基于時程特征的高速公路車輛安全行駛識別方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于時程特征的高速公路車輛安全行駛識別方法，包括：建立用于分析高速公路車輛時程特征數據的節(jié)點集，該節(jié)點集由若干個節(jié)點構成；根據車輛通過每個節(jié)點的時刻值，計算車輛在每個持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值和車輛在每個停靠區(qū)內的休息時間數值；根據在每個停靠區(qū)的入口節(jié)點和出口節(jié)點分別獲取的車輛駕駛員身份識別數據，判斷車輛在每個停靠區(qū)是否存在駕駛員更替；結合車輛在每個持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值、車輛在每個?？繀^(qū)的休息時間數值以及車輛在每個?？繀^(qū)是否存在駕駛員更替情況，判斷車輛駕駛員是否為疲勞駕駛。本發(fā)明方法能有效、準確地識別出高速公路上的通行車輛是否存在疲勞駕駛、超速駕駛等危險駕駛行為。
【專利說明】基于時程特征的高速公路車輛安全行駛識別方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高速公路車輛安全行駛識別方法，尤其是一種基于時程特征的高速公路車輛安全行駛識別方法，屬于高速公路安全管理領域。
【背景技術】
[0002]隨著高速公路路網的擴大和車流量的急劇上升，涉及龐大車流量的安全管理問題已成為高速公路和交通運輸安全管理部門亟待解決的關鍵問題之一，特別是對于車輛駕駛人員的疲勞駕駛、超速駕駛等危險行為的識別更是沒有一種有效的計算分析手段，以致難以為相關監(jiān)管部門加強安全管理力度提供有力的量化數據支撐。為此，當前相關監(jiān)管部門僅能通過安全號召、出行提醒、節(jié)點監(jiān)測等行為指引和限制駕駛員避免進行危險駕駛。該方式的不足之處主要體現在以下幾個方面:
[0003]I)高速通行和車流復雜的特性決定了高速公路易存在多種安全隱患，特別是對于客運車輛和貨運車輛，其以營業(yè)為主要目的，在最短時間內完成運輸任務是其提高營運收入的關鍵途徑，其行業(yè)屬性在很大程度上決定了車輛高強度作業(yè)的特性，而當前所采用的安管監(jiān)督措施均屬于被動式的控制手段，其實際作用十分微弱；
[0004]2)該類處理措施中缺乏量化限制指標做指引，特別是在實際的車輛出行過程中如何判別駕駛員的疲勞駕駛、超速駕駛等，從而致使監(jiān)管力度不強且欠缺信服力；
[0005]3)盡管當前高速公路已設置一些檢測裝置，但是由于這些裝置主要以斷面檢測為主，車輛駕駛員只要熟悉其安裝位置則可輕易繞開或提早減速來避免檢舉。因此，不難發(fā)現這些檢測裝置對車輛的超速行為監(jiān)測和捕獲仍不夠全面。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決上述現有技術的缺陷，提供一種基于時程特征的高速公路車輛安全行駛識別方法，該方法可以識別出高速公路上的通行車輛是否存在疲勞駕駛、超速駕駛等危險駕駛行為，為加強高速公路車輛安全監(jiān)管力度提供直接依據。
[0007]本發(fā)明的目的可以通過采取如下技術方案達到:
[0008]基于時程特征的高速公路車輛安全行駛識別方法，其特征在于所述方法包括:
[0009]建立用于分析高速公路車輛時程特征數據的節(jié)點集，該節(jié)點集由若干個節(jié)點構成；
[0010]根據車輛通過每個節(jié)點的時刻值，若相鄰兩個節(jié)點之間為持續(xù)行駛路段，計算車輛在該持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值；若相鄰兩個節(jié)點分別為?？繀^(qū)的入口節(jié)點和出口節(jié)點，計算車輛在該?？繀^(qū)內的休息時間數值；
[0011]根據在每個?？繀^(qū)的入口節(jié)點和出口節(jié)點分別獲取的車輛駕駛員身份識別數據，判斷車輛在每個停靠區(qū)是否存在駕駛員更替；
[0012]結合車輛在每個持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值、車輛在每個?？繀^(qū)的休息時間數值以及車輛在每個?？繀^(qū)是否存在駕駛員更替情況，判斷車輛駕駛員是否為疲勞駕駛。
[0013]作為一種實施方案，若相鄰兩個節(jié)點之間為持續(xù)行駛路段，車輛在該持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值由車輛通過下一個節(jié)點的時刻值減去車輛通過上一個節(jié)點的時刻值計算得到。
[0014]作為一種實施方案，若相鄰兩個節(jié)點分別為?？繀^(qū)的入口節(jié)點和出口節(jié)點，車輛在該?？繀^(qū)內的休息時間數值由車輛通過該?？繀^(qū)的出口節(jié)點的時刻值減去車輛通過該停靠區(qū)的入口節(jié)點的時刻值計算得到。
[0015]作為一種實施方案，所述判斷車輛駕駛員是否為疲勞駕駛，具體如下:
[0016]若存在車輛在某一個持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值大于4小時，判斷車輛駕駛員為疲勞駕駛；
[0017]若存在車輛在某一個持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值等于4小時，且在對應的?？繀^(qū)內的休息時間數值小于20分鐘，判斷車輛駕駛員為疲勞駕駛；
[0018]若車輛在每個持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值小于4小時，且存在車輛駕駛員在某一個?？繀^(qū)發(fā)生更替時，若前一位車輛駕駛員駕駛車輛通過所有持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值之和大于等于4小時以及車輛在所述某一個?？繀^(qū)前的所有停靠區(qū)的休息時間數值之和小于20分鐘，判斷前一位車輛駕駛員為疲勞駕駛；若后一位車輛駕駛員駕駛車輛通過所有持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值之和大于等于4小時以及車輛在所述某一個?？繀^(qū)前的所有?？繀^(qū)的休息時間數值之和小于20分鐘，判斷后一位車輛駕駛員為疲勞駕駛。
[0019]作為一種實施方案，所述方法還包括:
[0020]根據每個持續(xù)行駛路段的里程數值及每個持續(xù)行駛路段規(guī)定的最高安全限速，計算每個持續(xù)行駛路段在車輛不超速情況下達到的最短行程時間數值；
[0021]將車輛在每個持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值分別與每個持續(xù)行駛路段在車輛不超速情況下達到的最短行程時間數值進行比較，若存在車輛在某一個持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值小于該持續(xù)行駛路段在車輛不超速情況下達到的最短行程時間數值，判斷車輛為超速駕駛。
[0022]作為一種實施方案，若存在某一個持續(xù)行駛路段內規(guī)定的最高安全限速完全相同，則該持續(xù)行駛路段在車輛不超速情況下達到的最短行程時間數值是由該持續(xù)行駛路段的里程數值除以該持續(xù)行駛路段規(guī)定的最高安全限速計算得到。
[0023]作為一種實施方案，若存在某一個持續(xù)行駛路段由若干個最高安全限速不完全相同或完全不相同的小路段接駁而成，先獲得每個小路段的里程數值，再將每個小路段的里程數值分別除以與每個小路段對應的最高安全限速，得到每個小路段的最短行程時間數值，則該持續(xù)行駛路段在車輛不超速情況下達到的最短行程時間數值是由所有小路段的最短行程時間數值相加計算得到。
[0024]作為一種實施方案，所述方法還包括:
[0025]若所述車輛為客運車輛，根據客運車輛通過每個節(jié)點的時刻值，判斷客運車輛是否符合夜間限行高速公路的要求。
[0026]作為一種實施方案，所述根據客運車輛通過每個節(jié)點的時刻值，判斷客運車輛是否符合夜間限行高速公路的要求具體為:[0027]若存在客運車輛通過某一個節(jié)點的時刻值在高速公路或交通管理部門所規(guī)定的禁止夜間通行時間段內，判斷客運車輛違反夜間限行高速公路的要求。
[0028]作為一種實施方案，所述節(jié)點是車輛在高速公路通行時易于標識車輛通過時刻值的特定地點，其中第一個節(jié)點位于收費站的入口處，最后一個節(jié)點位于收費站的出口處。
[0029]本發(fā)明相對于現有技術具有如下的有益效果:
[0030]1、本發(fā)明方法能有效、準確地識別出高速公路上的通行車輛是否存在疲勞駕駛、超速駕駛等危險駕駛行為，并且整個識別過程均由量化指標為支撐，從而為監(jiān)管措施的有效落實及其信服力的提高提供有力的條件。
[0031]2、本發(fā)明方法可以獲知車輛在每個持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值、車輛在每個停靠區(qū)的休息時間數值、每個持續(xù)行駛路段的里程數值、每個持續(xù)行駛路段在車輛不超速情況下達到的最短行程時間數值等車輛時程特征數據，根據這些時程特征數據可以識別車輛是否存在危險駕駛行為，較目前節(jié)點監(jiān)測所得的瞬時時程特征數據更具代表性，而且符合《道路交通安全法實施條例》對危險駕駛的定義及要求。
[0032]3、本發(fā)明方法主要基于每個節(jié)點的車輛時間數據分析來計算和識別出車輛是否存在危險駕駛，而當中的大部分數據，如收費站的入口處、?？繀^(qū)入口處、?？繀^(qū)出口處和收費站的出口處的時刻值等可以由現有高速公路收費系統所提供，因此，將其應用于實際的成本投入規(guī)模也必將較為經濟。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為應用本發(fā)明方法的高速公路的示意圖。
【具體實施方式】
[0034]實施例1:
[0035]本實施例的時間參數采用分鐘作為單位。
[0036]如圖1所示，車輛從高速公路入口進入高速公路，共途經2n+2個節(jié)點，通過2n+2個節(jié)點建立用于分析高速公路車輛時程特征數據的節(jié)點集，其中節(jié)點I為起始點(即收費站的入口處)，節(jié)點2n+2為終點(即收費站的出口處)，而節(jié)點2、節(jié)點4、節(jié)點6……節(jié)點2n為?？繀^(qū)的入口節(jié)點，節(jié)點1，節(jié)點3、節(jié)點5、節(jié)點7……節(jié)點2n+l為?？繀^(qū)的出口節(jié)點，其中節(jié)點I與節(jié)點2、節(jié)點3與節(jié)點4、節(jié)點5與節(jié)點6……節(jié)點2n+l與節(jié)點2n+2分別構成持續(xù)行駛路段，共有n+1個，tw(w為正整數，w e {1,2,3,…，2η+2，η≥0})為車輛通過每個節(jié)點的時刻值。
[0037]對于車輛在高速公路每個持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值為ck，可根據車輛通過上述每個節(jié)點的時刻值，按照以下公式計算獲得:
[0038]cfta-tnGi 為正整數，k e {1，2，3，...，n+l，n ≥ O});
[0039]并且，用C表示車輛在高速公路每個持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值的集合，則:
[0040]C={ck|k e {1，2，3，...，n+l，n ≥ O}。
[0041] 若車輛沿途曾在η個?？繀^(qū)(停靠區(qū)1、停靠區(qū)2……?？繀^(qū)η)中進行?？?，對于車輛在每個?？繀^(qū)內的休息時間數值Hlj，可根據車輛經過?？繀^(qū)入口節(jié)點和出口節(jié)點的時刻值，按照以下公式計算獲得:
[0042]η!」=t2j+「t2j(j 為正整數，j e {1,2,3,…，η, η ≥ O})；
[0043]并且，用M表示車輛沿途經過的每個停靠區(qū)內的休息時間數值集合，則:
[0044]M=ImjIj e {1,2,3,...，η,η>0}。
[0045]根據上述計算公式獲得車輛在高速公路每個持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值的集合C和車輛沿途經過的每個?？繀^(qū)內的休息時間數值集合M，通過以下步驟可對車輛駕駛員是否為疲勞駕駛進行判斷:
[0046]I)若集合C中存在任一元素Ck > 240，則可判斷車輛駕駛員存在疲勞駕駛；
[0047]2)若集合C中存在任一元素ck=240，并且其在M中也存在一對應元素且該元素mk< 20，則可判斷車輛駕駛員存在疲勞駕駛；
[0048]3)若集合C中任一元素Ck < 240，且車輛從節(jié)點u行駛至節(jié)點z的過程中，存在駕駛員甲在途徑的?？繀^(qū)P中更換為駕駛員乙(即?？繀^(qū)P的入口節(jié)點和出口節(jié)點分別獲取的車輛駕駛員身份識別數據不相同)，那么:
[0049]當U為偶數，若?t21-t2i4之240且? t2i+1-t2i < 20，則車輛駕駛員甲在節(jié)點U行駛

i=u/2+li=u/2+l
至?？繀^(qū)P入口的這一段行程中，存在疲勞駕駛；
[0050]當u為奇數，若?Wi 2 240且Σ t2i+1_t2i<20，則車輛駕駛員甲在節(jié)點；!行

i=(u+l)/2i=<u+l)2
駛至?？繀^(qū)P入口的這一段行程中，存在疲勞駕駛；
z/2z/2-l
[0051]當z為偶數，若Σ乏240且I t2i+1-t2i < 20，則車輛駕駛員乙在停靠區(qū)P出
i=p+l i=p+l
口行駛至節(jié)點Z的這一段行程中，存在疲勞駕駛；

(z-l)/2(z-l)/2-l
[0052]當z為奇數，若240且ΣVrt2l <20則車輛駕駛員乙在停靠區(qū)P




i=P+l
出口行駛至節(jié)點Z的這一段行程中，存在疲勞駕駛；
[0053]其中，若u取值為1，則所述的節(jié)點u為可視為車輛進入高速公路的起始點，若z取值為2n+2，則所述的節(jié)點z可視為車輛離開高速公路的終點。
[0054]如果車輛在高速公路上持續(xù)行駛路段的行駛里程Sk(k為正整數，k e {1，2，3，…，n+l，n≤O})是由若干個最高安全限速不完全相同的小路段sjr e {1,2,3,…})接駁而成，即Sk= Σ &，任一小路段\對應的最高安全限速為
[0055]根據上述數值，可通過以下方式判斷車輛是否存在超速駕駛行為:
[0056]若C中存在任一元素ck，其對應持續(xù)行駛路段的里程數值Sk最短行程時間值ck
<Σ|時，則可判斷車輛存在超速駕駛。
[0057]為保證客運車輛在高速公路上安全行駛，客運車輛可能在某些時間段內禁止在高速公路上行駛。對于該類情況，可利用車輛通過某一個節(jié)點的時刻值與在高速公路或交通管理部門所規(guī)定的禁止夜間通行時間區(qū)間集A相比較的方式給予判斷，即tw e A時，則可判斷該客運車輛違反了相關部門客運車輛夜間限行高速公路的要求。
[0058]以上所述，僅為本發(fā)明專利優(yōu)選的實施例，但本發(fā)明專利的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發(fā)明專利所公開的范圍內，根據本發(fā)明專利的技術方案及其發(fā)明專利構思加以等同替換或改變，都屬于本發(fā)明專利的保護范圍。
【權利要求】
1.基于時程特征的高速公路車輛安全行駛識別方法，其特征在于所述方法包括: 建立用于分析高速公路車輛時程特征數據的節(jié)點集，該節(jié)點集由若干個節(jié)點構成； 根據車輛通過每個節(jié)點的時刻值，若相鄰兩個節(jié)點之間為持續(xù)行駛路段，計算車輛在該持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值；若相鄰兩個節(jié)點分別為?？繀^(qū)的入口節(jié)點和出口節(jié)點，計算車輛在該?？繀^(qū)內的休息時間數值； 根據在每個?？繀^(qū)的入口節(jié)點和出口節(jié)點分別獲取的車輛駕駛員身份識別數據，判斷車輛在每個?？繀^(qū)是否存在駕駛員更替； 結合車輛在每個持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值、車輛在每個?？繀^(qū)的休息時間數值以及車輛在每個?？繀^(qū)是否存在駕駛員更替情況，判斷車輛駕駛員是否為疲勞駕駛。
2.根據權利要求1所述的基于時程特征的高速公路車輛安全行駛識別方法，其特征在于:若相鄰兩個節(jié)點之間為持續(xù)行駛路段，車輛在該持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值由車輛通過下一個節(jié)點的時刻值減去車輛通過上一個節(jié)點的時刻值計算得到。
3.根據權利要求1所述的基于時程特征的高速公路車輛安全行駛識別方法，其特征在于:若相鄰兩個節(jié)點分別為停靠區(qū)的入口節(jié)點和出口節(jié)點，車輛在該停靠區(qū)內的休息時間數值由車輛通過該?？繀^(qū)的出口節(jié)點的時刻值減去車輛通過該停靠區(qū)的入口節(jié)點的時刻值計算得到。
4.根據權利要求1所述的基于時程特征的高速公路車輛安全行駛識別方法，其特征在于:所述判斷車輛駕駛員是否為疲勞駕駛，具體如下: 若存在車輛在某一個持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值大于4小時，判斷車輛駕駛員為疲勞駕駛；` 若存在車輛在某一個持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值等于4小時，且在對應的?？繀^(qū)內的休息時間數值小于20分鐘，判斷車輛駕駛員為疲勞駕駛； 若車輛在每個持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值小于4小時，且存在車輛駕駛員在某一個停靠區(qū)發(fā)生更替時，若前一位車輛駕駛員駕駛車輛通過所有持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值之和大于等于4小時以及車輛在所述某一個?？繀^(qū)前的所有?？繀^(qū)的休息時間數值之和小于20分鐘，判斷前一位車輛駕駛員為疲勞駕駛；若后一位車輛駕駛員駕駛車輛通過所有持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值之和大于等于4小時以及車輛在所述某一個?？繀^(qū)前的所有?？繀^(qū)的休息時間數值之和小于20分鐘，判斷后一位車輛駕駛員為疲勞駕駛。
5.根據權利要求1所述的基于時程特征的高速公路車輛安全行駛識別方法，其特征在于所述方法還包括: 根據每個持續(xù)行駛路段的里程數值及每個持續(xù)行駛路段規(guī)定的最高安全限速，計算每個持續(xù)行駛路段在車輛不超速情況下達到的最短行程時間數值； 將車輛在每個持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值分別與每個持續(xù)行駛路段在車輛不超速情況下達到的最短行程時間數值進行比較，若存在車輛在某一個持續(xù)行駛路段的持續(xù)行駛時間數值小于該持續(xù)行駛路段在車輛不超速情況下達到的最短行程時間數值，判斷車輛為超速駕駛。
6.根據權利要求5所述的基于時程特征的高速公路車輛安全行駛識別方法，其特征在于:若存在某一個持續(xù)行駛路段內規(guī)定的最高安全限速完全相同，則該持續(xù)行駛路段在車輛不超速情況下達到的最短行程時間數值是由該持續(xù)行駛路段的里程數值除以該持續(xù)行駛路段規(guī)定的最高安全限速計算得到。
7.根據權利要求5所述的基于時程特征的高速公路車輛安全行駛識別方法，其特征在于:若存在某一個持續(xù)行駛路段由若干個最高安全限速不完全相同或完全不相同的小路段接駁而成，先獲得每個小路段的里程數值，再將每個小路段的里程數值分別除以與每個小路段對應的最高安全限速，得到每個小路段的最短行程時間數值，則該持續(xù)行駛路段在車輛不超速情況下達到的最短行程時間數值是由所有小路段的最短行程時間數值相加計算得到。
8.根據權利要求1所述的基于時程特征的高速公路車輛安全行駛識別方法，其特征在于所述方法還包括: 若所述車輛為客運車輛，根據客運車輛通過每個節(jié)點的時刻值，判斷客運車輛是否符合夜間限行高速公路的要求。
9.根據權利要求8所述的基于時程特征的高速公路車輛安全行駛識別方法，其特征在于:所述根據客運車輛通過每個節(jié)點的時刻值，判斷客運車輛是否符合夜間限行高速公路的要求具體為: 若存在客運車輛通過某一個節(jié)點的時刻值在高速公路或交通管理部門所規(guī)定的禁止夜間通行時間段內，判斷客運車輛違反夜間限行高速公路的要求。
10.根據權利要求1-9任一項所述的基于時程特征的高速公路車輛安全行駛識別方法，其特征在于:所述節(jié)點是車輛在高速公路通行時易于標識車輛通過時刻值的特定地點，其中第一個節(jié)點位于收費站的入口處，最后一個節(jié)點位于收費站的出口處。
【文檔編號】G08G1/01GK103617734SQ201310687217
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權日:2013年12月10日
【發(fā)明者】羅慶異, 譚裕安, 何站穩(wěn), 王大海, 張建文, 朱賀明, 姜干勇 申請人:廣州華工信息軟件有限公司