大規(guī)模車輛實(shí)時監(jiān)測診斷、遠(yuǎn)程服務(wù)與綜合處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大規(guī)模車輛實(shí)時監(jiān)測診斷、遠(yuǎn)程服務(wù)與綜合處理方法，該方法利用控制中心獲取大量來自路網(wǎng)上車輛的實(shí)時信息，對車輛進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測診斷，當(dāng)故障車輛無法進(jìn)行本地處理時，及時獲取車輛故障內(nèi)容并將總的建議解決方法及時發(fā)送到移動車載終端，遠(yuǎn)程指導(dǎo)駕駛員進(jìn)行故障處理。同時控制中心對移動車輛按線路累計行駛五萬公里，對故障信息做統(tǒng)計分析，將相關(guān)易出故障的車型反饋給相關(guān)汽車生產(chǎn)商，實(shí)現(xiàn)汽車生產(chǎn)商對相關(guān)車輛性能進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化的目標(biāo)。
【專利說明】
大規(guī)模車輛實(shí)時監(jiān)測診斷、遠(yuǎn)程服務(wù)與綜合處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及智能交通技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大規(guī)模車輛實(shí)時監(jiān)測、遠(yuǎn)程服務(wù)與 綜合處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在智能交通系統(tǒng)中，車載通信是一種有效并且可靠的管理數(shù)據(jù)的解決方案。SNMP (Simple Network Management Protocol,簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）是由國際互聯(lián)網(wǎng)組織定義的 一套網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。該協(xié)議主要由管理中心、管理代理、管理 信息庫以及管理協(xié)議等幾部分組成。利用該協(xié)議，遠(yuǎn)端控制中心可以遠(yuǎn)程管理路網(wǎng)中所有 支持該協(xié)議的移動車輛，如監(jiān)視移動車輛的運(yùn)行狀態(tài)等，從而精確、有效的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端對路網(wǎng) 中移動車輛的遠(yuǎn)程管理，同時還可發(fā)現(xiàn)并解決網(wǎng)絡(luò)中可能出現(xiàn)的突發(fā)情況，因此，本方案中 引入SNMP協(xié)議。
[0003] 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，以及現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多方面技術(shù)的不 斷融入，汽車結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，自動化程度越來越高。汽車已成為人們出行不可缺少的 工具，同時用戶對汽車的安全性、舒適性方面的要求也日漸提高。車輛在使用過程中，為保 證其安全性，需要定期保養(yǎng)修護(hù)，出現(xiàn)故障時也應(yīng)及時處理。一般情況下，車輛在出現(xiàn)故障 時，對于有些故障，出行者可以及時發(fā)現(xiàn)處理，也可以去4S店或者汽車修理廠進(jìn)行更專業(yè)的 維修與保養(yǎng)。但是有些故障信息必須通過專業(yè)技術(shù)手段才能檢測出來，這樣就使得駕駛者 無法及時獲取車況信息，使汽車存在一系列的安全隱患，危及行駛安全。這就需要能及時準(zhǔn) 確地掌握汽車運(yùn)行狀態(tài)，以盡快發(fā)現(xiàn)故障隱患并加以排除，有效避免安全隱患。
[0004] 車載自動診斷系統(tǒng)(On-Board Diagnostics，OBD)，最早由通用汽車(GM)用于檢測 排放控制系統(tǒng)，一旦發(fā)現(xiàn)故障，0BD系統(tǒng)會點(diǎn)亮儀表板上的一個指示燈以通知駕駛員，同時 在車載計算機(jī)(通常稱作發(fā)動機(jī)控制單元或模塊，即ECU或ECM)內(nèi)記錄一個代碼，這個代碼 可通過相應(yīng)設(shè)備獲取以便于故障排除。而0BD-II與早期的0BD-I相比，在診斷功能和標(biāo)準(zhǔn)化 方面都有較大的進(jìn)步。故障指示燈、診斷連接口、外部設(shè)備和ECU之間的通信協(xié)議以及故障 碼都通過相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了規(guī)范。此外，0BD-II可以提供更多的數(shù)據(jù)被外部設(shè)備讀取，包括故 障碼、一些重要信號或指標(biāo)的實(shí)時數(shù)據(jù)，以及凍結(jié)楨信息等?，F(xiàn)在基于0BD-II系統(tǒng)，汽車診 斷分析技術(shù)的發(fā)展主要有兩個途徑：
[0005] 1.通過線纜采集數(shù)據(jù)并使用專有汽車檢測設(shè)備診斷
[0006] 通過4S店專有的汽車診斷檢測設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，使用線纜連接到車輛的0BD-II接口， 實(shí)現(xiàn)對車輛各部件的參數(shù)的采集，并傳輸?shù)教囟ǖ臋z測設(shè)備中，由汽車專業(yè)人員進(jìn)行分析， 確認(rèn)故障部件，從而實(shí)現(xiàn)對車輛的診斷。其優(yōu)點(diǎn)是使用專有設(shè)備精確度高，處理過程由專業(yè) 人員完成，質(zhì)量有保證;缺點(diǎn)是需要將車開到專門地點(diǎn)進(jìn)行診斷，而且診斷數(shù)據(jù)只限于診斷 時間內(nèi)的數(shù)據(jù)，無法采集到車輛日常開行時期的行駛數(shù)據(jù)。
[0007] 2.通過無線方式采集數(shù)據(jù)并使用特定軟件診斷
[0008] 診斷車輛信息的前提是對車輛信息的采集獲取，使用無線技術(shù)，如借助藍(lán)牙技術(shù)， 可以將通過OBD-II中采集到的車況數(shù)據(jù)發(fā)送到接收終端中，使用專門的軟件就可以查看這 些車況數(shù)據(jù)，而且可以實(shí)現(xiàn)秒級的采集頻率。其優(yōu)點(diǎn)是很好的解決車況信息的采集，突破了 通過專有設(shè)備診斷途徑的地點(diǎn)和時間的限制，可以實(shí)時獲得車況的信息。但在受到自身設(shè) 備硬件和軟件的限制，該方法無法實(shí)現(xiàn)車況信息長期存儲，且缺少一個綜合性的大型診斷 數(shù)據(jù)庫來參與完成診斷分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種新的解決方案，即 大規(guī)模車輛實(shí)時監(jiān)測診斷、遠(yuǎn)程服務(wù)與綜合處理方法。
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0011] -種大規(guī)模車輛實(shí)時監(jiān)測診斷、遠(yuǎn)程服務(wù)與綜合處理方法，包括以下步驟：
[0012] 步驟一，在路網(wǎng)中的車輛上安裝無線通信模塊，無線通信模塊與一個遠(yuǎn)程的控制 中心相互通信;在控制中心中建立用戶數(shù)據(jù)庫，用戶數(shù)據(jù)庫中存儲有汽車生產(chǎn)廠商所有登 記注冊的車輛信息，并定期對用戶數(shù)據(jù)庫中車輛信息進(jìn)行更新;路網(wǎng)中所有車輛的車載單 元0BU均支持SNMP協(xié)議；
[0013] 步驟二，利用車輛上的OBD-n系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)分別獲取車輛運(yùn)行時的各項(xiàng)參數(shù) 信息、位置信息;選取需要監(jiān)視的屬性信息，在車輛的車載終端上建立MIB信息庫；
[0014]步驟三，將需要監(jiān)視的屬性信息寫入到MIB信息庫中，并通過車載終端將MIB信息 庫中的信息上傳至控制中心；
[0015] 步驟四，控制中心接收到車載終端上傳的信息后，通過計算機(jī)生成所有路網(wǎng)上的 車輛所在區(qū)域的電子地圖，利用電子地圖的經(jīng)煒度信息對車輛的位置信息進(jìn)行校正，并通 過大屏幕顯示所有路網(wǎng)上車輛的實(shí)時位置；
[0016] 步驟五，路網(wǎng)上的所有車輛每隔固定的時間間隔將MIB信息庫中的信息上傳給控 制中心，控制中心對不同ID車輛的實(shí)時信息存儲于電子地圖的中心數(shù)據(jù)庫中，以便于對車 輛行駛路徑的查看以及后續(xù)對車輛信息的統(tǒng)計分析；
[0017]步驟六，控制中心根據(jù)車輛所需監(jiān)視的屬性信息設(shè)置診斷表，表中包含MIB信息庫 中的各類屬性信息：
[0018] 名稱、重要程度、上下閾值、故障碼和建議解決方法；
[0019] 其中各屬性信息在所述的上下閾值范圍內(nèi)為正常狀態(tài)，若不在上下閾值范圍內(nèi)， 則該屬性信息對應(yīng)的車輛屬性出現(xiàn)故障;所述的故障碼與車輛〇BD-n系統(tǒng)中采用的故障碼 相對應(yīng)；
[0020]步驟七，當(dāng)車輛某屬性出現(xiàn)故障時，通過車載終端向控制中心發(fā)送Trap信息，并利 用車輛的0BD-II系統(tǒng)采集車輛的故障碼，根據(jù)車載終端的提示判斷故障是否可以本地處 理，如可以本地處理，駕駛員自行處理;若故障內(nèi)容較多或無法及時獲取故障內(nèi)容時，等待 控制中心的指令；
[0021] 步驟八，控制中心收到車輛的Trap信息后，根據(jù)最近更新的車輛屬性信息，通過大 屏幕顯示出所有故障車輛以及正常車輛，將故障車輛、正常車輛分別標(biāo)注為不同顏色；
[0022] 步驟九，若車輛故障已經(jīng)經(jīng)過本地處理，則控制中心將〇BD-n系統(tǒng)上傳的故障碼、 故障內(nèi)容寫入到用戶數(shù)據(jù)庫中；若車輛故障不能進(jìn)行本地處理，則控制中心遠(yuǎn)程指導(dǎo)駕駛 員進(jìn)行處理，并將故障碼、故障內(nèi)容寫入到用戶數(shù)據(jù)庫中；
[0023]步驟十，控制中心根據(jù)收集到的車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)，篩選出累計行駛五萬公里的車輛 在用戶數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的故障信息，對篩選出的故障信息進(jìn)行統(tǒng)計，根據(jù)故障對應(yīng)的屬性信 息的重要程度統(tǒng)計出易出問題的車型并反饋給汽車生產(chǎn)商。
[0024]進(jìn)一步地，步驟一中所述的移動車輛中的無線通信模塊與遠(yuǎn)端控制中心相互通信 的具體方式如下：
[0025] 本方案中，車載終端與控制中心均介入移動通信網(wǎng)絡(luò)，通過移動通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路 網(wǎng)中車輛與控制中心間的數(shù)據(jù)通信，其主要功能是實(shí)現(xiàn)移動車載終端通過3G、4G無線通信 模塊與遠(yuǎn)端控制中心之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，確保各移動車載終端發(fā)出的車輛GPS信息、0BD信 息以及遠(yuǎn)端控制中心送出的對故障處理的方法在車載終端與控制中心之間進(jìn)行穩(wěn)定傳送， 為控制中心提供原始數(shù)據(jù)支持。
[0026] 進(jìn)一步地，步驟二中所述的參數(shù)信息、位置信息包括：
[0027] 參數(shù)信息：車輛ID、油量、水溫、胎壓、機(jī)油粘稠度、燃油效率、發(fā)動機(jī)溫度、行駛里 程、車燈狀態(tài)、運(yùn)行時長、檔位、安全帶狀態(tài)、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、車門狀態(tài)；
[0028]位置信息:速度、車輛航向、經(jīng)煒度。
[0029]進(jìn)一步地，所述的步驟二中建立MIB信息庫的具體過程包括：
[0030]進(jìn)行管理需求分析，根據(jù)需求列出MIB信息庫中的管理對象；
[0031 ]管理對象包括實(shí)時性對象和非實(shí)時性對象，其中實(shí)時性對象為隨時間變化的參數(shù) 信息、位置信息，非實(shí)時性對象為不隨時間變化的參數(shù)信息；
[0032]將管理對象按照監(jiān)視的重要程度進(jìn)行分組，根據(jù)分組情況建立MIB信息庫。
[0033]進(jìn)一步地，所述的步驟三中將MIB信息庫中的信息上傳至控制中心的方法包括：
[0034] 車載終端按照預(yù)先設(shè)定的頻率，將MIB信息庫中的信息進(jìn)行壓縮打包，形成一個數(shù) 據(jù)包；車載終端判斷當(dāng)前是否到達(dá)設(shè)定的時間間隔，如到達(dá)，則車載終端將數(shù)據(jù)包編碼成 PDU格式，通過3G、4G網(wǎng)絡(luò)傳遞給控制中心。
[0035] 進(jìn)一步地，所述的步驟四中，控制中心接收到車載終端上傳的信息后，利用大數(shù)據(jù) 分析技術(shù)的MapReduce并行數(shù)據(jù)處理模型，利用電子地圖的經(jīng)煒度信息對車輛位置校正;其 中MapReduce通過Map和Reduce兩種操作來進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的并行處理;Map操作是指將原始 鍵值記錄處理后生成中間狀態(tài)的鍵值記錄，然后通過Reduce操作將中間狀態(tài)的鍵值記錄合 并轉(zhuǎn)化成最終結(jié)果。
[0036] 進(jìn)一步地，所述的步驟五中，控制中心對不同ID的車輛的實(shí)時信息采用基于路段 的空間索引機(jī)制，考慮到數(shù)據(jù)時空分布和道路路段空間分布不均衡的特點(diǎn)，采用四叉樹索 引的格網(wǎng)存儲方法將車輛上傳的實(shí)時信息存儲在電子地圖中心數(shù)據(jù)庫中，并對存儲空間無 限劃分，直到滿足設(shè)定的終止條件。
[0037]進(jìn)一步地，所述的步驟九中控制中心遠(yuǎn)程指導(dǎo)駕駛員進(jìn)行處理的具體過程包括： [0038]控制中心查詢車載終端的MIB信息庫，獲取此時MIB信息庫中的屬性信息；對比步 驟六中設(shè)置的診斷表，對各個屬性信息的值進(jìn)行診斷，判斷并找到出現(xiàn)故障的屬性信息，并 將結(jié)果進(jìn)行匯總，形成診斷結(jié)果;控制中心根據(jù)出現(xiàn)故障的屬性信息，在診斷表中獲取對應(yīng) 的故障碼以及重要程度，并對比〇BD-n系統(tǒng)上傳的故障碼，進(jìn)行錯誤代碼過濾以確保故障 信息的準(zhǔn)確性;將出現(xiàn)故障的屬性信息存儲在用戶數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)車輛處，并將診斷表中障 碼對應(yīng)的建議解決方法形成總的解決方案通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給車載終端，以遠(yuǎn)程指導(dǎo)駕駛 員進(jìn)行處理。
[0039]進(jìn)一步地，所述的控制中心查詢車載終端的MIB信息庫的過程包括：
[0040] 控制中心將對MIB信息庫進(jìn)行查詢的GET操作以及車輛的ID攜帶在SNMP報文中，并 將報文廣播給路網(wǎng)上的所有車輛;在對應(yīng)ID的車輛接收到SNMP報文后，判斷報文是否完整 可處理，如果可以處理，則向控制中心發(fā)送響應(yīng)報文，同時將該車輛的MIB信息庫中的實(shí)時 數(shù)據(jù)發(fā)送給控制中心，否則丟棄報文。
[0041]進(jìn)一步地，所述的判斷報文是否完整可處理的過程包括：
[0042]檢查SNMP報文的譯碼判斷消息是否能被分析，若不能，則報文不可處理;查看SNMP 報文的版本號是否基站上的SNMP管理代理程序可以識別的SNMP，若不是，則該報文不可處 理;對snmp報文的公用區(qū)名、消息rou部分、源和目的傳輸?shù)刂愤M(jìn)行鑒別，若鑒別失敗，則該 報文不可處理;檢查SNMP報文的消息rou部分是否可分析，若不能，則該報文不可處理，若可 以分析，則該報文可以處理。
[0043] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下技術(shù)特點(diǎn)：
[0044] 1.本發(fā)明獲取的信息具有大體量的特點(diǎn)，且對故障信息進(jìn)行了錯誤信息過濾，增 加了數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性以及有效性；
[0045] 2.通過引入SNMP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端控制中心對移動車輛間精確有效的管 理，并為路網(wǎng)上移動車輛建立一個完整的MIB信息庫，方便對車輛信息的存儲；
[0046] 3.通過預(yù)先設(shè)計專家診斷表，方便遠(yuǎn)端準(zhǔn)確的對車輛進(jìn)行診斷，并及時獲取一個 建議解決方法；
[0047] 4.遠(yuǎn)端控制中心對車輛的原始數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行實(shí)時地圖匹配，重建軌跡;利用大數(shù) 據(jù)分析技術(shù)的MapReduce并行數(shù)據(jù)處理模型，設(shè)計所有在途車輛的實(shí)時匹配算法；
[0048] 5.遠(yuǎn)端控制中心對采集到的移動車載終端數(shù)據(jù)信息采用四叉樹索引的格網(wǎng)存儲 方法，四叉樹索引采用遞歸的方法對空間進(jìn)行無限劃分，直到滿足設(shè)定的終止條件，這樣道 路路段密度較大的區(qū)域劃分的索引格網(wǎng)也較細(xì)，可降低該區(qū)域的查詢開銷。
【附圖說明】
[0049]圖1為本發(fā)明中的層次結(jié)構(gòu)圖；
[0050]圖2為本發(fā)明中移動車輛與遠(yuǎn)端的通信圖；
[00511圖3為車載終端的MIB信息庫的結(jié)構(gòu)圖；
[0052]圖4為本發(fā)明中基于MapReduce的車輛原始數(shù)據(jù)并行匹配流程；
[0053]圖5為本發(fā)明中基于道路路段密度的四叉樹空間索引；
[0054]圖6為本發(fā)明中車載終端故障判斷處理流程圖；
[0055] 圖7為本發(fā)明中控制中心故障判斷處理流程圖；
[0056] 圖8為本發(fā)明中控制中心遠(yuǎn)程指導(dǎo)駕駛員進(jìn)行故障處理的流程圖；
[0057]圖9為本發(fā)明中控制中心查詢移動車載終端MIB信息庫流程圖；
【具體實(shí)施方式】
[0058]遵從上述技術(shù)方案，如圖1所示，本發(fā)明的大規(guī)模車輛實(shí)時監(jiān)測、診斷、遠(yuǎn)程服務(wù)與 綜合處理方法，具體包括以下步驟：
[0059] 步驟一，在路網(wǎng)中的車輛上安裝無線通信模塊，無線通信模塊與一個遠(yuǎn)程的控制 中心相互通信。在控制中心中建立用戶數(shù)據(jù)庫，用戶數(shù)據(jù)庫中存儲有汽車生產(chǎn)廠商所有登 記注冊的車輛信息，并定期對用戶數(shù)據(jù)庫中車輛信息進(jìn)行更新;這里的車輛信息是指車輛 的相關(guān)參數(shù)，包括車輛的發(fā)動機(jī)參數(shù)(型號、排量等）、底盤參數(shù)(規(guī)格、軸距、懸架形式等）、 車型參數(shù)(哪一款車型、MT、AT等）、輪胎參數(shù)(輪胎規(guī)格、制動類型等)等原始參數(shù)；
[0060] 移動車輛中的無線通信模塊與遠(yuǎn)端控制中心相互通信的具體方式如下：
[0061] 本系統(tǒng)通過接入現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)絡(luò)(基于3G、4G的蜂窩網(wǎng)絡(luò))進(jìn)行路網(wǎng)中移動車 輛與控制中心間的數(shù)據(jù)通信，其主要功能是實(shí)現(xiàn)移動車載終端通過該3G、4G無線通信模塊 與遠(yuǎn)端控制中心之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，確保各移動車載終端發(fā)出的車輛GPS信息、0BD信息以 及遠(yuǎn)端控制中心送出的對故障處理的方法在車載終端與控制中心之間進(jìn)行穩(wěn)定傳送，為控 制中心提供原始數(shù)據(jù)支持。
[0062]用戶數(shù)據(jù)庫的設(shè)置可參照下表1:
[0064]表1用戶數(shù)據(jù)庫樣表
[0065]上表中，用戶ID是指將所有處于監(jiān)控狀態(tài)的車輛ID(包括車架號、發(fā)動機(jī)號以及車 主姓名)與對應(yīng)的車輛相匹配，便于后續(xù)車輛出現(xiàn)故障時能方便記錄和反饋給廠商。
[0066]路網(wǎng)中所有車輛的車載單元0BU均支持S匪P協(xié)議;這里的路網(wǎng)是指需要監(jiān)控的路 段所構(gòu)成的路網(wǎng)，而在路網(wǎng)上行駛的車輛均有與一個遠(yuǎn)程控制中心相互通信的功能，控制 中心起到統(tǒng)一調(diào)度、分析與處理的功能。
[0067]步驟二，利用車輛上的0BD-II系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)分別獲取車輛運(yùn)行時的各項(xiàng)參數(shù) 信息、位置信息，這里的參數(shù)信息是指在車輛運(yùn)行時有可能產(chǎn)生安全問題的參數(shù);選取需要 監(jiān)視的屬性信息，在車輛的車載終端上建立MIB信息庫；
[0068]具體地，參數(shù)信息包括:車輛ID、油量、水溫、胎壓、機(jī)油粘稠度、燃油效率、發(fā)動機(jī) 溫度、行駛里程、車燈狀態(tài)、運(yùn)行時長、檔位、安全帶狀態(tài)、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、車門狀態(tài)；
[0069]位置信息:速度、車輛航向、經(jīng)煒度。
[0070] 上述的建立MIB信息庫的過程包括：
[0071]進(jìn)行管理需求分析，根據(jù)需求列出MIB信息庫中的管理對象;這里的需求分析是指 根據(jù)控制中心的監(jiān)控需要，找出車輛在運(yùn)行過程中最容易產(chǎn)生安全問題的一些參數(shù)作為管 理對象，例如參數(shù)信息中的胎壓、機(jī)油粘稠度、安全帶狀態(tài)、車門狀態(tài)、速度、坐標(biāo)和車輛ID 等；
[0072]管理對象包括實(shí)時性對象和非實(shí)時性對象，其中實(shí)時性對象為隨時間變化的參數(shù) 信息、位置信息，如上述的機(jī)油粘稠度、車門狀態(tài)、速度、坐標(biāo)等;非實(shí)時性對象為不隨時間 變化的參數(shù)信息，例如車輛ID;
[0073]將管理對象按照監(jiān)視的重要程度進(jìn)行分組，根據(jù)分組情況建立MIB信息庫;重要程 度是指參數(shù)信息可能造成危險的高低程度，例如可將胎壓、速度作為重要程度為一級的參 數(shù)，而將運(yùn)行時長、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速等作為重要程度為二級的參數(shù)等。
[0074]步驟三，將需要監(jiān)視的屬性信息寫入到MIB信息庫中，并通過車載終端中的3G、4G 無線通信模塊將MIB信息庫中的信息上傳至控制中心;這里所述的需要監(jiān)視的屬性信息即 為上述的管理對象;具體通信過程為：
[0075]車載終端按照預(yù)先設(shè)定的頻率，將MIB信息庫中的信息分析整理以后，進(jìn)行壓縮打 包，形成一個數(shù)據(jù)包;車載終端判斷當(dāng)前是否到達(dá)設(shè)定的時間間隔，如到達(dá)，則車載終端將 數(shù)據(jù)包編碼成PDU格式，通過3G、4G網(wǎng)絡(luò)傳遞給控制中心。經(jīng)過實(shí)際測試與分析，設(shè)置每隔5 分鐘將MIB信息庫中的信息上傳一次。
[0076] 步驟四，控制中心接收到車載終端上傳的信息后，通過計算機(jī)生成所有路網(wǎng)上的 車輛所在區(qū)域的電子地圖，利用電子地圖的經(jīng)煒度信息對車輛的位置信息進(jìn)行校正，并通 過大屏幕顯示所有路網(wǎng)上車輛的實(shí)時位置；
[0077] 具體地，控制中心接收到車載終端上傳的信息后，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的 MapReduce并行數(shù)據(jù)處理模型，利用電子地圖的經(jīng)煒度信息對車輛位置校正；其中 MapReduce通過Map和Reduce兩種操作來進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的并行處理;Map操作是指將原始鍵 值記錄處理后生成中間狀態(tài)的鍵值記錄，然后通過Reduce操作將中間狀態(tài)的鍵值記錄合并 轉(zhuǎn)化成最終結(jié)果。
[0078]步驟五，路網(wǎng)上的所有車輛每隔固定的時間間隔將MIB信息庫中的信息上傳給控 制中心，控制中心對不同ID車輛的實(shí)時信息存儲于電子地圖的中心數(shù)據(jù)庫中，以便于對車 輛行駛路徑的查看以及后續(xù)對車輛信息的統(tǒng)計分析;數(shù)據(jù)庫中后續(xù)記錄的信息不覆蓋前面 記錄的信息，即車輛運(yùn)行過程中，不同時間段上傳的MIB信息庫中的信息是按照時間順序全 部存儲在中心數(shù)據(jù)庫中的。具體地，控制中心對不同ID的車輛的實(shí)時信息采用基于路段的 空間索引機(jī)制，考慮到數(shù)據(jù)時空分布和道路路段空間分布不均衡的特點(diǎn)，采用四叉樹索引 的格網(wǎng)存儲方法將車輛上傳的實(shí)時信息存儲在電子地圖中心數(shù)據(jù)庫中，并對存儲空間無限 劃分，直到滿足設(shè)定的終止條件。
[0079]步驟六，控制中心根據(jù)車輛所需監(jiān)視的屬性信息設(shè)置診斷表，表中包含MIB信息庫 中的各類屬性信息的：
[0080] 名稱、重要程度、上下閾值、故障碼和建議解決方法；
[0081] 其中各屬性信息在所述的上下閾值范圍內(nèi)為正常狀態(tài)，若不在上下閾值范圍內(nèi)， 則該屬性信息對應(yīng)的車輛屬性出現(xiàn)故障;所述的故障碼與車輛〇BD-n系統(tǒng)中采用的故障碼 相對應(yīng)；
[0082] 例如：
[0083] 名稱:胎壓;重要程度:一級;上下閾值:2.2bar~2.6bar;故障碼:03109;建議解決 方法:停車檢查并維修。
[0084]控制中心中設(shè)置的診斷表，其涵蓋范圍非常全面，針對于每一個可能產(chǎn)生安全隱 患的屬性信息，均通過專家給出對應(yīng)的建議解決方法，記錄在診斷表中。這樣當(dāng)車輛出現(xiàn)一 些通過車輛自身預(yù)警系統(tǒng)無法查詢的安全隱患時，控制中心通過車輛上傳的MIB信息庫中 的信息，比對診斷表可以捕獲這些安全隱患，從而及時排除問題，保障行車安全。
[0085]步驟七，當(dāng)車輛某屬性出現(xiàn)故障時，通過車載終端向控制中心發(fā)送Trap信息，并利 用車輛的0BD-II系統(tǒng)采集車輛的故障碼，根據(jù)車載終端的提示判斷故障是否可以本地處 理，如可以本地處理，駕駛員自行處理;這里的車載終端提示是指根據(jù)車輛電腦中控屏上對 應(yīng)的指示燈閃亮，來定位故障，并進(jìn)行對應(yīng)的處理;若故障內(nèi)容較多或無法及時獲取故障內(nèi) 容時，等待控制中心的指令;這里的故障內(nèi)容較多是指存在兩個以上故障時。
[0086] 步驟八，控制中心收到車輛的Trap信息后，根據(jù)最近更新的車輛屬性信息(MIB信 息庫中的信息），通過大屏幕顯示出所有故障車輛以及正常車輛，將故障車輛、正常車輛分 別標(biāo)注為不同顏色;標(biāo)注為不同的顏色是為了給交通管理提供輔助預(yù)警信息；當(dāng)某個路段 有車輛產(chǎn)生故障不能及時排除時，可將對應(yīng)信息提供給交管部門，提醒過往車輛注意避讓 或繞行，以避免產(chǎn)生擁堵
[0087] 步驟九，若車輛故障已經(jīng)經(jīng)過本地處理，則控制中心將〇BD-n系統(tǒng)上傳的故障碼、 故障內(nèi)容寫入到用戶數(shù)據(jù)庫中；這里是指將故障的相關(guān)信息寫入到用戶數(shù)據(jù)庫中該車輛ID 對應(yīng)的車型一欄;若車輛故障不能進(jìn)行本地處理，則控制中心遠(yuǎn)程指導(dǎo)駕駛員進(jìn)行處理，并 將故障碼、故障內(nèi)容寫入到用戶數(shù)據(jù)庫中；
[0088]具體地，控制中心遠(yuǎn)程指導(dǎo)駕駛員進(jìn)行處理的具體過程包括：
[0089]控制中心查詢車載終端的MIB信息庫，獲取此時MIB信息庫中的屬性信息，由于故 障需要及時排除，因此這里是控制中心主動、實(shí)時查詢車輛的MIB信息庫中的數(shù)據(jù)，而非等 待其上傳;對比步驟六中設(shè)置的診斷表，對各個屬性信息的值進(jìn)行診斷，判斷并找到出現(xiàn)故 障的屬性信息，并將結(jié)果進(jìn)行匯總，即將所有出現(xiàn)問題的屬性信息匯總起來，形成診斷結(jié) 果；
[0090]由于通過〇BD-n采集到的故障代碼分為臨時故障代碼和永久故障代碼，臨時故障 代碼可能是系統(tǒng)誤報所產(chǎn)生?？刂浦行母鶕?jù)出現(xiàn)故障的屬性信息，在診斷表中獲取對應(yīng)的 故障碼以及重要程度，并對比〇BD-n系統(tǒng)上傳的故障碼，進(jìn)行錯誤代碼過濾以確保故障信 息的準(zhǔn)確性;將出現(xiàn)故障的屬性信息存儲在用戶數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)車輛處，并將診斷表中故障 碼對應(yīng)的建議解決方法形成總的解決方案通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給車載終端，以遠(yuǎn)程指導(dǎo)駕駛 員進(jìn)行處理。
[0091 ]上述的控制中心查詢車載終端的MIB信息庫的過程包括：
[0092]控制中心將對MIB信息庫進(jìn)行查詢的GET操作以及車輛的ID攜帶在SNMP報文中，并 將報文廣播給路網(wǎng)上的所有車輛;在對應(yīng)ID的車輛接收到SNMP報文后，判斷報文是否完整 可處理，如果可以處理，則向控制中心發(fā)送響應(yīng)報文，同時將該車輛的MIB信息庫中的實(shí)時 數(shù)據(jù)發(fā)送給控制中心，否則丟棄報文。
[0093]判斷報文是否完整可處理的過程包括：
[0094] (1)檢查SNMP報文的譯碼看消息是否能被分析，若不能，則該報文不可處理，否則 轉(zhuǎn)到下一步；
[0095] (2)查看S匪P報文的版本號是否基站上的SNMP管理代理程序可以識別的SNMP，若 不是，則該報文不可處理，否則轉(zhuǎn)到下一步；
[0096] (3)對SNMP報文的公用區(qū)名、消息H)U部分、源和目的傳輸?shù)刂愤M(jìn)行鑒別，若鑒別失 敗，則該報文不可處理，否則轉(zhuǎn)到下一步；
[0097] (4)檢查SNMP報文的消息H)U部分是否可分析，若不能，則該報文不可處理，若可以 分析，則該報文可以處理。
[0098]步驟十，控制中心根據(jù)收集到的車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)(包括用戶數(shù)據(jù)庫中的信息以及電 子地圖的中心數(shù)據(jù)庫中的信息），篩選出累計行駛五萬公里的車輛在用戶數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的 故障信息，對篩選出的故障信息進(jìn)行統(tǒng)計，根據(jù)故障對應(yīng)的屬性信息的重要程度統(tǒng)計出易 出問題的車型并反饋給汽車生產(chǎn)商；
[0099] (1)趨勢分析
[0100] 對五萬公里內(nèi)樣本的各個屬性信息參數(shù)的變化區(qū)間進(jìn)行模擬回歸，分析出潛在的 趨勢。其意義在于：對于統(tǒng)一車輛，某些屬性信息的參數(shù)值可能在不同時間均在正常范圍 內(nèi)，但發(fā)展趨勢可能出現(xiàn)故障，由此形成一個潛在的建議結(jié)論；
[0101] (2)匯總統(tǒng)計
[0102] 根據(jù)五萬公里內(nèi)的所有樣本，匯總統(tǒng)計出各個屬性信息狀態(tài)的次數(shù)。例如發(fā)動機(jī) 處在正常、故障狀態(tài)的次數(shù)，以及故障代碼發(fā)現(xiàn)的次數(shù)等，形成匯總統(tǒng)計表;控制中心將統(tǒng) 計出的車輛類型、故障信息反饋給汽車生產(chǎn)商，實(shí)現(xiàn)汽車生產(chǎn)商對車輛性能進(jìn)一步改進(jìn)的 目標(biāo)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種大規(guī)模車輛實(shí)時監(jiān)測診斷、遠(yuǎn)程服務(wù)與綜合處理方法，其特征在于，包括以下步 驟： 步驟一，在路網(wǎng)中的車輛上安裝無線通信模塊，無線通信模塊與一個遠(yuǎn)程的控制中心 相互通信;在控制中心中建立用戶數(shù)據(jù)庫，用戶數(shù)據(jù)庫中存儲有汽車生產(chǎn)廠商所有登記注 冊的車輛信息，并定期對用戶數(shù)據(jù)庫中車輛信息進(jìn)行更新;路網(wǎng)中所有車輛的車載單元OBU 均支持SNMP協(xié)議； 步驟二，利用車輛上的OBD-Π 系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)分別獲取車輛運(yùn)行時的各項(xiàng)參數(shù)信 息、位置信息;選取需要監(jiān)視的屬性信息，在車輛的車載終端上建立MIB信息庫； 步驟三，將需要監(jiān)視的屬性信息寫入到MIB信息庫中，并通過車載終端將MIB信息庫中 的信息上傳至控制中心； 步驟四，控制中心接收到車載終端上傳的信息后，通過計算機(jī)生成所有路網(wǎng)上的車輛 所在區(qū)域的電子地圖，利用電子地圖的經(jīng)煒度信息對車輛的位置信息進(jìn)行校正，并通過大 屏幕顯示所有路網(wǎng)上車輛的實(shí)時位置； 步驟五，路網(wǎng)上的所有車輛每隔固定的時間間隔將MIB信息庫中的信息上傳給控制中 心，控制中心對不同ID車輛的實(shí)時信息存儲于電子地圖的中心數(shù)據(jù)庫中，以便于對車輛行 駛路徑的查看以及后續(xù)對車輛信息的統(tǒng)計分析； 步驟六，控制中心根據(jù)車輛所需監(jiān)視的屬性信息設(shè)置診斷表，表中包含MIB信息庫中的 各類屬性信息的： 名稱、重要程度、上下閾值、故障碼和建議解決方法； 其中各屬性信息在所述的上下閾值范圍內(nèi)為正常狀態(tài)，若不在上下閾值范圍內(nèi)，則該 屬性信息對應(yīng)的車輛屬性出現(xiàn)故障;所述的故障碼與車輛OBD-Π 系統(tǒng)中采用的故障碼相對 應(yīng)； 步驟七，當(dāng)車輛某屬性出現(xiàn)故障時，通過車載終端向控制中心發(fā)送Trap信息，并利用車 輛的OBD-Π 系統(tǒng)采集車輛的故障碼，根據(jù)車載終端的提示判斷故障是否可以本地處理，如 可以本地處理，駕駛員自行處理;若故障內(nèi)容較多或無法及時獲取故障內(nèi)容時，等待控制中 心的指令； 步驟八，控制中心收到車輛的Trap信息后，根據(jù)最近更新的車輛屬性信息，通過大屏幕 顯示出所有故障車輛以及正常車輛，將故障車輛、正常車輛分別標(biāo)注為不同顏色； 步驟九，若車輛故障已經(jīng)經(jīng)過本地處理，則控制中心將OBD-Π 系統(tǒng)上傳的故障碼、故障 內(nèi)容寫入到用戶數(shù)據(jù)庫中；若車輛故障不能進(jìn)行本地處理，則控制中心遠(yuǎn)程指導(dǎo)駕駛員進(jìn) 行處理，并將故障碼、故障內(nèi)容寫入到用戶數(shù)據(jù)庫中； 步驟十，控制中心根據(jù)收集到的車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)，篩選出累計行駛五萬公里的車輛在用 戶數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的故障信息，對篩選出的故障信息進(jìn)行統(tǒng)計，根據(jù)故障對應(yīng)的屬性信息的 重要程度統(tǒng)計出易出問題的車型并反饋給汽車生產(chǎn)商。2. 如權(quán)利要求1所述的大規(guī)模車輛實(shí)時監(jiān)測診斷、遠(yuǎn)程服務(wù)與綜合處理方法，其特征在 于，步驟二中所述的參數(shù)信息、位置信息包括： 參數(shù)信息:車輛ID、油量、水溫、胎壓、機(jī)油粘稠度、燃油效率、發(fā)動機(jī)溫度、行駛里程、車 燈狀態(tài)、運(yùn)行時長、檔位、安全帶狀態(tài)、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、車門狀態(tài)； 位置信息:速度、車輛航向、經(jīng)煒度。3. 如權(quán)利要求1所述的大規(guī)模車輛實(shí)時監(jiān)測診斷、遠(yuǎn)程服務(wù)與綜合處理方法，其特征在 于，所述的步驟二中建立MIB信息庫的具體過程包括： 進(jìn)行管理需求分析，根據(jù)需求列出MIB信息庫中的管理對象； 管理對象包括實(shí)時性對象和非實(shí)時性對象，其中實(shí)時性對象為隨時間變化的參數(shù)信 息、位置信息，非實(shí)時性對象為不隨時間變化的參數(shù)信息； 將管理對象按照監(jiān)視的重要程度進(jìn)行分組，根據(jù)分組情況建立MIB信息庫。4. 如權(quán)利要求1所述的大規(guī)模車輛實(shí)時監(jiān)測診斷、遠(yuǎn)程服務(wù)與綜合處理方法，其特征在 于，所述的步驟三中將MIB信息庫中的信息上傳至控制中心的方法包括： 車載終端按照預(yù)先設(shè)定的頻率，將MIB信息庫中的信息進(jìn)行壓縮打包，形成一個數(shù)據(jù) 包;車載終端判斷當(dāng)前是否到達(dá)設(shè)定的時間間隔，如到達(dá)，則車載終端將數(shù)據(jù)包編碼成PDU 格式，通過3G、4G網(wǎng)絡(luò)傳遞給控制中心。5. 如權(quán)利要求1所述的大規(guī)模車輛實(shí)時監(jiān)測診斷、遠(yuǎn)程服務(wù)與綜合處理方法，其特征在 于，所述的步驟四中，控制中心接收到車載終端上傳的信息后，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的 MapReduce并行數(shù)據(jù)處理模型，利用電子地圖的經(jīng)煒度信息對車輛位置校正；其中 MapReduce通過Map和Reduce兩種操作來進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的并行處理;Map操作是指將原始鍵 值記錄處理后生成中間狀態(tài)的鍵值記錄，然后通過Reduce操作將中間狀態(tài)的鍵值記錄合并 轉(zhuǎn)化成最終結(jié)果。6. 如權(quán)利要求1所述的大規(guī)模車輛實(shí)時監(jiān)測診斷、遠(yuǎn)程服務(wù)與綜合處理方法，其特征在 于，所述的步驟五中，控制中心對不同ID的車輛的實(shí)時信息采用基于路段的空間索引機(jī)制， 考慮到數(shù)據(jù)時空分布和道路路段空間分布不均衡的特點(diǎn)，采用四叉樹索引的格網(wǎng)存儲方法 將車輛上傳的實(shí)時信息存儲在電子地圖中心數(shù)據(jù)庫中，并對存儲空間無限劃分，直到滿足 設(shè)定的終止條件。7. 如權(quán)利要求1所述的大規(guī)模車輛實(shí)時監(jiān)測診斷、遠(yuǎn)程服務(wù)與綜合處理方法，其特征在 于，所述的步驟九中控制中心遠(yuǎn)程指導(dǎo)駕駛員進(jìn)行處理的具體過程包括： 控制中心查詢車載終端的MIB信息庫，獲取此時MIB信息庫中的屬性信息；對比步驟六 中設(shè)置的診斷表，對各個屬性信息的值進(jìn)行診斷，判斷并找到出現(xiàn)故障的屬性信息，并將結(jié) 果進(jìn)行匯總，形成診斷結(jié)果;控制中心根據(jù)出現(xiàn)故障的屬性信息，在診斷表中獲取對應(yīng)的故 障碼以及重要程度，并對比OBD-Π 系統(tǒng)上傳的故障碼，進(jìn)行錯誤代碼過濾以確保故障信息 的準(zhǔn)確性;將出現(xiàn)故障的屬性信息存儲在用戶數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)車輛處，并將診斷表中障碼對 應(yīng)的建議解決方法形成總的解決方案通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給車載終端，以遠(yuǎn)程指導(dǎo)駕駛員進(jìn) 行處理。8. 如權(quán)利要求7所述的大規(guī)模車輛實(shí)時監(jiān)測診斷、遠(yuǎn)程服務(wù)與綜合處理方法，其特征在 于，所述的控制中心查詢車載終端的MIB信息庫的過程包括： 控制中心將對MIB信息庫進(jìn)行查詢的GET操作以及車輛的ID攜帶在SNMP報文中，并將報 文廣播給路網(wǎng)上的所有車輛;在對應(yīng)ID的車輛接收到SNMP報文后，判斷報文是否完整可處 理，如果可以處理，則向控制中心發(fā)送響應(yīng)報文，同時將該車輛的MIB信息庫中的實(shí)時數(shù)據(jù) 發(fā)送給控制中心，否則丟棄報文。9. 如權(quán)利要求8所述的大規(guī)模車輛實(shí)時監(jiān)測診斷、遠(yuǎn)程服務(wù)與綜合處理方法，其特征在 于，所述的判斷報文是否完整可處理的過程包括： 檢查S匪P報文的譯碼判斷消息是否能被分析，若不能，則報文不可處理;查看SNMP報文 的版本號是否基站上的SNMP管理代理程序可以識別的SNMP，若不是，則該報文不可處理;對 SNMP報文的公用區(qū)名、消息rou部分、源和目的傳輸?shù)刂愤M(jìn)行鑒別，若鑒別失敗，則該報文不 可處理；檢查S匪P報文的消息PDU部分是否可分析，若不能，則該報文不可處理，若可以分 析，則該報文可以處理。
【文檔編號】G05B23/02GK105929815SQ201610368417
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】代亮, 謝明鈺, 李詩然, 徐永利, 張保威, 王秉章, 張亞楠, 羅天
【申請人】長安大學(xué)