基于高速公路自动驾驶专用道的货运监管控制方法及系统与流程

本发明涉及智能交通运输技术领域，具体涉及一种基于高速公路自动驾驶专用道的货运监管控制方法及系统。

背景技术：

随着道路交通行业的持续发展，营运车辆，尤其是货运车辆的数量也在逐年快速增长。与此同时，在我国由于车辆驾驶导致的重大交通事故也较为频繁地发生。分析可知，人为因素占据了重要成分，主要包括超速行驶、疲劳驾驶等异常驾驶行为是导致交通事故的主要原因。

一方面，相当一部分货运企业属于个人小规模经营管理，法律安全意识淡薄，在运输过程中很多车主为了降低成本，超限超载行驶，且避开高速公路而选择免收过路费的普通公路行驶。首先，超限超载运输不仅运输效率偏低，而且会带来重大安全事故隐患；其次，重型货运车辆对普通公路造成不可逆的损坏，大大降低了道路的使用寿命。如果能改变货运企业的组织管理经营模式，并降低运输成本，就能够在一定程度提高货物运输的安全性和高效性。

另一方面，由于目前的货运车辆几乎全为人工驾驶车辆，车企为了节约时间，驾驶员经常长时间远距离疲劳驾驶，并且道路运输企业和行业管理部门信息化技术应用程度相对较低，缺少对道路运输车辆在运营过程中所产生的海量动态监控数据进行分析的先进技术支撑，缺乏实时、有效掌握营运车辆驾驶人员的驾驶行为并进行分析应用，导致运输企业安全管理工作的智能化程度偏低，且缺乏针对性和有效性。

技术实现要素：

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种基于高速公路自动驾驶专用道的货运监管控制方法及系统。

本发明公开了一种基于高速公路自动驾驶专用道的货运监管控制方法，包括：

判断车辆是否满足上路条件和车辆是否超载；

若车辆满足上路条件且未超载，则开启人工驾驶模式，行驶至自动驾驶专用道；切换至自动驾驶模式，启动车-车、车-路通信；

获取车辆实时动态信息，所述车辆实时动态信息包括：车辆位置、车辆速度、车内视频及语音信息；

根据所述车辆实时动态信息，判断是否出现异常驾驶行为；所述异常驾驶行为包括疲劳驾驶、超速驾驶和突发事件，所述突发事件包括车辆故障、驾驶员突发疾病、火情和事故；

若出现异常驾驶行为，则采取相应措施。

作为本发明的进一步改进，所述判断车辆是否满足上路条件和车辆是否超载，包括：

获取自动驾驶专用道的路况信息和场站内的车辆信息；

根据所述路况信息和车辆信息，判断车辆是否满足上路条件；

若不满足上路条件，则持续检测直至满足上路条件；

若满足上路条件，则获取车辆载重信息；

根据所述车辆载重信息，判断车辆是否超载；

若车辆超载，则锁死车辆行驶模式，卸载超重货物直至满足额定重量，并将超载车辆信息上传至监控中心备案。

作为本发明的进一步改进，所述根据所述车辆实时动态信息，判断是否出现异常驾驶行为；包括：

根据所述车辆速度，判断是否超速；

根据所述车内视频及语音信息，判断是否出现疲劳驾驶；

根据所述车辆实时动态信息，判断是否出现突发事件。

作为本发明的进一步改进，所述若出现异常驾驶行为，则采取相应措施；包括：

若出现超速，则通过车载语音播报对司机发出警告，将驾驶员的违法驾驶记录在数据库，并给予相应的处罚；

若出现疲劳驾驶，则通过车载语音播报对司机发出警告，强制驾驶员就近到安全地带进行休息，并会给出安全地带位置供驾驶员选择；将驾驶员的违法驾驶记录在数据库，并给予相应的处罚；

若出现车辆故障的突发事件，则启动救援机制，并上报监控中心；

若出现驾驶员突发疾病的突发事件，则启动120救援，并上报监控中心；

若出现火情的突发事件，则启动119救援，并上报监控中心；

若出现事故的突发事件，则启动110救援，并上报监控中心。

作为本发明的进一步改进，还包括：

根据所述车辆实时动态信息，判断车辆或人员是否需要补给；

若车辆或人员需要补给，则切换至人工驾驶模式，行驶至服务区；

若车辆或人员无需补给，则保持自动驾驶模式。

本发明还公开了一种基于高速公路自动驾驶专用道的货运监管控制系统，包括：车辆端、道路端、场站中心和监控中心；

所述道路端，用于获取自动驾驶专用道的路况信息；

所述场站中心，用于获取场站内的车辆信息；

所述监控中心，用于根据所述路况信息和车辆信息，判断车辆是否满足上路条件；

所述车辆端，用于判断车辆是否超载，若车辆满足上路条件且未超载，则开启人工驾驶模式，行驶至自动驾驶专用道；切换至自动驾驶模式，启动车-车、车-路通信；

所述车辆端，用于获取车辆实时动态信息，所述车辆实时动态信息包括：车辆位置、车辆速度、车内视频及语音信息；

所述车辆端或监控中心，用于根据所述车辆实时动态信息，判断是否出现异常驾驶行为；所述异常驾驶行为包括疲劳驾驶、超速驾驶和突发事件，所述突发事件包括车辆故障、驾驶员突发疾病、火情和事故；

所述监控中心，用于当出现异常驾驶行为，采取相应措施。

作为本发明的进一步改进，若不满足上路条件，则持续检测直至满足上路条件；

若车辆超载，则锁死车辆行驶模式，卸载超重货物直至满足额定重量，并将超载车辆信息上传至监控中心备案。

作为本发明的进一步改进，所述车辆端或监控中心，用于：

根据所述车辆速度，判断是否超速；

根据所述车内视频及语音信息，判断是否出现疲劳驾驶；

根据所述车辆实时动态信息，判断是否出现突发事件。

作为本发明的进一步改进，所述监控中心，用于：

若出现超速，则通过车载语音播报对司机发出警告，将驾驶员的违法驾驶记录在数据库，并给予相应的处罚；

若出现疲劳驾驶，则通过车载语音播报对司机发出警告，强制驾驶员就近到安全地带进行休息，并会给出安全地带位置供驾驶员选择；将驾驶员的违法驾驶记录在数据库，并给予相应的处罚；

若出现车辆故障的突发事件，则启动救援机制，并上报监控中心；

若出现驾驶员突发疾病的突发事件，则启动120救援，并上报监控中心；

若出现火情的突发事件，则启动119救援，并上报监控中心；

若出现事故的突发事件，则启动110救援，并上报监控中心。

作为本发明的进一步改进，还包括：服务区控制中心；

所述服务器控制中心，用于：

根据所述车辆实时动态信息，判断车辆或人员是否需要补给；

若车辆或人员需要补给，则切换至人工驾驶模式，行驶至服务区；

若车辆或人员无需补给，则保持自动驾驶模式。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明将自动驾驶技术、车车/车路协同技术、无线传感、高精度定位、视频图像处理、语音识别、大数据应用及机器学习等技术结合应用到货运车辆的智能化监控中，提高货运车辆运行的安全性、高效性、应急处理能力和远距离智能监控水平。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的货运监管控制方法的流程示意图；

图2为本发明一种实施例公开的货运监管控制系统的总体架构图；

图3为本发明一种实施例公开的包含自动驾驶专用道的高速公路示意图；

图4为本发明一种实施例公开的智能货运车辆示意图；

图5为本发明一种实施例公开的货运监管控制的组织运营模式图。

图中：

a、普通车道；b、自动驾驶专用道；c、视频采集处理装置；d、路侧通信设备；

1、智能测重检测设备；2、车辆驾驶模式切换按钮；3、一键报警系统；4、语音系统；5、第一车载无线通信设备；6、车内视频监控设备；7、第二车载无线通信设备；8、北斗高精度定位装置；9、etc；10、智能测速传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

基于当前道路交通运输行业存在的下述问题：

1、由于货车为避免缴纳高速费用而选择行驶在普通公路，且由于超载给道路带来不可逆的破坏，大大缩短了道路的使用寿命；

2、由于监控体系的不完善，车辆智能化程度偏低等原因，导致车辆的超速、司机疲劳驾驶、违规行驶等行为得不到及时的监控和制止，最终造成了重大事故的发生，给国家和人民生命财产造成重大损失；

3、一些远途运输的大型货车行驶在高速公路上，由于高速费的比重过大导致成本升高，加之传统的管理运营模式过于陈旧，给企业利润带来一定冲击。

4、目前的货运车辆大部分没有配备先进的通信和高精度定位装置，不能实现运行车辆和控制中心之间实时的信息共享，而且车辆缺乏一键报警和安全救护等设备，一旦有突发事件很难做到及时的监控和救助。且各企业对车辆的监控有的只能采用非实时的视频监控方式，有的只能通过人工核查和记录的方式对车辆的离开和到达进行监控，无法对车辆的运行过程进行实时监控和历史数据记录分析、这些都使得车辆在运行过程中的安全性、高效性、绿色环保性和智能化得不到保障。

本发明将自动驾驶技术、车车/车路协同技术、无线传感、高精度定位、视频图像处理、语音识别、大数据应用及机器学习等技术结合应用到货运车辆的智能化监控中，提出一种基于高速公路自动驾驶专用道的货运监管控制方法及系统；提高货运车辆运行的安全性、高效性、应急处理能力和远距离智能监控水平。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1所示，本发明提供一种基于高速公路自动驾驶专用道的货运监管控制方法，所有的货运车辆均为自动驾驶货运车，能够实现自动驾驶和人工驾驶两种驾驶模式之间的转换，且配备先进的无线传感设备、无线通信装置、视频采集处理装置、语音采集处理装置、高精度北斗定位装置等；包括：

s1、获取自动驾驶专用道的路况信息(车流、时间等)和场站内的车辆信息(车牌信息、驾驶员信息等)；

s2、根据路况信息和车辆信息，判断场站内的车辆是否满足上路条件；

s3、若满足上路条件，则获取车辆载重信息；若不满足上路条件，则持续检测直至满足上路条件；

s4、根据车辆载重信息，判断车辆是否超载；

s5、若车辆超载，则锁死车辆行驶模式，卸载超重货物直至满足额定重量，并将超载车辆信息上传至监控中心备案；

s6、若车辆未超载，则开启人工驾驶模式，行驶至自动驾驶专用道；切换至自动驾驶模式，启动车-车、车-路通信；

s7、获取车辆实时动态信息，车辆实时动态信息包括：车辆位置、车辆速度、车内视频及语音信息、车况信息和驾驶员信息；

s8、将车辆实时动态信息同步地传输到监控中心(企业监控中心和行业监管部门的控制中心)、同一区域内的其他在线运营车辆和运行区域内的服务区控制中心；

s9、根据车辆实时动态信息，判断是否出现异常驾驶行为；异常驾驶行为包括疲劳驾驶、超速驾驶和突发事件，突发事件包括车辆故障、驾驶员突发疾病、火情和事故；其中：

车辆与监控中心之间保持实时的通信，主要依托车载北斗高精度定位装置、测速装置、视频图像采集处理装置、语音采集处理装置等在线运行车辆动态信息的实时采集；采用大数据技术、机器学习算法、视频图像处理技术、语音处理技术等对驾驶员的疲劳驾驶(主要针对人工驾驶模式)、超速驾驶以及车内应急突发事件进行快速高效的识别，并借助于无线传输设备实现相应事故及异常驾驶行为的实时上报，从而实现快速高效的事故预防和人员救治，提高车辆运行的安全性。监控中心接收到若干在线运行车辆上传的实时动态信息(主要包括：突发事件、驾驶员的超速驾驶和疲劳驾驶等)，自动识别异常车辆的信息(主要包括：车辆位置、车辆速度、车辆驾驶员信息、车牌信息等)并记录在库；

s10、若出现异常驾驶行为，则采取相应措施；其中：

若出现超速，则通过车载语音播报对司机发出警告，将驾驶员的违法驾驶记录在数据库，并给予相应的处罚；

若出现疲劳驾驶，则通过车载语音播报对司机发出警告，强制驾驶员就近到安全地带进行休息，并会给出安全地带位置供驾驶员选择；将驾驶员的违法驾驶记录在数据库，并给予相应的处罚；

若出现车辆故障的突发事件，则启动救援机制，并上报监控中心；

若出现驾驶员突发疾病的突发事件，则启动120救援，并上报监控中心；

若出现火情的突发事件，则启动119救援，并上报监控中心；

若出现事故的突发事件，则启动110救援，并上报监控中心。

s11、运行区域内服务区控制中心与车辆进行实时的通信，当车辆或驾驶员需要补给时会提前告知服务区控制中心，服务区提前做好准备并发送位置信息给车辆，车辆将由自动驾驶模式切换至人工驾驶模式，通过高精度导航行驶至服务区进行补给；若车辆和驾驶员都不需要补给，则车辆保持自动驾驶模式行驶。

如图2所示，本发明提供一种基于高速公路自动驾驶专用道的货运监管控制系统，包括：车辆端、道路端、场站中心、监控中心和服务器控制中心；其中：

如图3所示，道路端(高度公路)包括普通车道a、自动驾驶专用道b、视频采集处理装置c和路侧通信设备d；其中，普通车道a，用于普通人工驾驶车辆行驶；自动驾驶专用道b，主要用于自动驾驶车辆及特殊车辆行驶；视频采集处理装置c，用于采集普通人工驾驶车辆占用自动驾驶专用道的违法行为；路侧通信设备d，用于实现自动驾驶车辆与路侧设施的通信。

如图4所示，车辆端(智能货运车辆)包括智能测重检测设备1、车辆驾驶模式切换按钮2、一键报警系统3、语音系统4、第一车载无线通信设备5、车内视频监控设备6、第二车载无线通信设备7、北斗高精度定位装置8、etc9和智能测速传感器10；其中，智能测重检测设备1，用于检测车载货物重量，判断车辆是否超载；车辆驾驶模式切换按钮2，用于自动驾驶模式和人工驾驶模式之间的转换；一键报警系统3，用于当车辆发生火情、事故、驾驶员突发疾病时，启动该系统向控制中心求助；语音系统4，用于驾驶员和监控中心的通话，当遇到突发事件时，驾驶员及时语音上报；第一车载无线通信设备5，主要用于实现与企业/行业监控中心实时通信及车辆实时动态信息传输；车内视频监控设备6，用于监控车辆行驶过程中，驾驶室内的动态信息；第二车载无线通信设备7，主要用于实现与其它在新运行车辆及服务区的实时通信；北斗高精度定位装置8，用于记录车辆的位置和行驶轨迹；etc9，主要用于车辆的自动缴费；智能测速传感器，用于测量车辆行驶过程中的速度，以此判断车辆是否超速。

本发明的车辆端、道路端、场站中心、监控中心和服务器控制中心相互通信，实现图1的货运监管控制方法，具体为：

道路端，用于获取自动驾驶专用道的路况信息(车流、时间等)；

场站中心，用于获取场站内的车辆信息(车牌信息、驾驶员信息等)；

监控中心，用于根据路况信息和车辆信息，判断场站内的车辆是否满足上路条件；若满足上路条件，则获取车辆载重信息；若不满足上路条件，则持续检测直至满足上路条件；

车辆端，用于根据车辆载重信息，判断车辆是否超载；若车辆超载，则锁死车辆行驶模式，卸载超重货物直至满足额定重量，并将超载车辆信息上传至监控中心备案；若车辆未超载，则开启人工驾驶模式，行驶至自动驾驶专用道；切换至自动驾驶模式，启动车-车、车-路通信；

车辆端，用于获取车辆实时动态信息，车辆实时动态信息包括：车辆位置、车辆速度、车内视频及语音信息、车况信息和驾驶员信息；

车辆端，用于将车辆实时动态信息同步地传输到监控中心(企业监控中心和行业监管部门的控制中心)、同一区域内的其他在线运营车辆和运行区域内的服务区控制中心；

车辆端或监控中心，用于根据车辆实时动态信息，判断是否出现异常驾驶行为；异常驾驶行为包括疲劳驾驶、超速驾驶和突发事件，突发事件包括车辆故障、驾驶员突发疾病、火情和事故；其中：

车辆与监控中心之间保持实时的通信，主要依托车载北斗高精度定位装置、测速装置、视频图像采集处理装置、语音采集处理装置等在线运行车辆动态信息的实时采集；采用大数据技术、机器学习算法、视频图像处理技术、语音处理技术等对驾驶员的疲劳驾驶(主要针对人工驾驶模式)、超速驾驶以及车内应急突发事件进行快速高效的识别，并借助于无线传输设备实现相应事故及异常驾驶行为的实时上报，从而实现快速高效的事故预防和人员救治，提高车辆运行的安全性。监控中心接收到若干在线运行车辆上传的实时动态信息(主要包括：突发事件、驾驶员的超速驾驶和疲劳驾驶等)，自动识别异常车辆的信息(主要包括：车辆位置、车辆速度、车辆驾驶员信息、车牌信息等)并记录在库；

监控中心，用于当出现异常驾驶行为，采取相应措施；其中：

若出现超速，则通过车载语音播报对司机发出警告，将驾驶员的违法驾驶记录在数据库，并给予相应的处罚；

若出现疲劳驾驶，则通过车载语音播报对司机发出警告，强制驾驶员就近到安全地带进行休息，并会给出安全地带位置供驾驶员选择；将驾驶员的违法驾驶记录在数据库，并给予相应的处罚；

若出现车辆故障的突发事件，则启动救援机制，并上报监控中心；

若出现驾驶员突发疾病的突发事件，则启动120救援，并上报监控中心；

若出现火情的突发事件，则启动119救援，并上报监控中心；

若出现事故的突发事件，则启动110救援，并上报监控中心。

运行区域内服务区控制中心与车辆进行实时的通信，用于当车辆或驾驶员需要补给时会提前告知服务区控制中心，服务区提前做好准备并发送位置信息给车辆，车辆将由自动驾驶模式切换至人工驾驶模式，通过高精度导航行驶至服务区进行补给；若车辆和驾驶员都不需要补给，则车辆保持自动驾驶模式行驶。

如图5所示，本发明还提供一种基于高速公路自动驾驶专用道的新型货运模式，其中：

对于有高速公路连接的不同区域之间的运输，新型的企业模式要求自动驾驶货运车辆必须行驶在高速公速的自动驾驶专用车道内，而不能在普通公路行驶；并且，如无特殊情况，一般要求货运车辆晚间特定时段运行，从而可以大大提高道路的使用效率和货运的运输效率和安全性。因此可以分为两种情况：

①对于高速公路属于同一行政区域或同一家企业运营管理的，则高速公路企业全资参与货运车辆的运营管理业务；或者高速公路企业与货车运输企业共同出资参与货运车辆的运营管理，但是高速公路企业必须为控股单位。

②对于高速公路属于不同行政区域或不同企业运营管理的，则不同区域的高速公路企业按照高速公路里程占比，共同投资运营管理货运车辆的运营管理业务，此模式只有高速公路企业参与；或则不同区域的高速公路企业按照高速公路里程占比，与相应地域的货车运输企业共同投资运营管理货运车辆的运营管理业务，但是高速公路企业必须为控股单位，此模式除了高速公路企业参与外，还可有货车运输企业出资参与。

③除了上述两种营运管理模式之外，还可以有高速公路企业、货车运输企业和其他组织或个人共同出资参与，但是无论那种模式都要求高速公路企业位控股单位。

以上两种情况分别包含三种组织经营管理模式：高速公路企业全资经营、高速公路企业和货车运输企业共同出资经营、高速公路企业、货车运输企业和其他企业共同出资经营。此等模式都要求高速公路企业为控股单位，不仅可以在很大程度上节约货运企业在高速公路过路费上的资金投入，而且如无特殊情况，一般要求货运车辆晚间运行，可以大大提高道路的使用效率和货运的运输效率和安全性。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。