一种基于北斗时空交通信号的殊域渣土车违章分析装置与方法与流程

本发明涉及一种基于北斗时空交通信号的殊域渣土车违章分析装置与方法，属于高精度定位及大数据分析的技术领域。

背景技术：
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随着城市规模的扩大，社会基础设施的需求与日俱增，渣土车的数量也随之剧增。但由于渣土车夜间作业多且管理不严格，渣土车交通违法较为猖獗，不仅对交通安全造成重大威胁，且污染城市环境，给居民生活带来较大影响，成为舆论讨伐的对象。渣土车吨位较大，制动和起步需要较大损耗，渣土车驾驶员为追求较高的经济效益，节省运送时间，闯红灯等违法现象也就变得较为常见。但是，渣土车车厢长，交警监控摄像头进行的时候，只能拍到渣土车的腰部，很难拍清楚渣土车车牌。渣土车违章驾驶成为当今社会一个棘手的问题，对人们的出行安全造成了极大的威胁。

中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统(BDS)和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力。

技术实现要素：
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针对现有技术的不足，本发明提供一种基于北斗时空交通信号的殊域渣土车违章分析装置。

本发明还提供一种利用上述装置进行违章分析的方法。

术语说明：

殊域：十字、丁字路口，环形岛、并流车道等易发生交通事故的道路位置。

NTP:NTP是网络时间协议(Network Time Protocol)，它是用来同步网络中各个计算机的时间的协议。它可以使计算机对其服务器或时钟源进行时间同步，它可以提供高精准度的时间校正。

发明概述：

本发明所述基于北斗时空交通信号的殊域渣土车违章分析装置，可运行在渣土车等特殊车辆上，以一定频率上传一组经过处理的定位数据(包括车辆编号、实时位置)。

本发明所述基于北斗时空交通信号的殊域渣土车违章分析的方法，利用北斗高精度定位芯片对渣土车的位置与行驶状态进行实时监控，将基于北斗高精度时空交通信号的渣土车违章分析分成两个子问题：一是利用装有北斗芯片的NTP服务器对各个交通信号灯进行统一授时，从而服务端端网络中心可以获取各个路口交通信号灯实时的相位动态信息，二是装有车载北斗高精度定位的渣土车会将车辆的实时位置与行驶状态发送到服务端，服务端再根据渣土车在殊域位置的行驶状态判断渣土车的是否违章行驶，并及时对其进行整治、管理。

本发明的技术方案如下：

一种基于北斗时空交通信号的殊域渣土车违章分析装置，包括相互连接的客户端和服务端；客户端包括，车载北斗定位模块和指纹匹配模块；服务端包括，交通信号灯相位采集模块和违章分析模块。

优选的，所述车载北斗定位模块为移动设备内置北斗卫星导航系统或通过蓝牙与移动设备连接的外置北斗卫星导航系统。

优选的，所述指纹匹配模块包括指纹采集口、指纹存储模块、指纹对比模块和渣土车打火控制模块；指纹存储模块存储有指纹信息。指纹对比模块负责将每一次司机录入的指纹与指纹存储模块中存储的该车车主的指纹进行对比，如果指纹匹配成功，则认为是该车车主，渣土车打火控制模块将开启打火装置，如果指纹匹配不成功，则认为不是该车车主，渣土车打火控制模块将切断打火装置，无法启动车辆。

优选的，所述交通信号灯相位采集模块包括，交通信号灯控制器和NTP服务器；NTP服务器内设置有北斗芯片。装有北斗芯片的NTP服务器负责接收所有交通信号灯控制器上传的相位状态信息。

优选的，所述客户端还包括客户端通信模块；所述服务端还包括服务端通信模块。客户端通信模块负责将行驶数据传输到服务端。服务端通信模块负责接收客户端通信模块上传的行驶数据。

一种利用上述装置分析殊域渣土车违章的方法，步骤如下：

1)指纹匹配：

司机通过指纹采集口输入指纹，指纹对比模块将司机的指纹与指纹存储模块中的指纹信息进行匹配，如果指纹匹配成功，则判断司机为车主，渣土车打火控制模块开启打火装置，如果指纹匹配不成功，则判断司机不是车主，渣土车打火控制模块切断打火装置；

2)渣土车行驶状态信息采集与上传：

车载北斗定位模块以采样频率f₁采集渣土车行驶数据，所述渣土车行驶数据包括车辆编号、车辆实时位置和渣土车时速；

3)交通信号灯相位状态的实时、动态采集：

装有北斗芯片的NTP服务器对所有城市道路路口的交通信号灯进行统一授时，交通信号灯控制器以采样频率f₂分别向NTP服务器发送实时相位状态信息并将实时相位状态信息存储在NTP服务器。服务端将装有北斗芯片的NTP服务器中的实时相位状态信息进行汇总以便实时、动态的查询所有路口的交通信号灯的相位状态。

4)殊域渣土车行驶状态实时监控与违章分析：

车载北斗定位模块将渣土车行驶数据上传到服务端，违章分析模块将各个路口的实时相位状态信息与渣土车在相应路口处的渣土车行驶数据进行匹配，如果状态匹配不成功，则判定渣土车有违章，违章分析模块记录违章车辆编号及违章情况并将违章车辆编号及违章情况通知车辆管理部门；违章情况包括，闯红灯违章和超速行驶。车辆管理部门对相应的渣土车车主进行惩治、处罚。

优选的，闯红灯违章的判断方法为，如果路口的实时相位状态信息显示信号灯为红灯，但是渣土车时速不为零，则判定渣土车有闯红灯违章。

超速行驶的判断方法为，违章分析模块将渣土车在路口处的渣土车时速与阈值速度进行对比，如果渣土车时速大于阈值速度，则判定渣土车有超速行驶；其中，阈值速度存储于违章分析模块。

进一步优选的，实时分析殊域渣土车违章的方法，包括实时测速的步骤；违章分析模块将渣土车时速与阈值速度进行对比，如果渣土车时速大于阈值速度，则判定渣土车有超速行驶。此步骤是对渣土车时速进行全路段实时监控，而不是仅限于路口位置。

优选的，渣土车时速其中，T为车载北斗定位模块将渣土车行驶数据上传到服务端的时间间隔，Δl为T时间段内渣土车行驶的距离。现有技术中，车载北斗定位模块计算实时速度是较为成熟的技术。

优选的，所述步骤1)还包括发出语音提示的步骤，如果指纹匹配不成功，则判断司机不是车主，指纹对比模块发出“重按指纹”的语音提示。

发明的优势在于：

1.本发明所述基于北斗时空交通信号的殊域渣土车违章分析装置，改进了原先利用路口电子摄像头对违章车辆进行抓拍车牌号的方法，不受环境基础设施影响，判断准确、迅速；且无需专人看守，无需人工测量位置，可实时获取并上传位置数据，节省了人力、物力；

2.本发明所述基于北斗时空交通信号的殊域渣土车违章分析装置，通过北斗高精度定位芯片对交通信号灯的相位状态进行实时监控，实时性强，有利于对渣土车的行驶状态进行实时、动态监控；避免了耗费大量的人力、物力进行数据现场采集和勘测，增加了对渣土车违章分析的效率，方便交通管理部门对渣土车进行管理与监控；

3.本发明所述基于北斗时空交通信号的殊域渣土车违章分析装置，装有北斗芯片的NTP服务器可以对各个交通信号灯进行统一、精确的授时，误差小，保证了结果的准确性；

4.本发明所述基于北斗时空交通信号的殊域渣土车违章分析装置，指纹匹配模块可以确保责任到人的管理强度，确保了执法的准确与公正性。

附图说明：

图1为本发明所述基于北斗时空交通信号的殊域渣土车违章分析装置的结构示意图；

图2为本发明所述指纹匹配模块的结构示意图；

图3为本发明所述交通信号灯相位采集模块的结构示意图；

图4为本发明所述基于北斗时空交通信号的殊域渣土车违章分析装置的工作流程图。

具体实施方式：

下面结合实施例和说明书附图对发明做详细的说明，但不限于此。

实施例1

一种基于北斗时空交通信号的殊域渣土车违章分析装置，包括相互连接的客户端和服务端；客户端包括，车载北斗定位模块和指纹匹配模块；服务端包括，交通信号灯相位采集模块和违章分析模块。

实施例2

如实施例1所述的基于北斗时空交通信号的殊域渣土车违章分析装置，其区别在于，所述车载北斗定位模块为移动设备内置的北斗卫星导航系统。

实施例3

如实施例2所述的基于北斗时空交通信号的殊域渣土车违章分析装置，其区别在于，所述车载北斗定位模块为通过蓝牙与移动设备连接的外置北斗卫星导航系统。

实施例4

如实施例1所述的基于北斗时空交通信号的殊域渣土车违章分析装置，其区别在于，所述指纹匹配模块包括指纹采集口、指纹存储模块、指纹对比模块和渣土车打火控制模块；指纹存储模块存储有指纹信息。指纹对比模块负责将每一次司机录入的指纹与指纹存储模块中存储的该车车主的指纹进行对比，如果指纹匹配成功，则认为是该车车主，渣土车打火控制模块将开启打火装置，如果指纹匹配不成功，则认为不是该车车主，渣土车打火控制模块将切断打火装置，无法启动车辆。

实施例5

如实施例1所述的基于北斗时空交通信号的殊域渣土车违章分析装置，其区别在于，所述交通信号灯相位采集模块包括，交通信号灯控制器和NTP服务器；NTP服务器内设置有北斗芯片。装有北斗芯片的NTP服务器负责接收所有交通信号灯控制器上传的相位状态信息。

实施例6

如实施例1所述的基于北斗时空交通信号的殊域渣土车违章分析装置，其区别在于，所述客户端还包括客户端通信模块；所述服务端还包括服务端通信模块。客户端通信模块负责将行驶数据传输到服务端。服务端通信模块负责接收客户端通信模块上传的行驶数据。

实施例7

一种利用实施例1-6所述装置分析殊域渣土车违章的方法，步骤如下：

1)指纹匹配：

司机通过指纹采集口输入指纹，指纹对比模块将司机的指纹与指纹存储模块中的指纹信息进行匹配，如果指纹匹配成功，则判断司机为车主，渣土车打火控制模块开启打火装置，如果指纹匹配不成功，则判断司机不是车主，渣土车打火控制模块切断打火装置；

2)渣土车行驶状态信息采集与上传：

车载北斗定位模块以采样频率f₁采集渣土车行驶数据，所述渣土车行驶数据包括车辆编号、车辆实时位置和渣土车时速；

3)交通信号灯相位状态的实时、动态采集：

装有北斗芯片的NTP服务器对所有城市道路路口的交通信号灯进行统一授时，交通信号灯控制器以采样频率f₂分别向NTP服务器发送实时相位状态信息并将实时相位状态信息存储在NTP服务器。服务端将装有北斗芯片的NTP服务器中的实时相位状态信息进行汇总以便实时、动态的查询所有路口的交通信号灯的相位状态。

4)殊域渣土车行驶状态实时监控与违章分析：

车载北斗定位模块将渣土车行驶数据上传到服务端，违章分析模块将各个路口的实时相位状态信息与渣土车在相应路口处的渣土车行驶数据进行匹配，如果状态匹配不成功，则判定渣土车有违章，违章分析模块记录违章车辆编号及违章情况并将违章车辆编号及违章情况通知车辆管理部门；违章情况包括，闯红灯违章和超速行驶。车辆管理部门对相应的渣土车车主进行惩治、处罚。

实施例8

如实施例7所述的分析殊域渣土车违章的方法，其区别在于，闯红灯违章的判断方法为，如果路口的实时相位状态信息显示信号灯为红灯，但是渣土车时速不为零，则判定渣土车有闯红灯违章。

超速行驶的判断方法为，违章分析模块将渣土车在路口处的渣土车时速与阈值速度进行对比，如果渣土车时速大于阈值速度，则判定渣土车有超速行驶；其中，阈值速度存储于违章分析模块。

实施例9

如实施例8所述的分析殊域渣土车违章的方法，其区别在于，还包括实时测速的步骤；违章分析模块将渣土车时速与阈值速度进行对比，如果渣土车时速大于阈值速度，则判定渣土车有超速行驶。此步骤是对渣土车时速进行全路段实时监控，而不是仅限于路口位置。

实施例10

如实施例7所述的分析殊域渣土车违章的方法，其区别在于，渣土车时速其中，T为车载北斗定位模块将渣土车行驶数据上传到服务端的时间间隔，Δl为T时间段内渣土车行驶的距离。现有技术中，车载北斗定位模块计算实时速度是较为成熟的技术。

实施例11

如实施例7所述的分析殊域渣土车违章的方法，其区别在于，所述步骤1)还包括发出语音提示的步骤，如果指纹匹配不成功，则判断司机不是车主，指纹对比模块发出“重按指纹”的语音提示。