體。
10.根據權利要求9所述的交通預警系統，其特征在于， 還包括中繼轉發控制組件； 所述中繼轉發控制組件，用于控制所述交通預警系統對指定的所述交通預警信息進行有最大轉發層數限制的中繼轉發。
11.根據權利要求9或10所述的交通預警系統，其特征在于， 所述中繼轉發控制組件將所述交通預警系統接收到的所述交通預警信息與需要轉發的交通預警信息集相比較，如果所述交通預警信息包含在所述需要轉發的交通預警信息集中，且最大轉發層數設定值大于0，則，進一步，如果所述交通預警系統接收到的所述已調制交通預警信號中不包含轉發層數或轉發層數小于所述設定值，則，所述中繼轉發控制組件控制所述交通預警系統轉發所述交通預警信息并同時發送轉發層數，發送的所述轉發層數為接收到的轉發層數加1，如果所述交通預警系統接收到的所述已調制交通預警信號中不包含轉發層數，則發送的轉發 層數為I。
全文摘要
本發明涉及一種交通預警方法、發信機、收信機及交通預警系統，屬于交通安全領域，通過自動或手動或按時間周期循環觸發，使用信息處理、無線電收發、定向天線、廣播式通信、中繼轉發、報警顯示等技術處理并傳遞交通預警信息，拓寬傳播途徑、改進傳播方式、延長傳播距離、提高傳播的有效性和信息的主動性，實現道路交通各主體之間充分的信息共享，為車輛駕駛人提供在異常情況形成現實危險之前的、預警距離最遠達公里級的、預警時間最長達分鐘級的交通安全早期預警；同時實現交通標志設施通過無線電波向車輛上的接收裝置傳遞其交通標志信息并輸出給駕駛人，且，可選地，對應于收到的指定種類的交通標志信息，所述接收裝置發出主動告警信號。
文檔編號H04H20/55GK103236171SQ201310157278
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月28日 優先權日2013年4月28日
發明者李巧妹, 李慶忠 申請人:李慶忠