基于物联网的公路全息感知系统

温湿度传感器
加速度传感器
角速度传感器
六轴加速度传感器
基于地磁传感器的车 流量检测系统
地磁传感器
压电传感器
基于压电传感器的车辆超 重检测系统
基于加速度功率谱密度的路面平整度检测系统
检测方法 三米直尺法 水准仪法 手推式断面仪法 车载式颠簸累积仪法
常见路面平整度检测方法比较
准确性
检测效率 检测成本 智能水平
基于地磁传感器的车流量 检测系统
基于车载加速度传感器的 路面平整度快速检测系统
基于加速度传感器的防撞 栏碰撞感知及自报警系统
基于压电传感器的车辆超 重检测系统
基于手机终端的公路状况 监测汇报系统
基于UAV无人机的路面损坏 检测系统
基于图像识别的交通状态 采集及可视度分析系统
温湿度感知、薄冰预警 交通流量检测
高速公路全息感知系统
——智慧高速公路3.0
2016.09.22
杜豫川 教授、博士生导师
主要研究方向：智能交通基础设施、智慧停车、枢纽 智能管理 教育部“新世纪优秀人才”、交通部“交通青年科技英 才”、上海市“浦江人才” 剑桥大学、香港大学访问学者 全国大学生交通科技大赛 秘书长
嘉定校区交通运输工程学院628室 电话: 69585712 手机: 13817929645 Email: ycdu@tongji.edu.cn
交通状态重构 路面状况重构 事故现场定位 公路环境重构
• 智慧分析
服务性能评估
驾驶安全预警
行驶舒适评估
养护修补建议
大数据时代
生态驾驶措施
2008
2015
基于物联网的高速 公路全息感知系统
• 无线局域网络 • 无线远程网络 • 有线传输网络 • 线路供电 • 太阳能供电 • 道路能量采集 • 蓄电池供电
检测周期
环境要求 信息化水平
精确
低
低
低
长
低
低
精确
低
较低
低
长
低
低
准确
一般
一般
一般
一般
低
一般
一般
Hale Waihona Puke Baidu
高
较低
高
一般
高
较高
车载式激光平整度检测仪法
准确
高
高
高
一般
较低
较高
差
一般
良
优
基于加速度功率谱密度的路面平整度检测系统
数据采集设备
可触控式车载终端
中心机信息处理系统
Zigbee短程 无线通讯模块
天线
系统板
3.6V小型蓄电池 三轴加速度传感器
路政管理部门 公路养护维修部门 交警大队 驾驶员及乘客 安检部门 急救部门 政策制定部门 …
多源数据库 数据融合 定向重构
响应部门
事故处理部门 信息分析部门
公路养护部门 设施管理部门
交通管理部门 信息分析部门 交通管理部门、公路养
护部门 设施管理部门、交通管
理部门
系统类别
系统功能
基于温湿度传感器的 公路薄冰预警系统
安全指标
基于手机终端的公路状 况监测汇报系统
手机终端
基于UAV无人机的路面损坏检测系统 四翼自稳航模
基于视频识别技术的 交通流状态采集系统
视频设备
基于图像识别技术的行 驶可视度分析系统
基于温湿度传感器的 公路薄冰预警系统
基于车载加速度传感器的路面平整度 快速检测系统
基于加速度传感器的防撞 栏碰撞感知及自报警系统
• 功能特点： 1.拍摄照片； 2.记录当前拍摄照片的时间、地点、设备信息； 3.用户编辑描述信息； 4.上传照片及以上所有相关信息至数据中心。
• 操作简便 A.用户只需打开APP，选景拍摄，软件会自动记录 用户当前所在位置 B.点击上传即可将照片信息上传至中心平台
基于四旋翼无人飞行器高速公路进出口收费站流线分析
路面平整度测量、桥头跳车评价 防撞栏状态监控及碰撞报警 车辆轴重测量，超载预警 交通状况、道路损坏状况等
交通流状况、路面损坏状况等 温度场、驾驶可视度、交通流状态
测量
设备需求
温度传感器 湿度传感器 地磁传感器 角速度传感器 加速度传感器 压电传感器
手机终端 四翼无人机
视频技术
评价指标
气候指标 交通流指标 路面状况指标
短程 无线 传输 DSRC
大规模不停 车收费的数 据交互网络 构建与应用
第三代智慧公路
基于物联网的高速 公路全息感知系统
发展主航标“四个交通”
• 全息感知
多传感器数据采集
综合交通，智慧交通 平安交通，绿色交通
人机交互数据协调 动态广域数据获取
• 多维重构
综合交通：公路环节
• 基础：智慧公路 • 目标：平安公路 • 效益：绿色公路
节假日服务口数 目变更影响分析
基于四旋翼无人飞行器的高速公路路面损坏调查
飞行高度 飞行时间 飞行速度 拍摄分辨率 镜头焦距 续航时间
技术指标
≤120m 20-25分钟 0-60 km/h
1080p 21mm（等效135mm相机）
20-25分钟/每节电池
基于四旋翼无人飞行器高速公路进出口收费站流线分析
收费站服务水平 现状评价
相机标定 视频防抖 车辆追踪
车辆轨迹 提取
排队论理论
智慧交通，与综合交通、绿色交通、平安交通一同，组成 “四个交通”，成为了我国未来交通事业推进的主要方向。
智始于知,慧始于行。全方位、多层次的感知能力，是公路 智能化的前提。
基于物联网技术的公路全息感知系统，利用多种传感技术， 结合先进的数据分析方法与物联网技术，实现了公路管理的信 息化、自动化、智能化。
全息感知 多维重构 智慧分析
路面平整度 路面损坏检测 交通流数据 行车荷载信息 道路环境信息
交通状态重构 路面损坏重构 事故现场定位 公路环境场重构
危险状况预警 护栏事故分析 超载超重报警 行驶质量预估 路面损坏分析 交通状态预测
三轴加速度数据 移动终端图像数据 四旋翼航拍数据 地磁传感器数据 压电传感器数据 六轴加速度数据 温度传感器数据 湿度传感器数据 雨水传感器数据 视频传感器数据 烟雾传感器数据
Zigbee短程 无线通讯模块
天线
系统板
3.6V小型蓄电池
加速度数据库
Zigbee短程 无线传输
REAL 210开发板
3G远程模块 数据存储 初始数据
角速度传感器
三轴加速度传感器
GPS 数据库
GPS设备
卫星
3G远 程发送
数据接收服务器 数据预处理软件
模型计算
信息发布终端
地理坐标修正及地 图匹配
基于手机终端的公路状况监测汇报系统
人 HUMAN
时间 TIME
环境 HUMAN
空间 SPACE
路 ROAD
状态 STATUS
第一代智慧公路
发 展 水 平
应急电话 基于线圈的交通流
数据数据采集
智慧公路发展
第二代智慧公路
便捷 安全
环保 便捷
高效 舒适
安全
十一五国家科技支撑计划重大专项课题： 国家高速公路联网不停车收费和服务系统
公路通讯 智能收费 视频监控 有线传输