一种固定路线车辆的行驶状态预警方法
【专利摘要】本发明公开了一种固定路线车辆的行驶状态预警方法，建立车辆行驶状态静态测试时空缓冲区监控模型，当车辆行驶范围超出空间缓冲扩展距离L设定的空间阈值时，判定行驶车辆属于空间越界状态；当车辆在相应弧段内的行驶时间小于弧段行驶时间范围H的最小值Min或者大于弧段行驶时间范围H的最大值Max和时间阈值h的和时，判定行驶车辆属于时间越界状态；当车辆出现越界状态时，将越界时的轨迹点作为新的起点，生成新的弧段并更新车辆行驶状态静态测试时空缓冲区监控模型参数，重新开始监控。本发明能够准确实时获取车辆状况，为车辆监控提供了良好的参考依据。
【专利说明】
-种固定路线车辆的行驶状态预譬方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种预警方法，特别是一种固定路线车辆的行驶状态预警方法。
【背景技术】
[0002] GPS车辆监控系统是为了加强车辆的可视性运行管理而建立的集成系统。它采用 GPS全球卫星定位技术、GIS地理信息技术、移动通信技术W及计算机处理技术等构建而成， 通过管理中屯、和车载终端来帮助使用单位实现车辆的监控调度管理。通过车辆监控系统， 可W实时了解车辆的位置、速度、行驶状态等信息;可W实现就近调度、遇险报警和求救报 警;可W 了解车辆历史行驶状态;可W对车辆的工作情况进行数据分析统计，并形成统计报 表。车辆监控调度系统的建设，使得对车辆的管理更加科学、合理，在提高管理水平的同时， 也减少了很多不必要的开支。
[0003] 现有的车辆监控系统的功能多W位置显示为主，辅W超速、疲劳驾驶等预警功能， 运些状态功能反应的信息比较单一，不能让监控中屯、有效实时地获取车辆真正的运行状 态，因此迫切需要一种能够对所有车辆进行全方位实时监控，筛选出异常状态车辆的结果 的车辆的行驶状态预警方法。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种固定路线车辆的行驶状态预警方法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
[0006] -种固定路线车辆的行驶状态预警方法，其特征在于包含W下步骤：
[0007] 步骤一:建立车辆行驶状态静态测试时空缓冲区监控模型，主要参数包含空间缓 冲扩展距离L、时间节点数量N、弧段行驶时间范围H、时间阔值h、距离阔值S、弧段平均行驶 速度V;
[000引步骤二：当车辆行驶范围超出空间缓冲扩展距离L设定的空间阔值时，判定行驶车 辆属于空间越界状态；
[0009] 步骤=:弧段行驶时间范围H是车辆在相应弧段内的行驶时间，时间阔值h是车辆 发生突发状况的延长时间，当车辆在相应弧段内的行驶时间小于弧段行驶时间范围H的最 小值Min或者大于弧段行驶时间范围H的最大值Max和时间阔值h的和时，判定行驶车辆属于 时间越界状态；
[0010] 步骤四：当车辆出现越界状态时，将越界时的轨迹点作为新的起点，生成新的弧段 并更新车辆行驶状态静态测试时空缓冲区监控模型参数，重新开始监控。
[0011] 进一步地，所述空间缓冲扩展距离L为车辆偏移预定路线的阔值，当有服务区时，L 值相应局部增大。
[0012] 进一步地，所述时间阔值h由公
计算得到，其中Min是相应弧 段行驶时间范围的最小值，Max是相应弧段行驶时间范围的最大值。
[0013] 进一步地，所述弧段平均行驶速度V由各弧段每天行驶平均速度计算平均值得到， 距离阔值S由公式S = h X石得到。
[0014] 进一步地，所述步骤四包含更新弧段起点、更新模型参数值和调用新生成的监控 方案。
[0015] 进一步地，所述更新弧段起点过程为，当车辆在弧段Li内的某轨迹点Xk出现越界 情况时，系统发出警报并同时运行一键恢复模块，将轨迹点Xk作为弧段Li新的起点，生成新 的弧段Li/,即轨迹点Xi至节点i之间的弧段，后继的计算将基于Xk进行。
[0016] 进一步地，所述更新模型参数值过程为，弧段起始点更新后，新生成弧段Li/的行 驶时间范围IT [Min^ ,Max^ ]、弧段平均行驶速度？，弧段时间阔值h/、弧段距离阔值发生 改变，采用线性插值方法对参数值H'和兩进行更新，然后基于H'和？的计算结果，分别计算 时间阔值h/和距离阔值。
[0017] 进一步地，所述线性插值方法过程为 其中原始弧段Li行驶时间范围为叫Min, Max], X、V分别为Li的长度和平均行驶速度，为 Li^的长度。
[0018] 进一步地，所述调用新生成的监控方案过程为，采用车载的北斗或者GI^导航通信 设备，设置某一按键的程序功能来实现新生成的监控方案触发调用，或者服务器后台采用 隔段时间自动调用新生成的监控方案的方式来保证车辆的全程智能监控。
[0019] 本发明与现有技术相比，具有W下优点和效果:通过对固定路线行驶车辆的轨迹 分析，得到行驶规律，然后对所有车辆进行实时监控，筛选出异常状态车辆的结果，然后在 监控中屯、可通过人工通信回访，确定车辆的情况，W为应急提供参考依据，监控信息参数多 样，能够准确实时获取车辆状况，为车辆监控提供了良好的参考依据。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明的一种固定路线车辆的行驶状态预警方法的车辆行驶状态静态测试 时空缓冲区监控模型示意图。
[0021] 图2是本发明的一种固定路线车辆的行驶状态预警方法的更新新弧段示意图。
[0022] 图3是本发明的一种固定路线车辆的行驶状态预警方法的车辆行驶状态静态测试 时空缓冲区监控模型参数信息表。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，W下实施例是对本发 明的解释而本发明并不局限于W下实施例。
[0024] 如图所示，本发明的一种固定路线车辆的行驶状态预警方法，包含W下步骤：
[0025] 步骤一:建立车辆行驶状态静态测试时空缓冲区监控模型，主要参数包含空间缓 冲扩展距离L、时间节点数量N、弧段行驶时间范围H、时间阔值h、距离阔值S、弧段平均行驶 速度；；
[0026] 步骤二：当车辆行驶范围超出空间缓冲扩展距离L设定的空间阔值时，判定行驶车 辆属于空间越界状态；
[0027] 步骤弧段行驶时间范围H是车辆在相应弧段内的行驶时间，时间阔值h是车辆 发生突发状况的延长时间，当车辆在相应弧段内的行驶时间小于弧段行驶时间范围H的最 小值Min或者大于弧段行驶时间范围H的最大值Max和时间阔值h的和时，判定行驶车辆属于 时间越界状态；
[0028] 步骤四：当车辆出现越界状态时，将越界时的轨迹点作为新的起点，生成新的弧段 并更新车辆行驶状态静态测试时空缓冲区监控模型参数，重新开始监控。
[0029] 空间缓冲扩展距离L为车辆偏移预定路线的阔值，当有服务区时，L值相应局部增 大。空间缓冲区的扩展距离L，此参数控制了车辆偏移预定路线的阔值，如果考虑到服务区 等因素，则在不同的道路行驶区域，该值会有所变化。车辆行驶超出此空间缓冲区，又事先 未和监控中屯、进行沟通，则处系统判定属于空间越界状态。时间节点的数量N，此参数决定 了车辆轨迹自动预警监控方法的时间精度。弧段行驶时间范围H，该值表明车辆在相应弧段 内的行驶时间，它决定了车辆的运行状态，如车辆若行驶到时间节点3处需要90分钟，而实 际行驶时间为110分钟，又事先未和监控中屯、沟通，则该车辆处于时间越界状态。该参数是 计算时间阔值和距离阔值的数据基础。时间阔值h，该参数是依据弧段行驶时间范围而确定 的值，它为车辆行驶时发生突发状况提供了时间延长的可能。车辆在途行驶时总会遇到突 发状况，如短时间内的堵车、车辆，没油等，运些事件可能会耽误行程，导致车辆不能按时到 达指定区域。同时，此类事件也无需向监控中屯、沟通，增加监控中屯、的工作量。因此，弧段行 驶时间范围就需要有一定的伸缩性，从而提出时间阔值运一参数。
[0030] 时间阔值h由公式（1)计算得到，Min是相应弧段行驶时间范围的最小值，Max是相 应弧段行驶时间范围的最大值。如弧段1，行驶时间范围是[70，90 ]，Min = 70，Max = 90，计算 得弧段1行驶时间励估h = 13 A钟。
[0031]
(T)
[0032] 弧段平均行驶速度y由各弧段每天行驶平均速度计算平均值所求得，它反映了弧 段内车辆行驶的状态，是计算距离阔值S的数据依据。距离阔值S，该参数是由时间阔值h和 弧段内车辆平均速度V决定的。理论上，在一定时间内，车辆W-定的速度会行驶一定的距 离。在车辆实际行驶中，并不能确保在一定的时间内行驶相应的距离，到达指定地点。所W 此时就需要行驶的里程具有伸缩性，来调节适应情况的发生。距离阔值S由公式(2)计算得 到。
[00削 域
[0034]提出的车辆监控模型是静态的模型，模型的各参数值是根据车辆历史轨迹数据通 过统计分析得到的，一旦车辆行驶路线确定，则各参数值将确定，模型依据确定的参数对轨 迹进行监控。当车辆在途行驶出现越界状态时，系统的处理方式是发出报警并等待司机调 整行驶状态，监控系统对车辆的监控将在越界点之后继续进行，模型继续依据参数累积计 算行驶路程。结合长途和短途车辆轨迹的模拟监控分析结果可W发现，在静态监控模型进 行轨迹监控期间，当某弧段内出现越界情况时，该弧段内会持续出现越界情况，监控中屯、将 不断发出警报，增加监控工作的难度。为了提高模型的监控效率和准确度，可W对监控模型 进行优化，实现轨迹监控的"一键恢复"功能，使非正常停滞一定时段后的车辆仍然可W采 用本监控模型。
[0035] 优化方案主要针对弧段起始点，优化后的模型能够在越界状态出现超过一定时段 后实现对弧段起始点的实时更新，生成一个新的弧段起点继续弧段后继轨迹的处理。
[0036] 1)更新弧段起点
[0037] 当车辆在弧段Li(i〉0)内的某轨迹点Xk化〉0)出现越界情况时，系统发出警报并同 时运行"一键恢复"模块，将轨迹点Xk作为弧段Li新的起点，生成新的弧段Li/，即轨迹点Xi 至节点i之间的弧段，后继的计算将基于Xk进行。
[0038] 2)更新模型参数值
[0039] 弧段起始点更新后，新生成弧段Li/的行驶时间范围IT [Min^ ,Max/]、弧段平均行 驶速度？将会改变，弧段时间阔值弧段距离阔值也会随之改变。因此，弧段起点更新 后，需要对该弧段设及的模型参数值进行更新。在此，采用线性插值方法对参数值和？进 行更新，插值方法核屯、公式见公式(3)和公式(4)，其中原始弧段Li行驶时间范围为叫Min, Max] ,X、V分别为Li的长度和平均行驶速度，X'为Li'的长度。然后基于H'和V的计算结果， 利用公式（1)巧公式（2)分别计算时间励值h/和距离阔值。
[0040] 城
[0041] (4)
[0042] 3)调用新生成的监控方案
[0043] 可采用车载的北斗或者GPS导航通信设备，设置某一按键的程序功能来实现该优 化方案的"一键式"触发调用，或者服务器后台采用隔段时间自动调用优化模型的方式来保 证车辆的全程智能监控。
[0044] 本说明书中所描述的W上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术 领域的技术人员可W对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只 要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保 护范围。
【主权项】
1. 一种固定路线车辆的行驶状态预警方法，其特征在于包含以下步骤： 步骤一:建立车辆行驶状态静态测试时空缓冲区监控模型，主要参数包含空间缓冲扩 展距离L、时间节点数量N、弧段行驶时间范围H、时间阈值h、距离阈值S、弧段平均行驶速度 V:; 步骤二：当车辆行驶范围超出空间缓冲扩展距离L设定的空间阈值时，判定行驶车辆属 于空间越界状态； 步骤三:弧段行驶时间范围Η是车辆在相应弧段内的行驶时间，时间阈值h是车辆发生 突发状况的延长时间，当车辆在相应弧段内的行驶时间小于弧段行驶时间范围Η的最小值 Min或者大于弧段行驶时间范围Η的最大值Max和时间阈值h的和时，判定行驶车辆属于时间 越界状态； 步骤四：当车辆出现越界状态时，将越界时的轨迹点作为新的起点，生成新的弧段并更 新车辆行驶状态静态测试时空缓冲区监控模型参数，重新开始监控。2. 按照权利要求1所述的一种固定路线车辆的行驶状态预警方法，其特征在于:所述空 间缓冲扩展距离L为车辆偏移预定路线的阈值，当有服务区时，L值相应局部增大。3. 按照权利要求1所述的一种固定路线车辆的行驶状态预警方法，其特征在于:所述时 间阈值h由公￥f算得到，其中Min是相应弧段行驶时间范围的最小值， Max是相应弧段行驶时间范围的最大值。4. 按照权利要求1所述的一种固定路线车辆的行驶状态预警方法，其特征在于:所述弧 段平均行驶速度?由各弧段每天行驶平均速度计算平均值得到，距离阈值s由公式 S. = h X ^得到。5. 按照权利要求1所述的一种固定路线车辆的行驶状态预警方法，其特征在于:所述步 骤四包含更新弧段起点、更新模型参数值和调用新生成的监控方案。6. 按照权利要求5所述的一种固定路线车辆的行驶状态预警方法，其特征在于:所述更 新弧段起点过程为，当车辆在弧段Li内的某轨迹点Xk出现越界情况时，系统发出警报并同 时运行一键恢复模块，将轨迹点Xk作为弧段Li新的起点，生成新的弧段LV，即轨迹点Xi至 节点i之间的弧段，后继的计算将基于Xk进行。7. 按照权利要求5所述的一种固定路线车辆的行驶状态预警方法，其特征在于:所述更 新模型参数值过程为，弧段起始点更新后，新生成弧段LV的行驶时间范围把[Mir/ AaY ]、 弧段平均行驶速度P，弧段时间阈值V、弧段距离阈值Y发生改变，采用线性插值方法对参 数值把和'^进行更新，然后基于把和&的计算结果，分别计算时间阈值Μ和距离阈值Υ。8. 按照权利要求7所述的一种固定路线车辆的行驶状态预警方法，其特征在于:所述线 性插值方法过程为，= X Mot $ X Μαα]，7 X ?，其中原始弧段Li行驶时间 X X yc. X 范围为H[Min，Max]，x、v分别为Li的长度和平均行驶速度，X'为LV的长度。9. 按照权利要求5所述的一种固定路线车辆的行驶状态预警方法，其特征在于:所述调 用新生成的监控方案过程为，采用车载的北斗或者GPS导航通信设备，设置某一按键的程序 功能来实现新生成的监控方案触发调用，或者服务器后台采用隔段时间自动调用新生成的
【文档编号】G08G1/123GK105957387SQ201610542596
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年7月11日
【发明人】周侗, 朱伶俐, 石雅娇, 王姝, 孙晨星, 盖宸德, 柴香, 康天乐, 孙健, 陶菲
【申请人】南通大学, 江苏太平洋通信科技有限公司