专利名称：不安全驾驶行为的识别与监控系统及方法
技术领域：
本发明涉及车辆安全驾驶技术领域，尤其是一种对不安全驾驶行为的识别与监控系统，以及对不安全驾驶行为的识别与监控方法。
背景技术：
车辆运行过程中发生的交通安全责任事故，绝大多属于不安全驾驶行为造成的必然结果。由于无法及时而又尽可能全部获取车辆行驶中不安全驾驶行为的实时监控资料， 专业运输企业监管部门实施安全教育只能停留在一般性的宣传、解释驾驶操作规范和分析有限的已发事故案例的层面。同时，对事故案例本身的分析，也只可能以事发后的推测与判断为基础，缺乏真实可靠的资料和数据。这种方式不能反映个体间的差异，不具针对性，无法及时有效地帮助驾驶员走出本人驾驶行为不安全的阴影。专业运输企业营运车辆具有“单独在外作业”的特点。尽管驾驶员均已通过考试并持证上岗，但下述不安全驾驶行为产生的原因仍很难根治车辆实际运行环境复杂多变，并非驾驶员考证过程所能完全覆盖，驾驶员对本人实际操作行为与安全驾驶安全规范要求之间出现的偏差，难以自我发现并实施自我调整。驾驶行为的安全与否，目前都以是否发生事故为主要标准。然而，未发生安全责任事故，并不能说明驾驶行为就一定符合驾驶安全操作规范。同时，驾驶员对规范的理解和执行也存在差异。由于年龄、生理或心理健康状况、情绪等方面的变化，即使优秀驾驶员也不一定能长久地保持其原有的良好驾驶状态，而驾驶员本人却很难意识到这种渐进性的衰减或消退。关于车辆行驶安全监控问题，已有不少研究成果，中国发明专利“车辆行驶安全智能监控装置”，申请号200810034四0.6，其发明要点在于“当车辆偏离车道行驶时，给出预警和报警服务”；中国发明专利“汽车安全驾驶监控系统”，申请号200810055749. 0，其发明要点在于“当驾驶员处于疲劳、醉酒等状态时给出警示”;中国发明专利“汽车行驶安全监控系统及监控方法”，申请号200510116715. 4，其发明要点在于“当行驶车辆长时间偏离自己的行车道或存在发生交通事故的危险时，发出告警，以便提醒驾驶员”；中国发明专利“一种汽车安全驾驶监控系统和方法”，申请号200710098412. 3，其发明要点在于“检测汽车驾驶员的表情以及眼睛开闭状态，并判断出不适于驾驶时提醒该汽车驾驶员”等。上述专利的共同点是检测出危险因素时，提醒驾驶员纠正其驾驶操作，以保证行车安全，属于实时监控；其缺点在于，只要车辆未发生交通安全事故，企业安全监管部门就难以从海量的记录数据中检索出日常安全监管或教育所需的不安全驾驶行为信息。由于驾驶员操作失误而造成的车辆行驶安全责任事故，与其行驶过程中对环境或事件观察的全面准确与否、处置是否及时妥当密切相关。可以将驾驶员对环境或事件观察不够全面准确，处置不够及时妥当称为“不安全驾驶因素”。“不安全驾驶因素”在行车过程中是经常或反复出现的，但并不一定每一次都造成安全责任事故。反言之，所有的安全责任事故，一定包含在“不安全驾驶因素”之中。如果能够找到所有的“不安全驾驶因素”，并对其实行有效监控，就完全有可能避免驾驶安全责任事故的发生。
发明内容
本发明的目的是提供一种对不安全驾驶行为的识别与监控系统，以及对不安全驾驶行为的识别与监控方法。任何交通安全事故发生时，都表现为车辆行驶三维空间X、Y、Z三个方向上的速度产生了急剧变化，其中，车辆行进正向设为X轴方向，行进横向设为Y轴方向，行进竖向设为 Z轴方向。X方向的速度剧变，可反映单纯的正面颠覆、碰撞、追尾或紧急制动；Y方向的速度剧变，可反映单纯的侧面颠覆或行驶方向的突然改变；Z方向速度的剧变，可反映车辆驶入凹坑或跃上凸起。这三个方向速度剧变的不同组合，可反映更加复杂的车辆行驶安全状况。因此，只要完整记录下这三个方向的速度变化率(加速度)，就相当于记录下了安全事故发生或可能发生的关键信息；只要逐一监测这三个方向的速度变化率，就相当于全面地监测着安全责任事故发生的各种可能；只要设法控制这三个方向的速度变化率的幅度，就相当于从消除安全责任事故发生的各种可能性入手，避免安全责任事故的发生。本发明的目的是依据上述思想并采用以下技术方案实现的不安全驾驶行为的识别与监控系统，包括驾驶行为信息采集装置、信息传输装置、 数据处理和比较装置、信息显示或输出装置，所述信息采集装置包括加速度传感器，加速度传感器与信息传输装置电路连接，信息传输装置通过无线信号与数据处理和比较装置连接，数据处理和比较装置与信息显示或输出装置电路连接；所述加速度传感器设在被监控的车辆上，加速度传感器采集车辆行驶过程中车辆三维空间三个方向的加速度数据，并将数据通过设在车辆上的信息传输装置传送到数据处理和比较装置，处理和比较后数据通过信息显示或输出装置显示出来。作为本发明的优选技术方案，所述信息采集装置包括设车辆上分别采集车辆三个方向加速度数据的加速度传感器。作为本发明的优选技术方案，所述加速度传感器包括三维陀螺仪。作为本发明的优选技术方案，所述信息传输装置通过无线网络与数据处理和比较装置连接并相互传输数据。作为本发明的优选技术方案，所述数据处理和比较装置包括中央处理单元、存储单元或PC机。作为本发明的优选技术方案，所述信息显示或输出装置包括显示器、声光报警器、 打印机或PC机。作为本发明的优选技术方案，所述信息采集装置还包括设在车辆上分别采集其他驾驶行为信息(如驾驶员操纵状态影像、车辆行进方向180°范围影像、车辆位置、时间、 速度、制动和油门运用程度等)的装置。这些装置采集的信息，同样通过上述信息传输装置、数据处理和比较装置、信息显示或输出装置进行处理。一种不安全驾驶行为的识别与监控方法，该方法包括以下步骤(1)在车辆上安装加速度传感器，用来采集行驶过程中车辆三维空间X、Y、Z三个方向的加速度数据￡lx、￡ly、￡lz ；
(2)对优秀驾驶员的行车数据进行统计分析后建立数学模型，计算出X、Y、Z三个方向加速度绝对值的最大值的均值二·、aymax、作为阈值，建立监测X、Y、Z三个方向加速度变化的比较样本；(3)将上述优秀驾驶员在规定行驶里程中，其X、Y、Z三个方向加速度、、ayi、azi的实测值与步骤(2)所述Imax、^max, 值进行比较，得到超出
gxmax、“《ymax、 iirmaxiA^X.
的阈值βχ、ey、βζ，采用βχ、β y、β 2值作为评判驾驶员驾驶行为是否安全的衡量标准；(4)采用安装有专用分析软件的数据处理和比较装置，将数据处理结果通过信息显示或输出装置显示或打印出来。作为本发明的优选技术方案，所述三个方向加速度阈值1_、aymxi.丄·的获取方法如下(1)选择合适样本数的从未出过安全事故的优秀驾驶员组成被测试群体，在他们驾驶的车辆上安装加速度传感器；(2)令被测试群体上路行驶，测试并记录所有被测车辆在正常行驶状态下， 其X、Y、Z三个方向上的全部加速度值，按平均每百公里行驶里程取1-10个的比例，筛选出总行驶里程中的前η个绝对值最大的幅值，并取均值作为相应方向加速度的阈值 Oxmax.、 ^ymax.、 Ozmali，具体方法如下
权利要求
1.一种不安全驾驶行为的识别与监控系统，包括驾驶行为信息采集装置、信息传输装置、数据处理和比较装置、信息显示或输出装置，其特征是所述信息采集装置包括加速度传感器，加速度传感器与信息传输装置电路连接，信息传输装置通过无线信号与数据处理和比较装置连接，数据处理和比较装置与信息显示或输出装置电路连接；所述加速度传感器设在被监控的车辆上，加速度传感器采集车辆行驶过程中车辆三维空间三个方向的加速度数据，并将数据通过设在车辆上的信息传输装置传送到数据处理和比较装置，处理和比较后数据通过信息显示或输出装置显示出来。
2.根据权利要求1所述的不安全驾驶行为的识别与监控系统，其特征是所述信息采集装置包括设在车辆上分别采集车辆三个方向加速度数据的加速度传感器。
3.根据权利要求1或2所述的不安全驾驶行为的识别与监控系统，其特征是所述加速度传感器包括三维陀螺仪。
4.根据权利要求1所述的不安全驾驶行为的识别与监控系统，其特征是所述信息传输装置通过无线网络与数据处理和比较装置连接并相互传输数据。
5.根据权利要求1或4所述的不安全驾驶行为的识别与监控系统，其特征是所述数据处理和比较装置包括中央处理单元、存储单元或PC机。
6.根据权利要求1所述的不安全驾驶行为的识别与监控系统，其特征是所述信息显示或输出装置包括显示器、声光报警器、打印机或PC机。
7.一种不安全驾驶行为的识别与监控方法，其特征是该方法包括以下步骤(1)在车辆上安装加速度传感器，用来采集车辆行驶过程中车辆三维空间X、Y、Z三个方向的加速度数据￡lx、￡ly、￡lz ；(2)对优秀驾驶员的行车数据进行统计分析后建立数学模型，计算出X、Y、Z三个方向加速度绝对值的最大值的均值^_、aymax、二胃作为阈值，建立监测X、Y、Z三个方向加速度变化的比较样本；(3)将上述优秀驾驶员在规定行驶里程中，其X、Y、Z三个方向加速度(ax、ay、 az)的实测值的绝对值与步骤⑵所述二_、二max值进行比较，得到超出二匪、aymm. Lmax次数的阈值βχ、3y、βζ，采用βχ、3y、β z值作为评判驾驶员驾驶行为是否安全的衡量标准；(4)采用安装有专用分析软件的数据处理和比较装置，将数据处理结果通过信息显示或输出装置显示或打印出来。
8.根据权利要求7所述不安全驾驶行为的识别与监控方法，其特征是所述三个方向加速度阈值二 max、flymax^ ^zmax的获取方法如下(1)选择合适样本数的从未出过安全事故的优秀驾驶员组成被测试群体，在他们驾驶的车辆上安装加速度传感器；(2)令被测试群体上路行驶，测试并记录所有被测车辆在正常行驶状态下，其X、Y、Z三个方向上的全部加速度值，按平均每百公里行驶里程取1-10个的比例，筛选出总行驶里程中的前η个绝对值最大的幅值，并取均值作为相应方向加速度的阈值 ^、‘·、azmax, 具体方法如下
9.根据权利要求7或8所述不安全驾驶行为的识别与监控方法，其特征是所述判断驾驶员出现不安全驾驶行为的阈值βχ、0y、βζ的确定方法如下(1)将被测群体在总测试里程内，χ、γ、ζ三个方向加速度( 、、、~)的实际测试值逐一与相关的阈值进行比较，记录超出阈值^tmax、i_、二HU 的次数并以βχ'、β/、βζ' 表不；(2)求出平均每百公里行驶里程中的βχ'、β/、βζ'值，并分别以βχ、^表示
10.根据权利要求7所述不安全驾驶行为的识别与监控方法，其特征是所述步骤(4) 得到的数据处理结果还可以通过信息传输装置及时传输到安装在车辆上的提示装置，所述提示装置包括显示器或声光报警器。
全文摘要
本发明涉及不安全驾驶行为的识别与监控系统及方法，可实现最大限度降低因不安全驾驶行为造成的交通事故概率。所述系统包括加速度传感器、传输装置、数据处理和比较装置、输出装置，加速度传感器设在被监控车辆上，采集车辆行驶过程中三个方向的加速度数据，通过传输装置传送到数据处理和比较装置，然后到输出装置。所述方法包括以下步骤(1)采集车辆行驶过程中三维空间X、Y、Z三个方向的加速度数据；(2)建立比较样本；(3)将三个方向加速度的实际值与样本比较，得到超出次数的阈值；(4)输出数据。本发明完整记录安全事故发生或可能发生的关键信息，全面监测事故发生的各种可能，真正实现从源头入手，避免安全责任事故的发生。
文档编号G08G1/01GK102163368SQ201110029010
公开日2011年8月24日 申请日期2011年1月18日 优先权日2010年5月10日
发明者袁三友, 袁翔, 陈勃生 申请人:袁三友, 袁翔, 陈勃生