專利名稱：一種基于車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下公交車在公交站點(diǎn)安全預(yù)警方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種公交車站點(diǎn)的智能輔助控制方法。
背景技術(shù)：
城市公交站點(diǎn)是城市道路的基礎(chǔ)設(shè)施，是公交車與服務(wù)對(duì)象乘客建立的聯(lián)系，因此保證公交站點(diǎn)的公交安全具有重要意義。公交站點(diǎn)附近往往等候公交出行公眾較多，車輛密集，公交車在進(jìn)入站點(diǎn)和出站重新匯入車道過程中，容易與原車道行駛的車輛發(fā)生交織，嚴(yán)重時(shí)引發(fā)事事故。為方便乘客乘車及零距離換乘，不同公交線路的站點(diǎn)常常設(shè)置在一起，這往往會(huì)造成公交車在公交站點(diǎn)前大排長(zhǎng)龍的現(xiàn)象，前車還未出站，后車接踵而至，造成公交車在公交站點(diǎn)?？繜o秩序，后面公交完成停靠服務(wù)后還沒等前面公交完成?？糠?wù)離站就超越其駛出站臺(tái)，不僅影響公交車輛的運(yùn)行效率，而且存在較大的安全隱患。此外， 行人和乘客的不良交通行為對(duì)公交車安全?？糠浅２焕?例如乘客站到了站臺(tái)的停車道上候車，成為公交事故的誘因。因此，以上的情況都將導(dǎo)致公交車行駛在公交站點(diǎn)的危險(xiǎn)性提尚。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有公交車站點(diǎn)的無智能控制、存在安全隱患的不足，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)智能安全預(yù)警、有效消除安全隱患的基于車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下公交車在公交站點(diǎn)安全預(yù)警方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種基于車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下公交車在公交站點(diǎn)安全預(yù)警方法，所述車聯(lián)網(wǎng)包括車輛智能終端、路邊基座和公交安全信息服務(wù)中心，所述車輛智能終端包括信息采集模塊，用以使用定位系統(tǒng)、傳感器及微處理器來獲得車輛運(yùn)行信息；無線通訊模塊，用以使車輛信息系統(tǒng)與公交安全信息中心系統(tǒng)進(jìn)行單向或雙向通訊；信息處理模塊，用以處理來自車載數(shù)據(jù)庫和通訊系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并結(jié)合地理信息系統(tǒng)技術(shù)，給駕駛員提供人機(jī)接口 ；安全狀態(tài)判別模塊，用以依照信息處理模塊的結(jié)果，對(duì)安全狀態(tài)進(jìn)行判別并能夠接收車輛上電子控制單元的命令，使車輛具有狀態(tài)識(shí)別和自身故障診斷功能；顯示報(bào)警模塊，用以根據(jù)安全狀態(tài)判別模塊的結(jié)果，將得到危險(xiǎn)警告信息進(jìn)行發(fā)布；所述車輛智能終端與路邊基通信連接，所述路邊基與所述公交安全信息服務(wù)中心通信連接；所述安全預(yù)警方法包括當(dāng)公交車減速進(jìn)站時(shí)，采用超聲波傳感器檢測(cè)從本車后面對(duì)角線方向，如果公交駕駛員打轉(zhuǎn)向信號(hào)準(zhǔn)備換道行駛，但有車從此方向接近并超過設(shè)定安全距離時(shí)，通過車輛智能終端的識(shí)別將發(fā)出警告；當(dāng)公交車加速離站時(shí)，超聲波傳感器檢測(cè)換入車道本車前方對(duì)角線方向的正在接近的公交車的車輛，當(dāng)距離超過設(shè)定安全距離時(shí)通過車輛智能終端的識(shí)別將發(fā)出警告。進(jìn)一步，所述安全預(yù)警方法還包括在公交車輛內(nèi)安裝視頻檢測(cè)傳感器，用于輔助駕駛員檢測(cè)公交站點(diǎn)內(nèi)的狀況，通過公交站點(diǎn)內(nèi)移動(dòng)行為進(jìn)行采樣信號(hào)檢測(cè)，包括行人和車輛存在是否影響當(dāng)前公交車輛進(jìn)站，檢測(cè)的信息通過總線系統(tǒng)傳遞給信息處理模塊，信息處理模塊基于移動(dòng)檢測(cè)原理的危險(xiǎn)行為判斷識(shí)別算法和人臉識(shí)別算法對(duì)影響公交車輛?？康能囕v和行人進(jìn)行識(shí)別跟蹤，并通過安全狀態(tài)識(shí)別模塊對(duì)決策信息進(jìn)行安全狀態(tài)的判別，得出危險(xiǎn)警告信息，危險(xiǎn)警告信息在車載內(nèi)部網(wǎng)下通過顯示報(bào)警單元發(fā)布，駕駛員得到
報(bào)警信息。再進(jìn)一步，公交安全信息中心通過廣域無線通信技術(shù)進(jìn)行信息收發(fā)，并將所述危險(xiǎn)警告信息通過電子站牌發(fā)布，公交電子站牌上的報(bào)警器被激活，警示影響公交車輛進(jìn)站的行人和車輛。更進(jìn)一步，所述安全預(yù)警方法還包括當(dāng)多輛公交車同時(shí)到達(dá)站點(diǎn)時(shí)，通過車輛智能終端中的無線通信模塊，公交車輛之間的運(yùn)行狀況能夠通過車-車通信方式實(shí)現(xiàn)信息共享，同時(shí)車載智能終端能夠?qū)卉嚽昂缶嚯x進(jìn)行探測(cè)，如果跟馳公交車輛行駛速度超過有序進(jìn)站的預(yù)設(shè)界限時(shí)，根據(jù)安全判別模塊中安全跟車模型測(cè)算，跟馳進(jìn)站公交車?yán)脗鞲衅餍畔?duì)前方車輛和車距的檢測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)安全車距不足時(shí)，及時(shí)向駕駛員發(fā)出報(bào)警提示。所述安全預(yù)警方法還包括當(dāng)公交站點(diǎn)有交通事故發(fā)生時(shí)，駕駛員通過車載智能終端中的人機(jī)接口，將公交站點(diǎn)的異常狀況輸入人機(jī)耦合單元，并通過無線通信和路邊基實(shí)現(xiàn)的車-路通信，并發(fā)送到公交安全信息服務(wù)中心，所述公交安全信息服務(wù)中心生成應(yīng)急方案，并將道路交通安全信息心通過廣域無線通信技術(shù)發(fā)送給途經(jīng)該公交站點(diǎn)的公交車輛。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)智能安全預(yù)警、有效消除安全隱患；減少公交車輛換道進(jìn)站與出站與其他車輛發(fā)生碰撞，保證公交有序進(jìn)站，減少公交車在公交站點(diǎn)延誤，實(shí)時(shí)檢測(cè)公交站點(diǎn)安全狀況，便于公交安全運(yùn)行管理。


圖1是公交站臺(tái)的車輛網(wǎng)的示意圖。圖2是車載智能終端的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參照?qǐng)D1和圖2，一種基于車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下公交車在公交站點(diǎn)安全預(yù)警方法，所述車聯(lián)網(wǎng)包括車輛智能終端、路邊基座和公交安全信息服務(wù)中心，車載智能終端主要包括定位模塊、信息采集模塊、信息處理模塊、安全狀態(tài)判別模塊、無線通訊模塊和顯示報(bào)警模塊。信息采集模塊使用定位系統(tǒng)、傳感器及微處理器來獲得車輛各部件運(yùn)行信息；無線通訊模塊使車輛信息系統(tǒng)與公交安全信息中心系統(tǒng)進(jìn)行單向或雙向通訊，使駕駛員和信息中心都能知道當(dāng)前信息和其他服務(wù)性信息；信息處理模塊處理來自車載數(shù)據(jù)庫和通訊系統(tǒng)的數(shù)據(jù)， 并結(jié)合地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，簡(jiǎn)稱GIS)技術(shù)和專門用戶程序， 給駕駛員提供良好的人機(jī)接口 ；控制決策模塊能夠?qū)π畔⑻幚砟K的相應(yīng)的結(jié)果對(duì)其安全狀態(tài)的判別并能夠接收車輛上電子控制單元的命令，使車輛具有簡(jiǎn)單的狀態(tài)識(shí)別和自身故障診斷功能。顯示報(bào)警模塊根據(jù)控制決策的結(jié)果，將得到危險(xiǎn)警告信息進(jìn)行發(fā)布。同時(shí)在路邊設(shè)置以無線數(shù)據(jù)通信、信息存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)為主要功能的路邊基(Roadside Unit，簡(jiǎn)稱RSU)，各個(gè)路邊基站儲(chǔ)存相關(guān)站點(diǎn)信息以及道路靜態(tài)屬性，并能通過無線通信或光纜等有線通信介質(zhì)與公交安全信息服務(wù)中心建立通信連接。公交車輛聯(lián)網(wǎng)包括2個(gè)部分；①在車輛上安裝車載智能終端并通過信息傳感設(shè)備與車輛設(shè)備連接起來，實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)控和管理，即車載內(nèi)部網(wǎng)。車載內(nèi)部網(wǎng)使用汽車現(xiàn)場(chǎng)總線作為基本通信總線，如汽車CAN(Controller Area Network)總線、LIN(Local Interconnect Network)總線，可采用總線型與星型相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接傳感器，通過車載網(wǎng)絡(luò)可進(jìn)行汽車控制以及實(shí)現(xiàn)車內(nèi)數(shù)據(jù)交換和信息共享相應(yīng)的無線通信模塊可作為一個(gè)無線接口被搭建在汽車總線系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上，數(shù)據(jù)可在內(nèi)部總線系統(tǒng)網(wǎng)上傳輸。②用移動(dòng)通信技術(shù)把車載終端與外部網(wǎng)絡(luò)連接起來，實(shí)現(xiàn)公交車輛間、公交車輛和路邊基站之間的信息交換，即車輛外部網(wǎng)。車輛外部網(wǎng)交互的數(shù)據(jù)可通過廣域無線通信技術(shù)，如副信道調(diào)頻廣播、CDPD技術(shù)、GSM/GPRS技術(shù)進(jìn)行收發(fā)，同時(shí)采用局域無線通信技術(shù)，如專用短程通信 DSRC，主要應(yīng)用于路邊基通過專用DSRC (Dedicated Short Range Communication)儲(chǔ)存接收周圍車輛的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息、相關(guān)站點(diǎn)信息和道路屬性信息，同時(shí)進(jìn)入路邊基無線射頻覆蓋范圍內(nèi)的公交車輛接收相關(guān)站點(diǎn)的信息，道路屬性數(shù)據(jù)等。預(yù)警方法說明如下(1)公交車輛減速進(jìn)站和加速出站是一個(gè)換道過程，如圖當(dāng)公交車減速進(jìn)站時(shí)此時(shí)可采用利超聲波傳感器檢測(cè)從本車后面對(duì)角線方向，如果公交駕駛員打轉(zhuǎn)向信號(hào)準(zhǔn)備換道行駛，但有車從此方向接近時(shí)，通過車載智能終端的識(shí)別將發(fā)出警告。當(dāng)公交車加速離站時(shí)，超聲波傳感器可檢測(cè)換入車道本車前方對(duì)角線方向的正在接近的公交車的車輛。(2)在公交車輛停靠過程中，為了保證公交車輛免受周圍車輛、行人的干擾，在公交車輛裝有視頻檢測(cè)傳感器，用于輔助駕駛員檢測(cè)公交站點(diǎn)內(nèi)的狀況，通過公交站點(diǎn)內(nèi)移動(dòng)行為進(jìn)行移動(dòng)行為進(jìn)行采樣信號(hào)檢測(cè)，包括行人和車輛存在是否影響當(dāng)前公交車輛進(jìn)站，檢測(cè)的信息通過相應(yīng)的總線系統(tǒng)傳遞給相應(yīng)的信息處理模塊，信息處理模塊基于移動(dòng)檢測(cè)原理的危險(xiǎn)行為判斷識(shí)別算法和人臉識(shí)別算法對(duì)影響公交車輛?？康能囕v和行人進(jìn)行識(shí)別跟蹤，并通過安全狀態(tài)識(shí)別模塊對(duì)其相應(yīng)的決策信息進(jìn)行安全狀態(tài)的判別，得出的相應(yīng)的危險(xiǎn)警告信息，危險(xiǎn)警告信息一方面在車載內(nèi)部網(wǎng)下通過顯示報(bào)警單元發(fā)布，駕駛員得到相應(yīng)的報(bào)警信息，可立即調(diào)整當(dāng)前的行駛狀態(tài)，采取相應(yīng)的規(guī)避措施，另一方面在車輛外部網(wǎng)，公交安全信息中心通過廣域無線通信技術(shù)進(jìn)行信息收發(fā)，并將相應(yīng)的危險(xiǎn)警告通過電子站牌發(fā)布，公交電子站牌上的報(bào)警器其被激活，以警示影響公交車輛進(jìn)站的行人和車輛。(3)多輛公交車同時(shí)到達(dá)站點(diǎn)時(shí)，后面的公交車往往會(huì)超越前方公交車輛在相鄰車道上?？浚惹懊婀卉囃瓿赏？糠?wù)出站后再換道駛?cè)胝緝?nèi)停靠，嚴(yán)重阻礙了本車道和相鄰車道車流的運(yùn)行，同時(shí)由于公交站點(diǎn)停靠的公交車輛較多，造成組織混亂，由于公交車輛上都裝有車載智能終端，通過智能終端中的無線通信模塊，公交車輛之間的運(yùn)行狀況能夠通過車-車通信方式(Vehicle to Vehicle，簡(jiǎn)稱V2V)實(shí)現(xiàn)信息共享，同時(shí)車載智能終端能夠?qū)卉囈欢ǚ秶鷥?nèi)的情況進(jìn)行時(shí)時(shí)探測(cè)，一旦跟馳公交車輛行駛速度超過有序進(jìn)站的預(yù)設(shè)界限時(shí)，根據(jù)安全判別模塊中安全跟車模型測(cè)算和程序控制，跟馳進(jìn)站公交車?yán)脗鞲衅餍畔?duì)前方車輛和車距的實(shí)時(shí)有效檢測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)安全車距不足時(shí)，及時(shí)向駕駛員發(fā)出報(bào)警提示。該方法能夠使依次進(jìn)站的公交車輛之間相互協(xié)作，減少公交車輛在進(jìn)站過程中的延誤，對(duì)潛在的公交車輛之間公交事故能夠預(yù)警，避免公交車輛之間的碰撞和進(jìn)站側(cè)碰等事故發(fā)生。(4)當(dāng)公交站點(diǎn)附近有交通事故等危險(xiǎn)事件發(fā)生時(shí)，駕駛員通過車載智能終端中的人機(jī)接口，將相應(yīng)公交站點(diǎn)的異常狀況輸入人機(jī)耦合單元，并通過無線通信和路邊基 RSU，實(shí)現(xiàn)的車-路通信(Vehicle to Roadside，簡(jiǎn)稱V2R)，最終公交安信息中心能夠立即獲得異常情況，并及時(shí)生成應(yīng)急方案，并及時(shí)的將相應(yīng)的道路交通安全信息心通過廣域無線通信技術(shù)發(fā)送給途經(jīng)該公交站點(diǎn)的公交車輛。本實(shí)施例在車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，并將公交車輛駕駛員、公交車輛、公交運(yùn)行環(huán)境、公交安全信息服務(wù)中心應(yīng)用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)將作為整個(gè)公交系統(tǒng)有機(jī)體，其核心是在公交車輛、公交行駛環(huán)境和公交駕駛員之間形成無線通訊協(xié)作機(jī)制，互相協(xié)作完成各自的交通行為，在公交車輛內(nèi)載入車載智能終端，用于收集、處理、決策車輛運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)，當(dāng)公交車輛行駛在公交站點(diǎn)附近，能夠?qū)\(yùn)行進(jìn)入公交站點(diǎn)的公交車輛安全狀況實(shí)時(shí)檢測(cè)，及時(shí)實(shí)施預(yù)警，減少公交駕駛員負(fù)擔(dān)和判斷錯(cuò)誤，保證公交車輛行駛更加便捷、安全、智能。
權(quán)利要求
1.一種基于車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下公交車在公交站點(diǎn)安全預(yù)警方法，其特征在于所述車聯(lián)網(wǎng)包括車輛智能終端、路邊基座和公交安全信息服務(wù)中心，所述車輛智能終端包括信息采集模塊，用以使用定位系統(tǒng)、傳感器及微處理器來獲得車輛運(yùn)行信息；無線通訊模塊，用以使車輛信息系統(tǒng)與公交安全信息中心系統(tǒng)進(jìn)行單向或雙向通訊；信息處理模塊，用以處理來自車載數(shù)據(jù)庫和通訊系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并結(jié)合地理信息系統(tǒng)技術(shù)，給駕駛員提供人機(jī)接口 ；安全狀態(tài)判別模塊，用以依照信息處理模塊的結(jié)果，對(duì)安全狀態(tài)進(jìn)行判別并能夠接收車輛上電子控制單元的命令，使車輛具有狀態(tài)識(shí)別和自身故障診斷功能；顯示報(bào)警模塊，用以根據(jù)安全狀態(tài)判別模塊的結(jié)果，將得到危險(xiǎn)警告信息進(jìn)行發(fā)布；所述車輛智能終端與路邊基通信連接，所述路邊基與所述公交安全信息服務(wù)中心通信連接；所述安全預(yù)警方法包括當(dāng)公交車減速進(jìn)站時(shí)，采用超聲波傳感器檢測(cè)從本車后面對(duì)角線方向，如果公交駕駛員打轉(zhuǎn)向信號(hào)準(zhǔn)備換道行駛，但有車從此方向接近并超過設(shè)定安全距離時(shí)，通過車輛智能終端的識(shí)別將發(fā)出警告；當(dāng)公交車加速離站時(shí)，超聲波傳感器檢測(cè)換入車道本車前方對(duì)角線方向的正在接近的公交車的車輛，當(dāng)距離超過設(shè)定安全距離時(shí)通過車輛智能終端的識(shí)別將發(fā)出警告。
2.如權(quán)利要求1所述的基于車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下公交車在公交站點(diǎn)安全預(yù)警方法，其特征在于所述安全預(yù)警方法還包括在公交車輛內(nèi)安裝視頻檢測(cè)傳感器，用于輔助駕駛員檢測(cè)公交站點(diǎn)內(nèi)的狀況，通過公交站點(diǎn)內(nèi)移動(dòng)行為進(jìn)行采樣信號(hào)檢測(cè)，包括行人和車輛存在是否影響當(dāng)前公交車輛進(jìn)站， 檢測(cè)的信息通過總線系統(tǒng)傳遞給信息處理模塊，信息處理模塊基于移動(dòng)檢測(cè)原理的危險(xiǎn)行為判斷識(shí)別算法和人臉識(shí)別算法對(duì)影響公交車輛?？康能囕v和行人進(jìn)行識(shí)別跟蹤，并通過安全狀態(tài)識(shí)別模塊對(duì)決策信息進(jìn)行安全狀態(tài)的判別，得出危險(xiǎn)警告信息，危險(xiǎn)警告信息在車載內(nèi)部網(wǎng)下通過顯示報(bào)警單元發(fā)布，駕駛員得到報(bào)警信息。
3.如權(quán)利要求2所述的基于車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下公交車在公交站點(diǎn)安全預(yù)警方法，其特征在于公交安全信息中心通過廣域無線通信技術(shù)進(jìn)行信息收發(fā)，并將所述危險(xiǎn)警告信息通過電子站牌發(fā)布，公交電子站牌上的報(bào)警器被激活，警示影響公交車輛進(jìn)站的行人和車輛。
4.如權(quán)利要求1 3之一所述的基于車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下公交車在公交站點(diǎn)安全預(yù)警方法， 其特征在于所述安全預(yù)警方法還包括當(dāng)多輛公交車同時(shí)到達(dá)站點(diǎn)時(shí)，通過車輛智能終端中的無線通信模塊，公交車輛之間的運(yùn)行狀況能夠通過車-車通信方式實(shí)現(xiàn)信息共享， 同時(shí)車載智能終端能夠?qū)卉嚽昂缶嚯x進(jìn)行探測(cè)，如果跟馳公交車輛行駛速度超過有序進(jìn)站的預(yù)設(shè)界限時(shí)，根據(jù)安全判別模塊中安全跟車模型測(cè)算，跟馳進(jìn)站公交車?yán)脗鞲衅餍畔?duì)前方車輛和車距的檢測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)安全車距不足時(shí)，及時(shí)向駕駛員發(fā)出報(bào)警提示。
5.如權(quán)利要求1 3之一所述的基于車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下公交車在公交站點(diǎn)安全預(yù)警方法， 其特征在于所述安全預(yù)警方法還包括當(dāng)公交站點(diǎn)有交通事故發(fā)生時(shí)，駕駛員通過車載智能終端中的人機(jī)接口，將公交站點(diǎn)的異常狀況輸入人機(jī)耦合單元，并通過無線通信和路邊基實(shí)現(xiàn)的車-路通信，并發(fā)送到公交安全信息服務(wù)中心，所述公交安全信息服務(wù)中心生成應(yīng)急方案，并將道路交通安全信息心通過廣域無線通信技術(shù)發(fā)送給途經(jīng)該公交站點(diǎn)的公交車輛。
全文摘要
一種基于車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下公交車在公交站點(diǎn)安全預(yù)警方法，車聯(lián)網(wǎng)包括車輛智能終端、路邊基座和公交安全信息服務(wù)中心，車輛智能終端包括信息采集模塊，用以使用定位系統(tǒng)、傳感器及微處理器來獲得車輛運(yùn)行信息；無線通訊模塊，用以使車輛信息系統(tǒng)與公交安全信息中心系統(tǒng)進(jìn)行單向或雙向通訊；信息處理模塊，用以處理來自車載數(shù)據(jù)庫和通訊系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并結(jié)合地理信息系統(tǒng)技術(shù)，給駕駛員提供人機(jī)接口；安全狀態(tài)判別模塊，用以依照信息處理模塊的結(jié)果，對(duì)安全狀態(tài)進(jìn)行判別并能夠接收車輛上電子控制單元的命令；顯示報(bào)警模塊，用以根據(jù)安全狀態(tài)判別模塊的結(jié)果，將得到危險(xiǎn)警告信息進(jìn)行發(fā)布。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)智能安全預(yù)警、有效消除安全隱患。
文檔編號(hào)G08G1/16GK102426802SQ201110253768
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者余素, 張玨, 董紅召, 郭明飛, 陳寧 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)