一種帶抗噪聲的使用衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)進行車輛違章行為辨識的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種帶抗噪聲的使用衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)進行車輛違章行為辨識的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前國內(nèi)道路旅客運輸企業(yè)基本建有基于衛(wèi)星定位技術(shù)的動態(tài)監(jiān)控管理系統(tǒng)，實 現(xiàn)對車輛行駛過程的實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)存儲。企業(yè)的安全管理部門通常都需要檢查和統(tǒng)計車 輛違章駕駛行為，以便于對車輛和駕駛員情況進行有效的監(jiān)控管理。分析表明，偏離規(guī)定路 線行駛、超速等情況是車輛運行過程中常見的違章現(xiàn)象，是車輛引發(fā)交通事故的主要隱患。 如何利用技術(shù)手段，實時監(jiān)控或者利用歷史數(shù)據(jù)判斷和統(tǒng)計分析上述違章行為，有助于企 業(yè)實現(xiàn)安全生產(chǎn)的智能動態(tài)監(jiān)管和評價，提升企業(yè)安全管理水平。現(xiàn)有采用的統(tǒng)計、檢查方 法，在車輛偏離規(guī)定路線行駛和超速行為監(jiān)管方面多是利用車載終端內(nèi)置的路線、速度等 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行比對，該種方法需要終端本身具有較大的信息存儲空間和處理能力，一般此 類終端的成本也相對較高。
[0003] 現(xiàn)有已公開專利中，如授權(quán)公告號CN103236166A中，對一種使用衛(wèi)星定位技術(shù) 進行車輛違章行為識別的方法進行了詳細描述。此方法雖能夠有效利用衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)辨識 出車輛的違章行為，但對于因定位漂移而造成數(shù)據(jù)噪聲點的抗干擾能力不強，如有噪聲點， 將會使識別出現(xiàn)錯誤。可能造成的錯誤識別情況，如對于偏離規(guī)定路線行駛行為，噪聲點 將造成：1)車輛正常行駛中，因衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)噪聲點而造成極短時間的偏離規(guī)定路線行駛 行為發(fā)生；2)車輛已發(fā)生偏離規(guī)定路線行駛行為，但因衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)噪聲點造成極短時間 定位漂移回正常路線，使得誤識別為兩次或多次間斷的偏離規(guī)定路線行駛行為；對于超速 行駛行為，噪聲點將造成：1)將一段總時間超過違章行為界定時長的超速行為切斷成a與 b兩段間隔時間極短，但單段持續(xù)時長均未超過違章行為界定時長的超速行為，導(dǎo)致違章行 為未能被正確識別；2)將一段總時間超過違章行為界定時長的超速行為切斷成a與b兩段 間隔時間極短，但單段持續(xù)時長均超過違章行為界定時長超速行為，導(dǎo)致識別為兩段違章 超速行為；3)將一段總時間超過違章行為界定時長的超速行為切斷成a與b兩段間隔時間 極短，其中一段持續(xù)時長超過違章行為界定時長，而另一段未超過違章行為界定時長的超 速行為，導(dǎo)致識別了其中一段違章超速行為，以上可能的誤識別情況發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種帶抗噪聲的使用衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)進行車輛違章行為辨識的方法，以 解決在上位機軟件系統(tǒng)中采用一種簡便可靠的違章行為辨識方法，對終端和平臺的運算性 能要求較低，算法實現(xiàn)簡單易行，可以排除衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)噪聲點所帶來的干擾等技術(shù)問題。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種帶抗噪聲的使用衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)進行車輛違章行為辨識的方法，該方法應(yīng)用的 設(shè)備包括具有數(shù)據(jù)庫軟件的監(jiān)控中心系統(tǒng)和車載終端，車載終端安裝在車輛上且與監(jiān)控中 心系統(tǒng)之間實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控數(shù)據(jù)的傳輸；利用車載終端上傳的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)和系統(tǒng)基準信息 數(shù)據(jù)庫預(yù)存的車輛班次信息、預(yù)定路線的軌跡坐標信息和各路段的限速值等數(shù)據(jù)，比較車 輛的當前行駛位置坐標與預(yù)定路線坐標以及采用計算坐標點間距離的方法來嚴格判斷車 輛的偏離路線行駛情況；比較車輛的行駛速度和各路段的限速值以及采用計算坐標點距 離的方法來嚴格判斷車輛的實時超速情況，利用實時超速時長來判定車輛屬于正常超速或 者故意違章超速，給出每次違章超速的起止時間、持續(xù)時長、起止經(jīng)煒度、平均速度、最大速 度，并對衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)噪聲點進行屏蔽；然后給出統(tǒng)計時間段內(nèi)的選定車輛所發(fā)生偏離路 線行駛行為的每次起止時間、持續(xù)時長和起止經(jīng)煒度，并對衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)噪聲點進行屏蔽。
[0007] 其具體方法如下：
[0008] 1)、衛(wèi)星定位規(guī)定行駛路線信息采集，利用已安裝車載終端的車輛，按照規(guī)定路線 完成全程行駛，或者現(xiàn)有系統(tǒng)累積的歷史運行數(shù)據(jù)，從而獲取全程路段行駛基準參考數(shù)據(jù) 建立監(jiān)控中心系統(tǒng)基準信息數(shù)據(jù)庫，每一條基準參考數(shù)據(jù)至少包括如下參數(shù)：時間、經(jīng)煒 度、車速、衛(wèi)星定位方向和衛(wèi)星定位里程，相鄰的兩條基準參考數(shù)據(jù)時間間隔是在1至3秒 之間盡可能取小值，完成規(guī)定路線全里程的衛(wèi)星定位信息采集；同時根據(jù)各路段規(guī)定的限 速控制全程的行駛車速符合要求，結(jié)合數(shù)據(jù)庫中完整信息，根據(jù)實際情況分別在監(jiān)控中心 系統(tǒng)軟件上設(shè)置并保存車輛信息、規(guī)定行駛路線、各行駛路段的分段限速信息。其中各行駛 路段的分段限速信息可根據(jù)各省市制定出臺的省內(nèi)道路分段限速方案，結(jié)合電子地圖的坐 標信息獲取工具確定各分段限速起始坐標點信息，并與監(jiān)控中心系統(tǒng)基準信息數(shù)據(jù)庫中已 獲取路線詳細坐標信息進行匹配，確定各分段限速路段的坐標范圍及其具體限速值；
[0009] 2)、車輛實時行駛數(shù)據(jù)的接收與處理，步驟如下：
[0010] 步驟1，監(jiān)控中心系統(tǒng)軟件依次接收由車載終端依次上傳的數(shù)據(jù)，每次接收的數(shù)據(jù) 設(shè)定為一條行駛數(shù)據(jù)，每條行駛數(shù)據(jù)中都至少包括有時間、經(jīng)煒度、車速、衛(wèi)星定位方向和 衛(wèi)星定位里程；
[0011] 步驟2,監(jiān)控中心系統(tǒng)軟件逐條判斷該條衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)是否位于規(guī)定行駛路線的 預(yù)定范圍內(nèi)，如在預(yù)定范圍則執(zhí)行步驟3,否則將該條衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)存儲進入偏離路線記錄 數(shù)據(jù)庫；
[0012] 步驟3,在數(shù)據(jù)庫中查找出該條衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)所處分段的限速值，判斷車輛的當前 行駛速度值是否大于該分段的限速值，如是則將該條衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)存儲進入實時超速記錄 數(shù)據(jù)庫；
[0013] 3)、車輛偏離規(guī)定路線行駛行為的判斷依據(jù)方法：依據(jù)當前時間點由車載終端回 傳的車輛實時行駛數(shù)據(jù)，獲取車輛當前行駛所在位置的衛(wèi)星定位坐標點A的信息，在基準 信息數(shù)據(jù)庫中對規(guī)定路線的坐標信息進行遍歷，找到與該坐標點的球面距離最近的兩點B、 C，并得到點A與B、C兩點之間的球面距離值A(chǔ)B和AC，再計算B、C的球面距離值BC，判斷 (AB+AC)/BC的比值是否在預(yù)定值范圍內(nèi)，如果超出預(yù)定值則判斷該條行駛數(shù)據(jù)為偏離路線 行駛數(shù)據(jù)，并將該條行駛數(shù)據(jù)存儲進入偏離路線記錄數(shù)據(jù)庫。
[0014] 球面距離計算公式：
[0015]D(xl,yl,x2,y2) =RXarccos[sin(xl)Xsin(x2)+cos(xl)Xcos(x2)Xcos(yl _y2)]
[0016]xl是煒度值，yl是經(jīng)度值，R為地球半徑；
[0017] 4)、車輛偏離規(guī)定路線行駛行為的判斷與統(tǒng)計，步驟如下：
[0018] 步驟1.由動態(tài)監(jiān)控平臺，依據(jù)要統(tǒng)計的車輛信息和時間段在偏離規(guī)定路線行駛 記錄數(shù)據(jù)庫中查詢得出該車輛在該時間段內(nèi)的全部偏離規(guī)定路線行駛數(shù)據(jù)記錄，記錄數(shù)為 n，其中n>l。
[0019] 步驟2.設(shè)定獲取的行駛記錄序號為i，違規(guī)偏離規(guī)定路線行駛行為記錄序號為j， 令i= 1，j= 〇,當i〈n時，取第i條與第i+1條偏離規(guī)定路線行駛記錄各自的定位坐標， 并根據(jù)球面距離計算公式計算兩坐標點間球面距離d;
[0020] 步驟3.判斷d是否大于a，若是則判斷T是否大于0，若是則令t2為第i條記錄 時間，序號i=i+1。若At> 8，則違規(guī)偏離規(guī)定路線行駛行為記錄序號j=j+1，違規(guī)偏離 規(guī)定路線行駛行為次數(shù)自增1，并記錄違規(guī)偏離規(guī)定路線行駛信息，包括：車輛信息、違規(guī) 偏離規(guī)定路線行駛行為次數(shù)、tl、t2、At、起止經(jīng)煒度；如果本次違規(guī)偏離規(guī)定路線行駛行 為起始時間tl和已輸出的違規(guī)偏離規(guī)定路線行駛記錄中數(shù)據(jù)的起始時間存在相同值，則 保留車輛信息、違規(guī)偏離規(guī)定路線行駛行為次數(shù)、tl以及起始經(jīng)煒度，更新并輸出其他違規(guī) 偏離規(guī)定路線行駛信息，包括：t2、At、結(jié)束經(jīng)煒度，tl、At清零，執(zhí)行步驟5。若0， 則執(zhí)行步驟4 ;若d<a，則直接執(zhí)行步驟4 ;
[0021] 步驟4.判斷tl是否為0,若是，則令tl=第i條偏離規(guī)定路線數(shù)據(jù)定位時間，i =i+1，執(zhí)行步驟5 ;若否，則i=i+1，執(zhí)行步驟5 ;
[0022] 步驟5.判斷i是否小于n，若是，則返回步驟2 ;否則為最后一條數(shù)據(jù)，判斷為一個 違規(guī)偏離規(guī)定路線行駛行為的結(jié)束。令t2為第i條記錄時間，序號i=i+1。如果At>S， 則違規(guī)偏離規(guī)定路線行駛行為序號j=j+1，違規(guī)偏離規(guī)定路線行駛行為次數(shù)自增1，并記 錄違規(guī)偏離規(guī)定路線行駛信息，包括：車輛信息、違規(guī)偏離規(guī)定路線行駛行為次數(shù)、tl、t2、 At、起止經(jīng)煒度；如果本次違規(guī)偏離規(guī)定路線行駛行為起始時間tl和已輸出的違規(guī)偏離 規(guī)定路線行駛記錄中數(shù)據(jù)的起始時間存在相同值，則保留車輛信息、違規(guī)偏離規(guī)定路線行 駛行為次數(shù)、tl以及起始經(jīng)煒度，更新并輸出其他違規(guī)偏離規(guī)定路線行駛信息，包括：t2、 At、結(jié)束經(jīng)煒度。退出統(tǒng)計步驟；
[0023]5)、車輛實時違章超速行駛行為的判斷與統(tǒng)計，步驟如下：
[0024] 步驟1.由動態(tài)監(jiān)控平臺，依據(jù)要統(tǒng)計的車輛信息和時間段在實時超速行駛記錄 數(shù)據(jù)庫中查詢得出該車輛在該時間段內(nèi)的全部超速行駛數(shù)據(jù)記錄，記錄數(shù)為n，其中n>l;
[0025] 步驟2.設(shè)定獲取的行駛記錄序號為i，違章超速行駛行為記錄序號為j，令i= 1， j= 0,當i〈n時，取第i條與第i+1條超速行駛記錄各自定位坐標，并根據(jù)球面距離計算公 式計算兩坐標點間球面距離d;
[0026] 步驟3.判斷d是否大于a，若是，再判斷T是否大于0，若是則令t2為第i條記 錄時間，序號i=i+1。若At>S，則違章超速行駛行為序號j=j+1，違章超速行駛行為 次數(shù)