基于车联网技术的客车道路自动限速控制系统研究与开发

周伟涛

【摘要】 本文总结了客车运输企业在对车辆行驶速度管理上的不同方式，以及对应的技术手段的演变过程。提出了基于车联网技术的道路自动限速控制系统的实现方法和优势，通过车载设备和can总线交互，实现对车辆的速度的自动控制，把车速管理从超速提醒转变到限速控制，同时，结合车联网技术和感知技术为道路安全提供更有效的解决方案。

【关键词】 道路运输安全 超速报警 行驶记录仪 道路自动限速控制系统

一、前言

本文围绕超速行驶的科学管理问题，从车联网技术、感知技术、CAN总线技术结合应用，从车速安全管理的技术演变和政策法规的角度分析，探讨如何做好车辆行驶速度的安全可控，为企业安全运营提供技术保证。

二、车速安全管理的技术演变

车速管理设备产品分为信息型和被动型、电子限速装置、道路自动限速控制系统。

2.1 信息型和被动型

信息型和被动型是指系统可以设置所有道路统一行驶速度、或者通过电子围栏设定特定区域行驶速度，系统实时获取并记录车辆行驶超速报警的时间、地点、速度等关键信息，当车辆行驶速度超过设定值时，通过声音提醒驾驶员或向监控中心管理人员告警。这种方式最大的特色就是提醒或报警，事后管理培训环节的工作比较多，无法主动干预车速控制，管理效果上来看具有滞后性和被动性。

2.2 电子限速装置

电子限速装置包括两种类型，最高车速限制装置和可调车速限速装置。目前，整车限速都是由发动机ECU控制方式实现。

根据工信部联产业【2011】632号文规定：“公路客车、旅游客车均应装置具有卫星定位功能的行驶记录仪，应装备限速装置，且限速装置设定的最高时速不得超过100公里，并在9月1日起执行”。与此同时，《GB 24407-2012 专用校车安全技术条件》“专用校车应安装符合GB/T 24545规定的限速装置，出厂时调定的最高车速应不大于80km/h”。在机动车行业近似于“宪法级别”的标准《GB 7258-2012 机动车运行安全技术条件》中也明確规定“公路客车、旅游客车和危险货物运输车及车厂大于9m的未设置乘客站立区的公共汽车应具有限速功能，否则应配备限速装置”。

2.3 道路自动限速控制系统

道路自动限速控制系统采用车联网技术和主动限速技术，可通过GPS和电子围栏设置不同路段的最高时速，同时借助智能技术及时检测外部环境变化，主动限制发动机的输出功率，实现对最高车速的限制，确保车辆在特殊路段和恶劣气候环境下能在安全车速以内行驶，让客车远离因超速引发的交通事故。

系统通过直接车速控制的方式就可以实现与发动机类型、变速箱、后桥主减、轮胎参数无关，整体的控制精度以及调节品质远高于国家GB/T 24545标准的要求。标准所规定的控制精度如图1所示：

本文实现的道路自动限速控制系统的效果如图2所示：

三、基于车联网技术的客车道路自动限速控制系统的设计与开发

3.1 系统架构

如图3所示，系统分为三层设计，终端层由车展终端、控制器和客车；业务层由通信网关、业务服务器、web服务器和数据服务器及数据库组成；展现层包括最高限速控制、区域限速控制以及环境限速控制等应用组成。

车载终端主要负责GPS/北斗信息采集、CAN总线数据采集以及与远程后台系统进行通信，将采集到的信息传输到云端存储。另一方面，车载终端通过串口与控制器通信，将中心下发的控制策略传输给控制器模块，同时，接受控制器模块反馈的控制指令的状态信息。控制器通过CAN总线与发动机ECU通信，完成控制策略所表达的控制指令，从而实现对车速的控制。通信网关主要负责和车载终端建立远程通信链接，并负责和车载终端之间的上行和下行数据传输以及协议转换。通信网关的关键技术在于满足海量终端的接入负载，能够支持分布式部署。业务服务器主要处理车联网应用中各种业务功能，如超速报警、限速策略设置等等。数据服务器主要处理车联网系统中海量数据的存储，通过分库分表技术、大文件处理技术、以及统一数据接口访问层设计来支撑大数据的处理和应用。

应用层主要是用户操作展示设计，该系统设计了简单易用的系统界面，主要包括最高限速控制、区域限速控制和环境限速控制。最高限速控制是根据政策法规对不同车型设定法规要求的最高车速；区域限速控制是根据用户运营路线的不同情况设定不同的行车速度值，如弯道限速40km/h，隧道限速60km/h；环境限速控制主要结合天气条件、时间因素实现智能限速，如夜间行车则会将速度控制在平时速度的80%，下雨天也降调低最高车速，从而实现智能化限速。

3.2 系统优势

（1）主动限速：道路自动限速控制系统在传统电子围栏限速报警的基础上，结合车速自动控制功能模块，在车速接近限制速度区域时主动限速，使车辆无法超过该区域的限速值。（2）智能限速：根据环境和路况远程调整时速限制，在危险路段、事故多发路段和恶劣环境（暴雨、沙尘、大雾等）下，自动限速控制系统能够实现远程安全时速限制，保障行车安全。

四、结束语

系统可以通过车联网的各类信息更进一步挖掘潜力，对于危险路段以及各种恶劣天气情况动态调整限速的数值。同时系统更能够根据驾驶时间长短、驾驶员的疲劳程度、道路的曲率半径等信息智能地改变限速值以更好地保证行车的安全，是运用车联网技术为道路安全提供的更加智能、更加可靠、更加完善的解决方案。