一种基于基站的测速方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于基站的测速方法，通过手机终端、基站、后台处理中心以及查询终端的结合使用，判断汽车是否超速行驶。首先通过定位手机终端的位置，求出移动距离，然后结合移动时间计算出手机终端的移动速度，推断出汽车的行驶速度，最后通过后台数据处理判断是否超速，发现超速情况及时通过信息提醒驾驶员超速情况，确保行驶安全。
【专利说明】
-种基于基站的测速方法
技术领域
[0001] 本发明设及无线通信及定位领域，具体设及了一种基于基站的测速方法。
【背景技术】
[0002] 当前高速公路视频监控系统的构成是一个混合式系统(模拟视频+数字视频），高 速公路摄像机的安装受很多因素影响，如光线、早晚、白昼、季节等，综合各种因素如何发挥 其最佳作用是目前最大的难点。事实上，高速公路路段监控很多时候并不能事先知晓哪里 应该安装摄像机，通常是在某个位置频繁发生事故后，才知晓该处存在监控盲区。众所周 知，高速公路很多设备裸露在室外(或野外)工作，环境恶劣，又无防护，损坏会比较普遍，出 现问题需要找人去排查，外场的摄像机都装得比较高，排查也很难。
[0003] 鉴于W上种种问题，为了更方便的监控超速违章问题，在此提出了基站测速方案。 移动基站覆盖全程高速公路，人人都拥有手机终端，通过基站检测终端的移动速度，来监控 汽车的行驶速度，后台也能够更系统的统计行车数据，不仅能监控个人的超速行为，还能根 据大量的数据找出超速高发路段，方便交通部口加设测速监控点。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可W发现超速情况并及时通过 信息提醒驾驶员超速情况，确保行驶安全的基于基站的测速方法。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用了 W下技术方案： 一种基于基站的测速方法，该方法采用的设备包括： 手机终端，用于给后台处理中屯、提供定位支持并接受超速提醒； 基站，用于提供通信支持； 查询终端，用于提供查询手机终端号码及发送超速提醒服务； 后台处理中屯、，用于定位手机终端的位置W及计算手机终端的移动距离和速度，并判 断汽车是否超速； 该方法包括W下步骤： 步骤一，后台处理中屯、根据0TD0A定位方法或TA+A0A定位方法定位手机终端的任意位 置A并计算出位置A的经度和缔度； 步骤二，在离开位置A后的移动时间t时，后台处理中屯、根据0TD0A定位方法或TA+A0A定 位方法定位手机终端的任意位置B并计算出位置B的经度和缔度； 步骤Ξ，在离开位置B后的移动时间t时，后台处理中屯、根据0TD0A定位方法或TA+A0A 定位方法定位手机终端的任意位置C并计算出位置C的经度和缔度； 步骤四，后台处理中屯、根据位置A和位置B的经缔度计算出位置A和位置B的距离，计算 公式为： d=lll. 12cos{l/Tsin〇Asin〇B十cos〇Acos〇Bcos(AB-λΑ)]}，其中位置A的经度和 缔度分别为Μ和Φ A，位置B的经度和缔度分别为λΒ和Φ B，d为位置A和位置B之间的距离； 步骤五，后台处理中屯、根据位置B和位置C的经缔度计算出位置B和位置C的距离，计算 公式为： di = 111.12cos{ l/Tsin〇Bsin〇C+cos〇Bcos〇Ccos(AC-λΒ) ]}，其中位置B的经度 和缔度分别为λΒ和ΦΒ，位置C的经度和缔度分别为AC和〇C，di为位置B和位置C之间的距 离； 步骤六，通过步骤二得到手机终端从位置A到位置B所用时间tW及步骤四得到位置A和 位置B之间的距离d，结合公式v=d/t，得到手机终端在位置A到位置B之间的移动速度为V，即 为汽车行驶速度； 步骤屯，通过步骤Ξ得到手机终端从位置B到位置C所用时间tW及步骤五得到位置B和 位置C之间的距离di，结合公式vi=di/t，得到手机终端在位置B到位置C之间的移动速度为 VI，即为汽车行驶速度； 步骤八，设定超速速度为Vm，即当V〉Vm且VI〉Vm时，判定汽车超速； 步骤九，后台处理中屯、经过对比，当V〉Vm且VI〉Vm，判定汽车超速，并把超速信息反馈 到查询终端； 步骤十，查询终端查询到超速汽车上的手机终端的手机号码，并通过短信发送超速提 醒到移动终端。
[0006] 所述后台处理中屯、和查询终端分别通过基站与手机终端无线连接。所述后台处理 中屯、和查询终端无线连接。
[0007] 本发明通过测量汽车在固定时间t内的移动距离从而求出在该段距离内的平均速 度，并且通过后台处理中屯、判断是否超速。为了减小误差，本发明测试至少为两个连续的时 间t内的移动速度。
[0008] 为了进一步减小误差，可W分别测量连续的多个时间t内的移动速度，当在多个时 间t内的速度均超过超速速度时，判定汽车超速，并把相关超速信息发送到驾驶员的手机终 端，提醒驾驶员驾驶安全。
[0009] 本方法采用的0TD0A定位方法是： 通过检测3个不同基站信号到达的时间差来确定手机终端位置。手机终端位于W两个 基站为焦点的双曲线上。
[0010] 假设手机终端的坐标为(x，y)，基站i的位置坐标为(xi，yi)，基站i发送信号的时 间为Ti，手机终端接收到该信号的时间为：
由于确定手机终端位置需要建立两个W上的双曲线方程，两条双曲线的交点为手机终 端的二维位置坐标。W基站1作为参考小区，则可得方程组：
解该方程组即可得手机终端的二维地理坐标。其中C为光速。基站发送时间差(Ti-Ti) 及各基站的位置坐标作为辅助数据，由OAM直接配置给E-SMLC，若需要动态更新，E-SMLC可 W通过LP化获得运些辅助数据信息。为了获得精确定位，OTDOA方法要求同时有Ξ个W上的 基站参与定位参数RSTD的测量。考虑到手机终端使用公共参考信号下行检测邻基站信号性 能不一定好，LTE系统中引入了定位参考信号（PRS，Positioning Reference Signalling)， 专用于OTDOA定位方法中手机终端测量基站信号。E-SMLC获得各测量小区的PRS子帖配置的 方式同其他辅助数据一样，一般通过0AM直接配置。而手机终端在0TD0A定位过程中，可W通 过LPP的辅助数据传输功能，从E-SMLC获得测量小区集的PRS子帖配置。
[0011] 现有0TD0A定位只支持手机终端辅助的0TD0A定位方法，即最终的位置计算是在后 台处理中屯、进行的。
[0012] 本方法采用的TA+AoA定位方法是CELL_ID定位方法是基于小区覆盖的定位方法， 采用已知的服务小区地理信息估计目标终端的位置。该服务小区信息可W通过寻呼和跟踪 区（TA，化acking Area)更新等方式获得。TA+AoA定位方法在CELL_ID定位方法的基础上考 虑了定时提前量W及来波方向的因素，从而达到更精确的定位目的。
[001引eNode B通过智能天线得到终端发射信号的AoA，终端处于WeNode B为起点的射 线上，且射线从正北方向逆时针旋转的角度为AoA。
[0014] ΤΑ的获得可W通过终端上报终端接收和发送的时间差加上eNode B测到的接收和 发送的时间差来计算(此方法计算得到的TA称之为TA Typel)，也可W通过专用随机接入过 程由eNode B测量得到(此方法计算得到的TA称之为TA Type2)。TA乘W光速除W2，表示了 终端同eNode B之间的距离，终端就处于WeNode B为圆屯、、终端和eNode B距离为半径的圆 周上。再根据AoA的角度信息就可W获得终端的位置信息。
[001引定位过程： TA+AoA的定位方法通常只用于基于网络的定位，主要原因是AoA只能由基站测量得到， TA Typel和TA Type2也是由基站计算或者测量得到，即所有与该定位方法相关的测量量都 是基站提供的。运些测量量均可W由基站提供给定位服务器E-SMLC，所W支持基于网络的 定位就可W达到定位的目的了。因此也带来了该方法的一个优势，即对不支持定位业务的 终端，也可W通过该方法对其进行定位。
[0016] 使用TA+AoA方法进行定位主要设及W下流程:获得终端的测量能力，定位服务器 决定所需的测量量，基站启动相关测量，基站上报相关测量结果和位置信息，定位服务器进 行位置计算。
[0017] 与现有技术相比，本发明具有的有益效果： (1)基站分布广，信号覆盖高速全程路段，任意路段都可W监控汽车行驶情况，出现超 速问题时，可即时短息通知司机，避免超速造成的意外事故。
[0018] (2)本发明方法的后台处理中屯、可自动处理大量的数据，能够系统的反馈超速高 发路段，并为交通部口提供强有力的数据支撑。
[0019] (3)本发明方法主要依靠移动基站，无需交通部口额外投入建设和维护，还可简 单、方便、及时的处理问题。
[0020] (4)本发明测速误差小，可W准确的监测到超速情况。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合实施例对本发明进一步说明，但是本发明的保护范围不仅仅局限于W下 具体实施例。
[0022] 实施例1: 一种基于基站的测速方法，该方法采用的设备包括： 手机终端，用于给后台处理中屯、提供定位支持并接受超速提醒； 基站，用于提供通信支持； 查询终端，用于提供查询手机终端号码及发送超速提醒服务； 后台处理中屯、，用于定位手机终端的位置W及计算手机终端的移动距离和速度，并判 断汽车是否超速； 该方法包括W下步骤： 步骤一，后台处理中屯、根据0TD0A定位方法或TA+A0A定位方法定位手机终端的任意位 置A并计算出位置A的经度和缔度； 步骤二，在离开位置A后的移动时间5 s时，后台处理中屯、根据0TD0A定位方法或TA+A0A 定位方法定位手机终端的任意位置B并计算出位置B的经度和缔度； 步骤Ξ，在离开位置B后的移动时间5s时，后台处理中屯、根据0TD0A定位方法或TA+A0A 定位方法定位手机终端的任意位置C并计算出位置C的经度和缔度； 步骤四，后台处理中屯、根据位置A和位置B的经缔度计算出位置A和位置B的距离，计算 公式为： d=lll. 12cos{l/Tsin〇Asin〇B十cos〇Acos〇Bcos(AB-λΑ)]}，其中位置A的经度和 缔度分别为Μ和Φ A，位置B的经度和缔度分别为λΒ和Φ B，d为位置A和位置B之间的距离； 步骤五，后台处理中屯、根据位置B和位置C的经缔度计算出位置B和位置C的距离，计算 公式为： di = 111.12cos{ l/Tsin〇Bsin〇C+cos〇Bcos〇Ccos(AC-λΒ) ]}，其中位置B的经度 和缔度分别为λΒ和ΦΒ，位置C的经度和缔度分别为AC和〇C，di为位置B和位置C之间的距 离； 步骤六，通过步骤二得到手机终端从位置A到位置B所用时间tW及步骤四得到位置A和 位置B之间的距离d，结合公式v=d/t，得到手机终端在位置A到位置B之间的移动速度为V，即 为汽车行驶速度； 步骤屯，通过步骤Ξ得到手机终端从位置B到位置C所用时间tW及步骤五得到位置B和 位置C之间的距离di，结合公式vi=di/t，得到手机终端在位置B到位置C之间的移动速度为 VI，即为汽车行驶速度； 步骤八，设定超速速度为Vm，即当V〉Vm且VI〉Vm时，判定汽车超速； 步骤九，后台处理中屯、经过对比，当V〉Vm且VI〉Vm，判定汽车超速，并把超速信息反馈 到查询终端； 步骤十，查询终端查询到超速汽车上的手机终端的手机号码，并通过短信发送超速提 醒到移动终端。
[0023] 本实施例每5s计算一次汽车的移动速度，当在d和山距离内的速度V和VI均超过超 速速度Vm时，则判定汽车超速。
[0024] 实施例2: 本实施例与实施例1的不同之处在于:每10s计算一次汽车的移动速度。当汽车在从位 置A离开后10s的距离d和从位置B离开后10s的距离山距离内的速度V和VI均超过超速速度Vm 时，则判定汽车超速。
[0025] 实施例3: 一种基于基站的测速方法，该方法采用的设备包括： 手机终端，用于给后台处理中屯、提供定位支持并接受超速提醒； 基站，用于提供通信支持； 查询终端，用于提供查询手机终端号码及发送超速提醒服务； 后台处理中屯、，用于定位手机终端的位置W及计算手机终端的移动距离和速度，并判 断汽车是否超速； 该方法包括W下步骤： 步骤一，后台处理中屯、根据0TD0A定位方法或TA+A0A定位方法定位手机终端的任意位 置A并计算出位置A的经度和缔度； 步骤二，在离开位置A后的移动时间5 s时，后台处理中屯、根据0TD0A定位方法或TA+A0A 定位方法定位手机终端的任意位置B并计算出位置B的经度和缔度； 步骤Ξ，在离开位置B后的移动时间5s时，后台处理中屯、根据0TD0A定位方法或TA+A0A 定位方法定位手机终端的任意位置C并计算出位置C的经度和缔度； 步骤四，在离开位置C后的移动时间5s时，后台处理中屯、根据0TD0A定位方法或TA+A0A 定位方法定位手机终端的任意位置D并计算出位置D的经度和缔度； 步骤五，后台处理中屯、根据位置A和位置B的经缔度计算出位置A和位置B的距离，计算 公式为： d=lll. 12cos{l/Tsin〇Asin〇B十cos〇Acos〇Bcos(AB-λΑ)]}，其中位置A的经度和 缔度分别为Μ和Φ A，位置B的经度和缔度分别为λΒ和Φ B，d为位置A和位置B之间的距离； 步骤六，后台处理中屯、根据位置B和位置C的经缔度计算出位置B和位置C的距离，计算 公式为： di = 111.12cos{ l/Tsin〇Bsin〇C+cos〇Bcos〇Ccos(AC-λΒ) ]}，其中位置B的经度 和缔度分别为λΒ和ΦΒ，位置C的经度和缔度分别为AC和〇C，di为位置B和位置C之间的距 离； 步骤屯，后台处理中屯、根据位置C和位置D的经缔度计算出位置C和位置D的距离，计算 公式为： d2 = 111.12cos{ l/Tsin〇Csin〇D+cos〇Ccos〇Dcos(AD-λ〔）]}，其中位置C的经度 和缔度分别为和Φ C，位置D的经度和缔度分别为λ〇和Φ D，d2为位置C和位置D之间的距 离； 步骤八，通过步骤二得到手机终端从位置A到位置B所用时间tW及步骤五得到位置A和 位置B之间的距离d，结合公式v=d/t，得到手机终端在位置A到位置B之间的移动速度为V，即 为汽车行驶速度； 步骤九，通过步骤Ξ得到手机终端从位置B到位置C所用时间tW及步骤六得到位置B和 位置C之间的距离di，结合公式vi=di/t，得到手机终端在位置B到位置C之间的移动速度为 VI，即为汽车行驶速度； 步骤十，通过步骤四得到手机终端从位置C到位置D所用时间tW及步骤六得到位置C和 位置D之间的距离Cb，结合公式V2=d2/t，得到手机终端在位置C到位置D之间的移动速度为 V2,即为汽车行驶速度； 步骤^ ，设定超速速度为Vm，即当V〉Vm、Vl> Vm且V2〉Vm时，判定汽车超速； 步骤十二，后台处理中屯、经过对比，当V〉Vm、Vl> Vm且V2〉Vm时，判定汽车超速，并把超 速信息反馈到查询终端； 步骤十Ξ，查询终端查询到超速汽车上的手机终端的手机号码，并通过短信发送超速 提醒到移动终端。
[0026]本实施例与实施例1的不同之处在于增加计算位置C到位置D的距离cb内的速度V2， 通过连续Ξ个时间5s内的速度对比，进一步减小判断误差。
【主权项】
1. 一种基于基站的测速方法，其特征在于:该方法采用的设备包括： 手机终端，用于给后台处理中心提供定位支持并接受超速提醒； 基站，用于提供通信支持； 查询终端，用于提供查询手机终端号码及发送超速提醒服务； 后台处理中心，用于定位手机终端的位置以及计算手机终端的移动距离和速度，并判 断汽车是否超速； 该方法包括以下步骤： 步骤一，后台处理中心根据OTDOA定位方法或TA+AOA定位方法定位手机终端的任意位 置A并计算出位置A的经度和炜度； 步骤二，在离开位置A后的移动时间t时，后台处理中心根据OTDOA定位方法或TA+AOA定 位方法定位手机终端的任意位置B并计算出位置B的经度和炜度； 步骤三，在离开位置B后的移动时间t时，后台处理中心根据OTDOA定位方法或TA+AOA 定位方法定位手机终端的任意位置C并计算出位置C的经度和炜度； 步骤四，后台处理中心根据位置A和位置B的经炜度计算出位置A和位置B的距离，计算 公式为： d = 111 · 12cos{ l/[sinC>AsinC>B十cosC>AcosC>Bcos(AB-M) ]}，其中位置A的经度和 炜度分别为M和Φ A，位置B的经度和炜度分别为λΒ和Φ B，d为位置A和位置B之间的距离； 步骤五，后台处理中心根据位置B和位置C的经炜度计算出位置B和位置C的距离，计算 公式为： di = lll · l^cosU/TsinOBsinOC十cosOBcosOCcosGC-λΒ)]}，其中位置B的经度和 炜度分别为λΒ和Φ Β，位置C的经度和炜度分别为AC和Φ C，di为位置Β和位置C之间的距离； 步骤六，通过步骤二得到手机终端从位置A到位置B所用时间t以及步骤四得到位置A和 位置B之间的距离d，结合公式v=d/t，得到手机终端在位置A到位置B之间的移动速度为v，即 为汽车行驶速度； 步骤七，通过步骤三得到手机终端从位置B到位置C所用时间t以及步骤五得到位置B和 位置C之间的距离cU，结合公SV1=cU/t，得到手机终端在位置B到位置C之间的移动速度为 VI，即为汽车行驶速度； 步骤八，设定超速速度为Vm，即当V> Vm且Vl> Vm时，判定汽车超速； 步骤九，后台处理中心经过对比，当V> Vm且Vl> Vm，判定汽车超速，并把超速信息反馈 到查询终端； 步骤十，查询终端查询到超速汽车上的手机终端的手机号码，并通过短信发送超速提 醒到移动终端。
【文档编号】G08G1/052GK106060923SQ201610502696
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】周洪伟, 黄继文, 韦春丽, 黄权, 黎英征, 赖俊全
【申请人】广西英伦信息技术股份有限公司