本发明涉及智能交通领域，尤其涉及到一种行驶车辆安全监测预警系统与方法。
背景技术：
随着公路运输作为最重要的地面运输方式，在社会进步和经济发展中有着举足轻重的作用。但是国内外普遍存在的问题是，随着汽车保有量的快速增长，交通事故频发，事故引起的道路交通拥挤现象涌现，严重制约经济发展和社会和谐。近几年，我国车辆和驾驶人保持快速增长，虽然每年交通事故导致的伤亡人数虽有减少，但依然是一个庞大的数字。由于驾驶人的认知和决策失误所造成的交通事故是造成悲剧的主要组成。我国交通事故的统计结果也显示，由于驾驶人造成的交通事故占90％左右。为此，智能交通系统被提出，得到了迅速地发展并已经在部分城市的高速公路系统中成功实施。实践证明，ITS是解决目前交通问题的理想方案，它旨在采用智能的交通管理控制技术，充分地利用现有的交通设施资源，有效地缓解交通拥堵，减少交通事故的发生，给出行者以舒适安全的交通环境。
在该领域的研究中，驾驶人的心理--生理特征、反应能力、感知特性对车辆运行状态具有一定程度的影响，但是以往的研究大多是分析驾驶人众多心理和生理特性中的某些因素，通过建立与交通事故的关系来对驾驶行为特性进行研究。实际考虑在道路环境以及周边车辆的影响下，驾驶人会受到多种因素共同影响，如果仅仅从驾驶人的某项特性角度分析，其研究结果和交通安全的应用难以衔接。
目前，针对驾驶行为研究的生理-心理模型被提出，通过设定驾驶人心理的反应阈值，对驾驶人的感知特性进行描述；智能驾驶模型(DIM)的方程被提出，模型包含一个加速策略与制动策略，涵盖加速、减速和跟车运行三种驾驶状态；也有很多学者通过模拟道路交通条件对驾驶行为、驾驶人习惯及驾驶人心理状态进行了相关分析和研究。
因此，我们有必要对这样一种结构进行改善，以克服上述缺陷。
技术实现要素：
本发明考虑驾驶人员以及环境等诸多因素的影响下，提出了一种行驶车辆安全监测预警系统，结合交通海量的历史数据和实时行驶信息，进行行驶轨迹和事故以及拥堵的预测，从而为驾驶人员提供变道、减速和启停预警提示。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种行驶车辆安全监测预警系统，包括
一车辆信息监测系统，所述车辆信息监测系统具有与控制中心服务器通讯的第一通讯单元，所述车辆信息监测系统用于收集车辆大小、车载传感器数据、GPS位置信息、驾驶人信息、车辆启停速度、车辆加速度和时间、与周围车辆的相对位置和相对速度的信息；
一服务器，所述服务器包括背景数据库、实时信息数据库和用于接收第一通讯单元所发出信息的接收器一，所述服务器具有与数据分析中心通讯的第二通讯单元；
一数据分析中心，所述数据分析中心具有与预测模块通讯的第三通讯单元和用于接收第二通讯单元所发出信息的接收器二，所述数据分析中心用于将控制中心服务器中的背景数据库和实时信息数据库进行分析，为预测提供依据；
一预测模块，所述预测模块具有与预警模块通讯的第四通讯单元和用于接收第三通讯单元所发出信息的接收器三，所述预测模块用于给驾驶员提供车辆事故发生预警信息以及为驾驶员提供可靠行驶的依据；
一预警模块，所述预警模块具有用于接收第四通讯单元所发出信息的接收器四，所述预警模块用于向驾驶员警示。
进一步的，所述预警模块为警示灯或蜂鸣器。
另一方面，本发明提供了一直行驶车辆安全监测预警系统方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1.当车辆进入网络覆盖路段时，通过公共网络与远程的服务器通信，实时进行信息传输，并存储在数据库中。车内网络进行车辆的信息监测，例如车辆大小、车载传感器数据，GPS位置信息，驾驶人信息，车辆启停速度、加速度和时间，与周围车辆的相对位置和相对速度等信息，通过网络上传到控制中心的服务器。服务器中包括背景数据库和实时数据库。实时信息数据库中包含上述所提到的各个车辆的实时GPS信息、车间距、车速和加速度等，背景数据库为环境气象信息，路段地图信息、各类型道路事故信息、某路段车辆行驶概况信息等；
步骤2.数据分析中心是将服务器中实时数据库中信息进行分析处理，得到的车辆信息特征，如车辆的制动新能，各类型道路驾驶员反应时间等。再将两种数据库信息进行综合分析，得到某路段车辆发生拥堵和事故的概率和紧急情况下驾驶员最长反应时间、最小安全距离，以及得到该路况下车辆的预车况，例如夏日在拥堵路况，通过天气数据库信息和路况信息进行分析，得到车辆发动机温度等未来趋势，从而为预测提供依据；
步骤3.预测模块主要执行两个工作，一个是实时预测后面一定时间内，全部车辆的位置，并分析可能发生的事故，一旦发现有冲突点，就立即向相关车辆发生预警信息，从而避免事故的发生；二是把最新采集的结果与前面预测的结果进行比较，修正预测模型。最后将预测得到的最佳行车轨迹和事故、拥堵预测概率下发给该车辆，为驾驶员提供可靠行驶的依据；
步骤4.预警是指通过数据分析中心得到的结果与驾驶员行车实时情况进行对比，一旦实时行进情况超过分析的结果值，则实行向车内驾驶员报警，同时如果车辆情况欠佳，也会提高警告指示。同时向其后面的跟随车也发出危险警示。
本发明的新颖性在于：从驾驶人决策及操纵失误是造成事故为主要原因的角度，进行行车安全监测预警，提高驾驶安全性。
本发明的创造性在于：着重对驾驶车辆的信息分析，通过驾驶时的车间距，GPS路况，行车速度和车辆启停等信息，加之分析得到驾驶人反应时间，得到该车辆的最小安全距离的安全行驶标准等数据，从而进行预测和提前预警。
本发明的实用性在于：在智能行驶过程中，为车辆灵活的自适应的进行路况预测和危险预警，提高驾驶的安全性能。
本发明的优点在于：
针对车辆安全预警的实时性、高效性需求，结合车联网环境下车辆数据快速传输的特点，针对道路上驾驶行为差异，从车辆的行驶状态及运行轨迹上研究驾驶行为的变化，对驾驶行为的特性进行深入分析，从而通过服务器针对该道路的海量历史和实况数据进行研究，优化智能交通系统(ITS)、实现轨迹预测和实时安全预警。
这种方法能够提高智能交通系统的有效性，能够充分考虑个体车辆的驾驶特性，比较准确的实时预测和实现监测预警，提高驾驶的安全性和可靠性。
附图说明
图1是本发明提出的一种行驶车辆安全监测预警系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1所示，本发明提出的一种行驶车辆安全监测预警系统，包括
一车辆信息监测系统，所述车辆信息监测系统具有与控制中心服务器通讯的第一通讯单元，所述车辆信息监测系统用于收集车辆大小、车载传感器数据、GPS位置信息、驾驶人信息、车辆启停速度、车辆加速度和时间、与周围车辆的相对位置和相对速度的信息；
一服务器，所述服务器包括背景数据库、实时信息数据库和用于接收第一通讯单元所发出信息的接收器一，所述服务器具有与数据分析中心通讯的第二通讯单元；
一数据分析中心，所述数据分析中心具有与预测模块通讯的第三通讯单元和用于接收第二通讯单元所发出信息的接收器二，所述数据分析中心用于将控制中心服务器中的背景数据库和实时信息数据库进行分析，为预测提供依据；
一预测模块，所述预测模块具有与预警模块通讯的第四通讯单元和用于接收第三通讯单元所发出信息的接收器三，所述预测模块用于给驾驶员提供车辆事故发生预警信息以及为驾驶员提供可靠行驶的依据；
一预警模块，所述预警模块具有用于接收第四通讯单元所发出信息的接收器四，所述预警模块用于向驾驶员警示。
进一步的，所述预警模块为警示灯或蜂鸣器。
另一方面，本发明提供了一直行驶车辆安全监测预警系统方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1.当车辆进入网络覆盖路段时，通过公共网络与远程的服务器通信，实时进行信息传输，并存储在数据库中。车内网络进行车辆的信息监测，例如车辆大小、车载传感器数据，GPS位置信息，驾驶人信息，车辆启停速度、加速度和时间，与周围车辆的相对位置和相对速度等信息，通过网络上传到控制中心的服务器。服务器中包括背景数据库和实时数据库。实时信息数据库中包含上述所提到的各个车辆的实时GPS信息、车间距、车速和加速度等，背景数据库为环境气象信息，路段地图信息、各类型道路事故信息、某路段车辆行驶概况信息等；
步骤2.数据分析中心是将服务器中实时数据库中信息进行分析处理，得到的车辆信息特征，如车辆的制动新能，各类型道路驾驶员反应时间等。再将两种数据库信息进行综合分析，得到某路段车辆发生拥堵和事故的概率和紧急情况下驾驶员最长反应时间、最小安全距离，以及得到该路况下车辆的预车况，例如夏日在拥堵路况，通过天气数据库信息和路况信息进行分析，得到车辆发动机温度等未来趋势，从而为预测提供依据；
步骤3.预测模块主要执行两个工作，一个是实时预测后面一定时间内，全部车辆的位置，并分析可能发生的事故，一旦发现有冲突点，就立即向相关车辆发生预警信息，从而避免事故的发生；二是把最新采集的结果与前面预测的结果进行比较，修正预测模型。最后将预测得到的最佳行车轨迹和事故、拥堵预测概率下发给该车辆，为驾驶员提供可靠行驶的依据；
步骤4.预警是指通过数据分析中心得到的结果与驾驶员行车实时情况进行对比，一旦实时行进情况超过分析的结果值，则实行向车内驾驶员报警，同时如果车辆情况欠佳，也会提高警告指示。同时向其后面的跟随车也发出危险警示。
本发明所提出的通讯单元和接收器可以从现实生活实际应用中选择。
本发明所提出的预测模块、数据分析中心、服务器和车辆信息监测系统可以从现实生活实际应用中选择。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。