一种针对高速违法车辆进行监控和预警的方法和系统与流程

本发明涉及高速公路安全管理的，尤其涉及一种针对高速违法车辆进行监控和预警的方法和系统。

背景技术：

1、高速公路是专供汽车高速行驶的公路，其是全封闭、全立交的道路，且高速公路的路况复杂，通常包括隧道、桥梁、山路、弯道、上坡道、下坡道等路况，由于在高速公路上运行的车辆行驶速度快、车流量大，再加上突发或者恶劣天气状况的影响，尤其是一些驾驶员存在违法违规驾驶行为，极易导致事故频发。目前对交通事故的预防仅通过设置固定的警示标语等进行被动预防，缺少通过高速公路有效的监测手段。

2、对于车辆违法违规驾驶行为，主要是通过行政处罚的方式对驾驶员进行事后处罚，没有预警提示装置或移动客户端在车辆违法违规时及时提醒驾驶员禁止在高速公路上做出有关危险行为，无法有效制止交通事故的持续发生和有针对性的对有关违法车辆进行有效拦截。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种针对高速违法车辆进行监控和预警的方法和系统，能够智能地对高速违法行为进行监控和预警，及时提示驾驶员安全驾驶和有关人员执行监管拦截或者救援任务，确保行车安全、道路畅通，避免人身和财产损失。

2、第一方面，本发明提供了一种针对高速违法车辆进行监控和预警的方法，包括：

3、根据高速公路路况确定监控路段，并在所述监控路段上依次布设若干监测点，各监测点分别设置在包括起始卡口和终点卡口在内的、起始卡口和终点卡口之间；

4、在各监测点分别配置探测组件，并且基于各探测组件与控制器构建形成监控区域关系网，所述监控区域关系网用于对经过车辆的驾驶行为进行监控和识别；当车辆经过所述探测组件时，所述探测组件产生第一信号并且将所述第一信号发送给控制器；

5、所述控制器根据所述第一信号构建目标车辆的监测数据集，所述监测数据集包括监测点信息、时间信息、第一信号；

6、根据所述监测数据集计算得到对应目标车辆的运动数据，其中，所述运动数据包括车辆匹配信息、平均速度、瞬时车速、移动轨迹和跟车信息；

7、根据所述目标车辆的运动数据确定其是否存在异常行为，包括：

8、根据所述车辆匹配信息，确定目标车辆的etc设备对应的车辆信息与实际车辆信息是否匹配一致，如果不一致，确定为etc违规使用行为或者套牌行为；

9、根据所述瞬时车速和平均速度是否超过当前监控路段规定的最高速度阈值，确定为目标车辆是否存在违法超速行为；

10、根据所述瞬时车速和平均速度是否小于当前监控路段规定的最低速度阈值，确定所述目标车辆是否为违法低速行驶或者违停；

11、若上一监测点监测到目标车辆经过且下一监测点未在规定时间内监测到目标车辆经过时，则判定所述目标车辆存在故障或者事故；

12、根据所述移动轨迹确定目标车辆是否存在违法变道行为；

13、若所述目标车辆的瞬时速度大于第一阈值且所述目标车辆与前车车辆之间的跟车距离小于第二阈值，则判定所述跟车距离太近，存在潜在事故危险；

14、基于所述异常行为的数据信息生成预警信息，并将所述预警信息依次经过光纤收发组件、交换机和路由器发送至服务器进行存储；

15、服务器接收所述预警信息并进行存储，远程管理终端接收服务器发送的所述预警信息并且基于所述预警信息生成提示信息下发至目标车辆对应的户主的移动终端。

16、可选的，其中，所述探测组件包括探测线圈、车辆识别单元、雷达；其中所述探测线圈和车辆识别单元用于识别和确认车辆信息，所述雷达用于测量车辆的瞬时速度；

17、所述根据所述车辆匹配信息，确定目标车辆的etc设备对应的车辆信息与实际车辆信息是否匹配一致，如果不一致确定为车辆违法行为，包括：

18、当目标车辆进入起始卡口时，预埋在车道下方的探测线圈感应到车辆时，将感应信号发送至路边单元同时触发车辆识别单元工作，所述路边单元与车载电子标签进行信息交互后，读取服务器数据库中预存的车辆信息，所述车辆识别单元识别目标车辆的车型信息和车牌信息，控制器将所述车型信息和车牌信息与所述预存的车辆信息进行匹配比对，如果比对一致，则完成目标车辆的识别；如果比对不一致，则生成针对所述目标车辆的预警信息。

19、可选的，其中，所述车辆识别单元包括监控摄像头，所述监控摄像头拍摄目标车辆的图像，将所述图像经过光纤收发组件、交换机和路由器发送至服务器进行存储，所述服务器提取所述图像的图像信息，并且根据所述图像信息识别目标车辆的车型信息和车牌信息。

20、可选的，其中，根据所述远程管理终端显示的所述预警信息以及监测点探测组件上传的图像进行预警行为的人工二次确认，有关人员根据确认后的预警行为情况执行拦截或者提供救援任务。

21、可选的，其中，根据各监测点的探测线圈收集的车流量数据，计算该监控路段的交通流量、平均车速、拥堵状态、车辆密度状态，所述服务器基于所述交通流量、平均车速、拥堵状态、车辆密度状态和相应的历史数据进行比较，比较结果表明该监控路段存在异常，则生成预警信息并发送至所述远程管理终端，提示相关人员进行交通疏导和实时监控。

22、可选的，其中，所述根据高速路况确定监控路段，包括：根据高速路况的事故易发或者多发的路段确定为监控路段，其中，通过高速路况的道路条件确定为事故易发的监控路段；通过高速路况的交通条件确定为事故多发的监控路段包括：

23、将高速路段划分为k个路段区间；

24、计算所述高速路段第j个路段区间n年发生的交通事故频次mj，

25、，其中，i=1,2,3,……n；j=1,2,3,……k，

26、对所述事故频次排序或者基于阈值判断原则，将交通事故频次多的路段区间确定为事故多发的路段sd，

27、。

28、可选的，其中，各监测点还包括气象监测接收单元，用于实时监测监测点的气象信息或者接收远程发布的气象信息，当所述气象监测接收单元获取到所述监控路段当前或者未来时段出现异常气象，计算所述异常气象条件下所述目标车辆对应的驾驶行为的危险程度，并且基于所述危险程度生成预警信息，所述远程管理终端实时发布气象信息、限速信息和所述预警信息。

29、可选的，其中，所述探测组件还包括加速度测量单元，所述加速度测量单元测量目标车辆的加速度信息，所述雷达用于测量车辆的瞬时速度，然后通过如下计算公式计算得到所述目标车辆对应的驾驶行为的危险程度y，

30、；

31、其中，[0，ti]为目标车辆发生危险驾驶行为的时间段，i为发生危险驾驶行为的时刻，a和vi分别表示[0，ti]内的测量的加速度和速度，a为加速度阈值，表示目标车辆所在当前监控路段的平均车速。优选地，在一些实施例中设定a为3m/s2。

32、将所述危险程度y和第三阈值进行比较，若所述危险程度y大于所述第三阈值，则生成针对所述目标车辆的预警信息。

33、第二方面，本发明提供了一种针对高速违法车辆进行监控和预警的系统，包括：

34、探测组件，配置在若干个监测点，根据高速公路路况确定监控路段，并将所述若干监测点依次布设在所述监控路段上且分别位于包括起始卡口和终点卡口在内的、起始卡口和终点卡口之间；

35、监控区域关系网，基于所述探测组件与控制器构建形成，用于对经过车辆的驾驶行为进行监控和识别；当车辆经过所述探测组件时，所述探测组件产生第一信号；

36、数据存储模块，用于存储所述控制器根据所述第一信号构建的目标车辆的监测数据集，所述监测数据集包括监测点信息、时间信息、所述第一信号；

37、计算模块，用于根据所述监测数据集计算得到对应目标车辆的运动数据，其中，所述运动数据包括车辆匹配信息、平均速度、瞬时车速、移动轨迹和跟车信息；

38、异常行为确定模块，用于根据所述目标车辆的运动数据确定其是否存在异常行为，包括：

39、根据所述车辆匹配信息，确定目标车辆的etc设备对应的车辆信息与实际车辆信息是否匹配一致，如果不一致，确定为etc违规使用行为或者套牌行为；

40、根据所述瞬时车速和平均速度是否超过当前监控路段规定的最高速度阈值，确定为目标车辆是否存在违法超速行为；

41、根据所述瞬时车速和平均速度是否小于当前监控路段规定的最低速度阈值，确定所述目标车辆是否为违法低速行驶或者违停；

42、若上一监测点监测到目标车辆经过且下一监测点未在规定时间内监测到目标车辆经过时，则判定所述目标车辆存在故障或者事故；

43、根据所述移动轨迹确定目标车辆是否存在违法变道行为；

44、若所述目标车辆的瞬时速度大于第一阈值且所述目标车辆与前车车辆之间的跟车距离小于第二阈值，则判定所述目标车辆跟车距离太近，存在潜在事故危险；

45、预警信息生成模块，用于基于所述异常行为的数据信息生成预警信息；

46、传输模块，包括光纤收发组件、交换机和路由器，连接于控制器与服务器之间，用于传输所述预警信息；

47、服务器，用于接收所述传输模块传输的所述预警信息并进行存储；

48、远程管理终端，用于接收并显示由所述服务器发送的所述预警信息，并且基于所述预警信息生成提示信息下发至目标车辆对应的户主的移动终端。

49、第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括处理器、存储器、通信总线以及通信接口，还可以包括存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，计算机程序执行实现如第一方面所述的一种针对高速违法车辆进行监控和预警的方法。

50、与现有技术相比，本发明取得了以下技术效果：能够智能地对高速违法行为进行监控和预警，及时提示驾驶员安全驾驶和有关人员执行监管拦截或者救援任务，确保行车安全、道路畅通，避免人身和财产损失。同时考虑了天气气象因素，能够应对突发异常气象条件下的高速公路环境进行预警同时智能监测驾驶员的危险驾驶行为并进行预警，提高了高速公路运行的安全性、可靠性；此外，通过监测各监测点之间的交通流量、平均车速、拥堵状态、车辆密度状态，如出现异常，则立即生成预警信息并发送至所述远程管理终端，提示相关人员进行交通疏导和实时监控，降低了拥堵发生、且为处理高速事故节约了时间。