道路故障检测方法及装置与流程

本发明涉及车联网技术领域，尤其涉及一种道路故障检测方法及装置。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，汽车已成为人们最主要的出行工具之一，为人们的生活提供了巨大的便利。而对汽车而言，道路质量具有重要意义，其直接影响到运输效率。因此人们需要对道路进行检测，以及时发现道路故障，并对道路进行保养和维护处理，保证道路的使用性能，从而使道路上的车辆能够安全、快速地通过。

在现有的道路检测过程中，主要是人为操作专业设备定时对道路进行故障检测。这种道路故障检测方法，需要花费大量的人力成本，而且由于检测是定时进行的，但道路状况却是实时变化，因此这种道路故障检测方法无法及时检测出道路故障信息，从而影响后续的维护操作，影响车辆的正常行驶。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提出一种道路故障检测方法及装置，旨在解决无法及时发现道路故障的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种道路故障检测方法，所述检测方法包括以下步骤：

通过车载诊断系统obd接头获取预设时间内在预设道路上行驶的车辆的行车信息，并根据所述行车信息绘制各车辆的行车轨迹；

将各车辆的行车轨迹与所述预设道路对应的模拟正常轨迹进行比较，判断各车辆的行车轨迹中是否存在异常轨迹；

若各车辆的行车轨迹中存在异常轨迹，且异常轨迹的数量超过预设正常值，则确定所述预设道路存在故障。

优选的，所述通过obd接头获取预设时间内在预设道路上行驶的车辆的行车信息，并根据所述行车信息绘制各车辆的行车轨迹的步骤之前，还包括：

基于所述预设道路的历史行车轨迹数据，分析模拟得到所述预设道路的模拟正常轨迹；

和/或，根据预设道路宽度标准，分析模拟得到所述预设道路的模拟正常轨迹。

优选的，所述若各车辆的行车轨迹中存在异常轨迹，且异常轨迹的数量超过预设正常值，则确定所述预设道路存在异常的步骤包括：

若各车辆的行车轨迹中存在异常轨迹，且异常轨迹的数量超过预设正常值，则根据所述异常轨迹判断异常车辆在所述预设道路中的异常操作类型；

若根据所述异常轨迹判断所述异常车辆出现了掉头和/或停车的异常操作，则确定所述预设道路存在无法通行的故障；

若根据所述异常轨迹判断所述异常车辆出现了变道的异常操作，则确定所述预设道路存在无法直行的故障。

优选的，所述若各车辆的行车轨迹中存在异常轨迹，且异常轨迹的数量超过预设正常值，则确定所述预设道路存在故障的步骤之后，还包括：

向道路维护部门发送道路故障信息，以及时对所述预设道路进行维护。

优选的，所述行车信息包括行驶车辆的位置信息和与位置信息对应的车速矢量信息。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种道路故障检测装置，所述检测装置包括：

轨迹绘制模块，用于通过车载诊断系统obd接头获取预设时间内在预设道路上行驶的车辆的行车信息，并根据所述行车信息绘制各车辆的行车轨迹；

轨迹判断模块，用于将各车辆的行车轨迹与所述预设道路对应的模拟正常轨迹进行比较，判断各车辆的行车轨迹中是否存在异常轨迹；

故障确定模块，用于若各车辆的行车轨迹中存在异常轨迹，且异常轨迹的数量超过预设正常值，则确定所述预设道路存在故障。

优选的，所述检测装置还包括：

轨迹模拟模块，用于基于所述预设道路的历史行车轨迹数据，分析模拟得到所述预设道路的模拟正常轨迹；

所述轨迹模拟模块，还用于根据预设道路宽度标准，分析模拟得到所述预设道路的模拟正常轨迹。

优选的，所述故障确定模块包括：

类型判断单元，用于若各车辆的行车轨迹中存在异常轨迹，且异常轨迹的数量超过预设正常值，则根据所述异常轨迹判断异常车辆在所述预设道路中的异常操作类型；

第一确定单元，用于若根据所述异常轨迹判断所述异常车辆出现了掉头和/或停车的异常操作，则确定所述预设道路存在无法通行的故障；

第二确定单元，用于若根据所述异常轨迹判断所述异常车辆出现了变道的异常操作，则确定所述预设道路存在无法直行的故障。

优选的，所述检测装置还包括：

信息发送模块，用于向道路维护部门发送道路故障信息，以及时对道路进行维护。

优选的，所述行车信息包括行驶车辆的位置信息和与位置信息对应的车速矢量信息。

本发明通过车载诊断系统obd接头获取预设时间内在预设道路上行驶的车辆的行车信息，并根据所述行车信息绘制各车辆的行车轨迹；将各车辆的行车轨迹与所述预设道路对应的模拟正常轨迹进行比较，判断各车辆的行车轨迹中是否存在异常轨迹；若各车辆的行车轨迹中存在异常轨迹，且异常轨迹的数量超过预设正常值，则确定所述预设道路存在故障。通过以上方式，本发明不同于传统的人为操作定时检测方法，而是利用obd接头和网络技术，可实时获取到车辆的行车信息，从而绘制出车辆的行车轨迹；在车辆轨迹异于模拟正常轨迹时，确定车辆行驶异常，在异常车辆的量达到一定程度时，则确定是道路存在故障。这种基于实时行车轨迹和模拟正常轨迹判断车辆的行驶状况，从而确定道路状况的检测方法能更及时的发现道路故障问题，提高了检测的准确性，可有效的避免意外的发生，同时降低了检测的人力成本。

附图说明

图1为本发明道路故障检测方法第一实施例的流程示意图；

图2为图1中所述若各车辆的行车轨迹中存在异常轨迹，且异常轨迹的数量超过预设正常值，则确定所述预设道路存在故障的细化流程示意图；

图3为本发明道路故障检测装置第一实施例的功能模块示意图；

图4为图3中所述故障确定模块的细化功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明道路故障检测方法第一实施例的流程示意图。

本实施例中，所述检测方法包括以下步骤：

步骤s10，通过车载诊断系统obd接头获取预设时间内在预设道路上行驶的车辆的行车信息，并根据所述行车信息绘制各车辆的行车轨迹；

本实施例中，该检测方法用于检测道路故障。传统的道路故障检测方法，主要是人为操作专业设备定时对道路进行检测，这种检测方法需要花费大量的人力成本，而且由于检测是定时进行的，但道路状况却是实时变化，因此这种道路故障检测方法无法及时检测出道路故障信息。本实施例通过互联网技术，对车辆数据进行采集和分析，在第一时间内发现道路通行过程中的异常情况，及时发现道路故障情况。本实施例中，车辆安装有车载诊断系统obd，obd包括obd接口，用户可通过obd接口将设备连接obd，从而获取obd中的数据信息；obd又与车辆的电子控制单元ecu建立有连接，通过ecu，obd可获取车辆各系统的信息，其中包括汽车发动机系统、自动变速系统、制动防抱死系统、仪表系统、安全气囊系统、车身电子稳定系统等。因此，用户可通过将外接设备连接obd接口，从而连接obd，并通过obd和ecu获取到车辆的行车信息。

本实施例中，将用于连接obd接口获取车辆行车信息的设备定义为obd接头。在需要对某条道路进行检测时，通过obd接头获取预设时间内该道路上的行驶的所有车辆的行车信息。在obd接头完成获取时，会将行车信息发送至后台服务器，由后台服务器根据这些行车信息绘制出各车辆在道路上的行车轨迹。具体的，获取的行车信息包括行驶车辆的gps位置信息，由于车辆是在行驶过程中，因此其gps位置信息是变化的，即动态的位置数据流，通过该位置数据流可绘制出车辆在该道路上的行车轨迹；而由于gps可能存在漂移的情况，因此获取的信息还包括与gps位置信息对应的车速矢量信息，即带方向的车速信息，在gps位置信息的基础上结合车速矢量信息，更准确绘制车辆在该道路上行车轨迹。

在具体实施中，除了通过使用obd接头连接obd获取行车信息外，还集成在车机中与车辆串行总线系统canbus连接，当然也可以作为独立设备安装在汽车内部与车辆canbus连接。

步骤s20，将各车辆的行车轨迹与所述预设道路对应的模拟正常轨迹进行比较，判断各车辆的行车轨迹中是否存在异常轨迹；

本实施例中，在绘制出车辆的行车轨迹时，将从数据库中调取出该道路对应的模拟正常轨迹，将行车轨迹与模拟正常轨迹进行比较，判断车辆的行车轨迹是否异常。其中模拟正常轨迹，是服务器根据该道路的历史记录进行模拟所得。由于不同车辆在同一道路的行车轨迹不可能完全吻合，因此该模拟正常轨迹可以是一个区域，只要车辆的行车轨迹在模拟正常轨迹所表示的区域内，即认为该轨迹正常；若车辆的行车轨迹不在模拟正常轨迹的区域内，即认为该车辆的行车轨迹异常。

进一步的，对于模拟正常轨迹，可以是这样获得的：正常情况下车辆行驶过程中一般都是在车道中间的，而车辆的行驶轨迹也是在车道中间的，数据库中存储有同一路段的大量历史行车轨迹，如果大部分的行车轨迹都落在同一个区域内，去除少部分离散的点，则根据这些轨迹大致绘制出一条轨迹，这条轨迹即模拟正常轨迹；又由于不同车辆在同一道路的行车轨迹不可能完全吻合，因此该模拟正常轨迹可以是一个区域，只要车辆的行车轨迹在模拟正常轨迹所表示的区域内，即认为该轨迹正常；若车辆的行车轨迹不在模拟正常轨迹的区域内，即认为该车辆的行车轨迹异常。在通过大量的数据进行分析模拟的过程，由于需要考虑数据的偶然性，还可根据相关的数学回归算法进行分析模拟。此外，模拟正常轨迹还可以是根据预设道路宽度标准得到的，例如，根据我国的高速公路宽度标准可得知高速车道宽度，再根据该宽度可绘制出每条车道正常行驶的行车轨迹。

步骤s30，若各车辆的行车轨迹中存在异常轨迹，且异常轨迹的数量超过预设正常值，则确定所述预设道路存在故障。

本实施例中，若各车辆的行车轨迹中存在异常轨迹，而且异常轨迹的数量超过预设正常值，即在某个时间段内，在该道路上行驶的车辆中，有数量超过预设正常值的异常车辆，这些异常车辆选择了与模拟正常轨迹不一致的行驶方式，此时则认为该道路出现了故障，使得车辆的行车方式发生了改变。具体的，通过obd接头实时获取车辆的行车信息以绘制其行车轨迹，当监测到有车辆到达某路段时，该车辆的行车轨迹异常，并且从该时刻起，后续预设时间段内在该道路行驶的车辆中，有超过预设正常值的行车轨迹都异常，则确定道路存在故障。例如，某段直行道路对应的模拟正常轨迹是一条直线，而在某个时间段内，检测到通过该直行道路的车辆的行车轨迹均不是直线，其轨迹均在道路的某个位置超出模拟正常轨迹区域，即这些车辆都在道路的某个位置进行了变道操作，此时认为道路的该位置存在影响车辆直行的故障。值得说明的是，并非在检测到异常轨迹时就立即判断道路故障，因为可能存在车辆偶然偏离或者数据有误导致轨迹绘制错误的情况，因此在进行判断时，需要收集足够的行车轨迹，保证判断结果的准确性。

在具体实施中，为了节约资源，可以设置每条道路检测时间，在道路通行量多的时候进行检测，例如对于主要通勤道路，可在上下班时间段进行实时检测；还可以根据道路的类型制定不同的检测策略，例如在危险路段、或事故和故障多发路段进行实时检测，在平稳路段或通行路少的路段采取定时检测。根据道路的类型和实际通行状况，采取不同的检测策略，在及时发现道路故障的同时，节约资源和检测成本。

进一步的，在确定道路存在故障时，可向道路维护部门发送道路故障信息，以通知相关部门及时对道路进行维护，清除道路故障，保证正常通行。此外，在通知相关部门的同时，还可以对司机发送故障提醒信息，让司机及时了解道路故障情况，以便及时调整行车计划，有效避免意外的发生。

本实施例中，通过obd接头获取预设时间内在预设道路上行驶的车辆的行车信息，并根据所述行车信息绘制各车辆的行车轨迹；将各车辆的行车轨迹与所述预设道路对应的模拟正常轨迹进行比较，判断各车辆的行车轨迹中是否存在异常轨迹；若各车辆的行车轨迹中存在异常轨迹，且异常轨迹的数量超过预设正常值，则确定所述预设道路存在故障。通过以上方式，本实施例不同于传统的人为操作定时检测方法，而是利用obd接头和网络技术，可实时获取到车辆的行车信息，从而绘制出车辆的行车轨迹；在车辆轨迹异于模拟正常轨迹时，确定车辆行驶异常，在异常车辆的量达到一定程度时，则确定是道路存在故障。这种基于实时行车轨迹和模拟正常轨迹判断车辆的行驶状况，从而确定道路状况的检测方法能更及时的发现道路故障问题，提高了检测的准确性，可有效的避免意外的发生，同时降低了检测的人力成本。

参照图2，图2为图1中所述若各车辆的行车轨迹中存在异常轨迹，且异常轨迹的数量超过预设正常值，则确定所述预设道路存在故障的细化流程示意图。

基于上述图1所示实施例，所述步骤s30包括：

步骤s31，若各车辆的行车轨迹中存在异常轨迹，且异常轨迹的数量超过预设正常值，则根据所述异常轨迹判断异常车辆在所述预设道路中的异常操作类型；

本实施例中，若各车辆的行车轨迹中存在异常轨迹，而且异常轨迹的数量超过预设正常值，即在某个时间段内，在该道路上行驶的车辆中，有数量超过预设正常值的异常车辆，这些异常车辆选择了与模拟正常轨迹不一致的行驶方式，此时则认为该道路出现了故障，使得车辆的行车方式发生了改变。此时将根据轨迹的具体异常情况判断异常车辆的异常操作类型。

步骤s32，若根据所述异常轨迹判断所述异常车辆出现了掉头和/或停车的异常操作，则确定所述预设道路存在无法通行的故障；

本实施例中，若异常轨迹的表现为在某个位置折返和/或停止，则可认为异常车辆在本可通行的位置进行了调头和/或停车的异常操作，此时即可判断该道路存在无法通行的故障。

步骤s33，若根据所述异常轨迹判断所述异常车辆出现了变道的异常操作，则确定所述预设道路存在无法直行的故障。

本实施例中，若异常轨迹的表现为在某个位置进行了弯折，但其主要前进方向未发生改变，则可认为异常车辆在本可直行的位置进行了变道操作，此时可判断该道路存在无法直行的故障。

进一步的，在对某路段的检测过程还可能出现车辆的行车轨迹正常，但有数量超过预设正常值的车辆的行驶速度比正常行驶速度慢的异常情况，则可认为在经过该路段的车辆进行了减速，此时可判断道路存在轻微故障。

本实施例中，根据异常轨迹的异常情况进行分析，从而确定道路的具体故障类型，有利于提高检测的准确性，方便后续更有针对性地对道路进行维护处理。

本发明进一步提供一种道路故障检测装置。

参照图3，图3为本发明道路故障检测装置第一实施例的功能模块示意图。

本实施例中，所述检测装置包括：

轨迹绘制模块10，用于通过车载诊断系统obd接头获取预设时间内在预设道路上行驶的车辆的行车信息，并根据所述行车信息绘制各车辆的行车轨迹；

本实施例中，该检测方法用于检测道路故障。传统的道路故障检测方法，主要是人为操作专业设备定时对道路进行检测，这种检测方法需要花费大量的人力成本，而且由于检测是定时进行的，但道路状况却是实时变化，因此这种道路故障检测方法无法及时检测出道路故障信息。本实施例通过互联网技术，对车辆数据进行采集合分析，在第一时间内发现道路通行过程中的异常情况，及时发现道路故障情况。本实施例中，车辆安装有车载诊断系统obd，obd包括obd接口，用户可通过obd接口将设备连接obd，从而获取obd中的数据信息；obd又与车辆的电子控制单元ecu建立有连接，通过ecu，obd可获取车辆各系统的信息，其中包括汽车发动机系统、自动变速系统、制动防抱死系统、仪表系统、安全气囊系统、车身电子稳定系统等。因此，用户可通过将外接设备连接obd接口，从而连接obd，并通过obd和ecu获取到车辆的行车信息。

本实施例中，将用于连接obd接口获取车辆行车信息的设备定义为obd接头。在需要对某条道路进行检测时，通过obd接头获取预设时间内该道路上的行驶的所有车辆的行车信息。在obd接头完成获取时，会将行车信息发送至后台服务器，由后台服务器根据这些行车信息绘制出各车辆在道路上的行车轨迹。具体的，获取的行车信息包括行驶车辆的gps位置信息，由于车辆是在行驶过程中，因此其gps位置信息是变化的，即动态的位置数据流，通过该位置数据流可绘制出车辆在该道路上的行车轨迹；而由于gps可能存在漂移的情况，因此获取的信息还包括与gps位置信息对应的车速矢量信息，即带方向的车速信息，在gps位置信息的基础上结合车速矢量信息，更准确绘制车辆在该道路上行车轨迹。

在具体实施中，除了通过使用obd接头连接obd获取行车信息外，还集成在车机中与车辆串行总线系统canbus连接，当然也可以作为独立设备安装在汽车内部与车辆canbus连接。

轨迹判断模块20，用于将各车辆的行车轨迹与所述预设道路对应的模拟正常轨迹进行比较，判断各车辆的行车轨迹中是否存在异常轨迹；

本实施例中，在绘制出车辆的行车轨迹时，将从数据库中调取出该道路对应的模拟正常轨迹，将行车轨迹与模拟正常轨迹进行比较，判断车辆的行车轨迹是否异常。其中模拟正常轨迹，是服务器根据该道路的历史记录进行模拟所得。由于不同车辆在同一道路的行车轨迹不可能完全吻合，因此该模拟正常轨迹可以是一个区域，只要车辆的行车轨迹在模拟正常轨迹所表示的区域内，即认为该轨迹正常；若车辆的行车轨迹不在模拟正常轨迹的区域内，即认为该车辆的行车轨迹异常。

进一步的，对于模拟正常轨迹，可以是这样获得的：正常情况下车辆行驶过程中一般都是在车道中间的，而车辆的行驶轨迹也是在车道中间的，数据库中存储有同一路段的大量历史行车轨迹，如果大部分的行车轨迹都落在同一个区域内，去除少部分离散的点，则根据这些轨迹大致绘制出一条轨迹，这条轨迹即模拟正常轨迹；又由于不同车辆在同一道路的行车轨迹不可能完全吻合，因此该模拟正常轨迹可以是一个区域，只要车辆的行车轨迹在模拟正常轨迹所表示的区域内，即认为该轨迹正常；若车辆的行车轨迹不在模拟正常轨迹的区域内，即认为该车辆的行车轨迹异常。在通过大量的数据进行分析模拟的过程，由于需要考虑数据的偶然性，还可根据相关的数学回归算法进行分析模拟。此外，模拟正常轨迹还可以是根据预设道路宽度标准得到的，例如，根据我国的高速公路宽度标准可得知高速车道宽度，再根据该宽度可绘制出每条车道正常行驶的行车轨迹。

故障确定模块30，用于若各车辆的行车轨迹中存在异常轨迹，且异常轨迹的数量超过预设正常值，则确定所述预设道路存在故障。

本实施例中，若各车辆的行车轨迹中存在异常轨迹，而且异常轨迹的数量超过预设正常值，即在某个时间段内，在该道路上行驶的车辆中，有数量超过预设正常值的异常车辆，这些异常车辆选择了与模拟正常轨迹不一致的行驶方式，此时则认为该道路出现了故障，使得车辆的行车方式发生了改变。具体的，通过obd接头实时获取车辆的行车信息以绘制其行车轨迹，当监测到有车辆到达某路段时，该车辆的行车轨迹异常，并且从该时刻起，后续预设时间段内在该道路行驶的车辆中，有超过预设正常值的行车轨迹都异常，则确定道路存在故障。例如，某段直行道路对应的模拟正常轨迹是一条直线，而在某个时间段内，检测到通过该直行道路的车辆的行车轨迹均不是直线，其轨迹均在道路的某个位置超出模拟正常轨迹区域，即这些车辆都在道路的某个位置进行了变道操作，此时认为道路的该位置存在影响车辆直行的故障。值得说明的是，并非在检测到异常轨迹时就立即判断道路故障，因为可能存在车辆偶然偏离或者数据有误导致轨迹绘制错误的情况，因此在进行判断时，需要收集足够的行车轨迹，保证判断结果的准确性。

在具体实施中，为了节约资源，可以设置每条道路检测时间，在道路通行量多的时候进行检测，例如对于主要通勤道路，可在上下班时间段进行实时检测；还可以根据道路的类型制定不同的检测策略，例如在危险路段、或事故和故障多发路段进行实时检测，在平稳路段或通行路少的路段采取定时检测。根据道路的类型和实际通行状况，采取不同的检测策略，在及时发现道路故障的同时，节约资源和检测成本。

进一步的，在确定道路存在故障时，可向道路维护部门发送道路故障信息，以通知相关部门及时对道路进行维护，清除道路故障，保证正常通行。此外，在通知相关部门的同时，还可以对司机发送故障提醒信息，让司机及时了解道路故障情况，以便及时调整行车计划，有效避免意外的发生。

本实施例中，通过obd接头获取预设时间内在预设道路上行驶的车辆的行车信息，并根据所述行车信息绘制各车辆的行车轨迹；将各车辆的行车轨迹与所述预设道路对应的模拟正常轨迹进行比较，判断各车辆的行车轨迹中是否存在异常轨迹；若各车辆的行车轨迹中存在异常轨迹，且异常轨迹的数量超过预设正常值，则确定所述预设道路存在故障。通过以上方式，本实施例不同于传统的人为操作定时检测方法，而是利用obd接头和网络技术，可实时获取到车辆的行车信息，从而绘制出车辆的行车轨迹；在车辆轨迹异于模拟正常轨迹时，确定车辆行驶异常，在异常车辆的量达到一定程度时，则确定是道路存在故障。这种基于实时行车轨迹和模拟正常轨迹判断车辆的行驶状况，从而确定道路状况的检测方法能更及时的发现道路故障问题，提高了检测的准确性，可有效的避免意外的发生，同时降低了检测的人力成本。

参照图4，图4为图3中所述故障确定模块的细化功能模块示意图。

基于上述图3所示实施例，所述故障确定模块30包括：

类型判断单元31，用于若各车辆的行车轨迹中存在异常轨迹，且异常轨迹的数量超过预设正常值，则根据所述异常轨迹判断异常车辆在所述预设道路中的异常操作类型；

本实施例中，若各车辆的行车轨迹中存在异常轨迹，而且异常轨迹的数量超过预设正常值，即在某个时间段内，在该道路上行驶的车辆中，有数量超过预设正常值的异常车辆，这些异常车辆选择了与模拟正常轨迹不一致的行驶方式，此时则认为该道路出现了故障，使得车辆的行车方式发生了改变。此时将根据轨迹的具体异常情况判断异常车辆的异常操作类型。

第一确定单元32，用于若根据所述异常轨迹判断所述异常车辆出现了掉头和/或停车的异常操作，则确定所述预设道路存在无法通行的故障；

本实施例中，若异常轨迹的表现为在某个位置折返和/或停止，则可认为异常车辆在本可通行的位置进行了调头和/或停车的异常操作，此时即可判断该道路存在无法通行的故障。

第二确定单元33，用于若根据所述异常轨迹判断所述异常车辆出现了变道的异常操作，则确定所述预设道路存在无法直行的故障。

本实施例中，若异常轨迹的表现为在某个位置进行了弯折，但其主要前进方向未发生改变，则可认为异常车辆在本可直行的位置进行了变道操作，此时可判断该道路存在无法直行的故障。

进一步的，在对某路段的检测过程还可能出现车辆的行车轨迹正常，但有数量超过预设正常值的车辆的行驶速度比正常行驶速度慢的异常情况，则可认为在经过该路段的车辆进行了减速，此时可判断道路存在轻微故障。

本实施例中，根据异常轨迹的异常情况进行分析，从而确定道路的具体故障类型，有利于提高检测的准确性，方便后续更有针对性地对道路进行维护处理。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。