本發(fā)明涉及一種基于北斗時(shí)空交通信號(hào)的殊域渣土車違章分析裝置與方法，屬于高精度定位及大數(shù)據(jù)分析的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
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隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大，社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施的需求與日俱增，渣土車的數(shù)量也隨之劇增。但由于渣土車夜間作業(yè)多且管理不嚴(yán)格，渣土車交通違法較為猖獗，不僅對(duì)交通安全造成重大威脅，且污染城市環(huán)境，給居民生活帶來(lái)較大影響，成為輿論討伐的對(duì)象。渣土車噸位較大，制動(dòng)和起步需要較大損耗，渣土車駕駛員為追求較高的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)省運(yùn)送時(shí)間，闖紅燈等違法現(xiàn)象也就變得較為常見(jiàn)。但是，渣土車車廂長(zhǎng)，交警監(jiān)控?cái)z像頭進(jìn)行的時(shí)候，只能拍到渣土車的腰部，很難拍清楚渣土車車牌。渣土車違章駕駛成為當(dāng)今社會(huì)一個(gè)棘手的問(wèn)題，對(duì)人們的出行安全造成了極大的威脅。

中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。是繼美國(guó)全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)和美國(guó)GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO，是聯(lián)合國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航委員會(huì)已認(rèn)定的供應(yīng)商。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并具短報(bào)文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時(shí)能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于北斗時(shí)空交通信號(hào)的殊域渣土車違章分析裝置。

本發(fā)明還提供一種利用上述裝置進(jìn)行違章分析的方法。

術(shù)語(yǔ)說(shuō)明：

殊域：十字、丁字路口，環(huán)形島、并流車道等易發(fā)生交通事故的道路位置。

NTP:NTP是網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議(Network Time Protocol)，它是用來(lái)同步網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)計(jì)算機(jī)的時(shí)間的協(xié)議。它可以使計(jì)算機(jī)對(duì)其服務(wù)器或時(shí)鐘源進(jìn)行時(shí)間同步，它可以提供高精準(zhǔn)度的時(shí)間校正。

發(fā)明概述：

本發(fā)明所述基于北斗時(shí)空交通信號(hào)的殊域渣土車違章分析裝置，可運(yùn)行在渣土車等特殊車輛上，以一定頻率上傳一組經(jīng)過(guò)處理的定位數(shù)據(jù)(包括車輛編號(hào)、實(shí)時(shí)位置)。

本發(fā)明所述基于北斗時(shí)空交通信號(hào)的殊域渣土車違章分析的方法，利用北斗高精度定位芯片對(duì)渣土車的位置與行駛狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，將基于北斗高精度時(shí)空交通信號(hào)的渣土車違章分析分成兩個(gè)子問(wèn)題：一是利用裝有北斗芯片的NTP服務(wù)器對(duì)各個(gè)交通信號(hào)燈進(jìn)行統(tǒng)一授時(shí)，從而服務(wù)端端網(wǎng)絡(luò)中心可以獲取各個(gè)路口交通信號(hào)燈實(shí)時(shí)的相位動(dòng)態(tài)信息，二是裝有車載北斗高精度定位的渣土車會(huì)將車輛的實(shí)時(shí)位置與行駛狀態(tài)發(fā)送到服務(wù)端，服務(wù)端再根據(jù)渣土車在殊域位置的行駛狀態(tài)判斷渣土車的是否違章行駛，并及時(shí)對(duì)其進(jìn)行整治、管理。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于北斗時(shí)空交通信號(hào)的殊域渣土車違章分析裝置，包括相互連接的客戶端和服務(wù)端；客戶端包括，車載北斗定位模塊和指紋匹配模塊；服務(wù)端包括，交通信號(hào)燈相位采集模塊和違章分析模塊。

優(yōu)選的，所述車載北斗定位模塊為移動(dòng)設(shè)備內(nèi)置北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)或通過(guò)藍(lán)牙與移動(dòng)設(shè)備連接的外置北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述指紋匹配模塊包括指紋采集口、指紋存儲(chǔ)模塊、指紋對(duì)比模塊和渣土車打火控制模塊；指紋存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)有指紋信息。指紋對(duì)比模塊負(fù)責(zé)將每一次司機(jī)錄入的指紋與指紋存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的該車車主的指紋進(jìn)行對(duì)比，如果指紋匹配成功，則認(rèn)為是該車車主，渣土車打火控制模塊將開(kāi)啟打火裝置，如果指紋匹配不成功，則認(rèn)為不是該車車主，渣土車打火控制模塊將切斷打火裝置，無(wú)法啟動(dòng)車輛。

優(yōu)選的，所述交通信號(hào)燈相位采集模塊包括，交通信號(hào)燈控制器和NTP服務(wù)器；NTP服務(wù)器內(nèi)設(shè)置有北斗芯片。裝有北斗芯片的NTP服務(wù)器負(fù)責(zé)接收所有交通信號(hào)燈控制器上傳的相位狀態(tài)信息。

優(yōu)選的，所述客戶端還包括客戶端通信模塊；所述服務(wù)端還包括服務(wù)端通信模塊?？蛻舳送ㄐ拍K負(fù)責(zé)將行駛數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)端。服務(wù)端通信模塊負(fù)責(zé)接收客戶端通信模塊上傳的行駛數(shù)據(jù)。

一種利用上述裝置分析殊域渣土車違章的方法，步驟如下：

1)指紋匹配：

司機(jī)通過(guò)指紋采集口輸入指紋，指紋對(duì)比模塊將司機(jī)的指紋與指紋存儲(chǔ)模塊中的指紋信息進(jìn)行匹配，如果指紋匹配成功，則判斷司機(jī)為車主，渣土車打火控制模塊開(kāi)啟打火裝置，如果指紋匹配不成功，則判斷司機(jī)不是車主，渣土車打火控制模塊切斷打火裝置；

2)渣土車行駛狀態(tài)信息采集與上傳：

車載北斗定位模塊以采樣頻率f₁采集渣土車行駛數(shù)據(jù)，所述渣土車行駛數(shù)據(jù)包括車輛編號(hào)、車輛實(shí)時(shí)位置和渣土車時(shí)速；

3)交通信號(hào)燈相位狀態(tài)的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)采集：

裝有北斗芯片的NTP服務(wù)器對(duì)所有城市道路路口的交通信號(hào)燈進(jìn)行統(tǒng)一授時(shí)，交通信號(hào)燈控制器以采樣頻率f₂分別向NTP服務(wù)器發(fā)送實(shí)時(shí)相位狀態(tài)信息并將實(shí)時(shí)相位狀態(tài)信息存儲(chǔ)在NTP服務(wù)器。服務(wù)端將裝有北斗芯片的NTP服務(wù)器中的實(shí)時(shí)相位狀態(tài)信息進(jìn)行匯總以便實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的查詢所有路口的交通信號(hào)燈的相位狀態(tài)。

4)殊域渣土車行駛狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控與違章分析：

車載北斗定位模塊將渣土車行駛數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)端，違章分析模塊將各個(gè)路口的實(shí)時(shí)相位狀態(tài)信息與渣土車在相應(yīng)路口處的渣土車行駛數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，如果狀態(tài)匹配不成功，則判定渣土車有違章，違章分析模塊記錄違章車輛編號(hào)及違章情況并將違章車輛編號(hào)及違章情況通知車輛管理部門；違章情況包括，闖紅燈違章和超速行駛。車輛管理部門對(duì)相應(yīng)的渣土車車主進(jìn)行懲治、處罰。

優(yōu)選的，闖紅燈違章的判斷方法為，如果路口的實(shí)時(shí)相位狀態(tài)信息顯示信號(hào)燈為紅燈，但是渣土車時(shí)速不為零，則判定渣土車有闖紅燈違章。

超速行駛的判斷方法為，違章分析模塊將渣土車在路口處的渣土車時(shí)速與閾值速度進(jìn)行對(duì)比，如果渣土車時(shí)速大于閾值速度，則判定渣土車有超速行駛；其中，閾值速度存儲(chǔ)于違章分析模塊。

進(jìn)一步優(yōu)選的，實(shí)時(shí)分析殊域渣土車違章的方法，包括實(shí)時(shí)測(cè)速的步驟；違章分析模塊將渣土車時(shí)速與閾值速度進(jìn)行對(duì)比，如果渣土車時(shí)速大于閾值速度，則判定渣土車有超速行駛。此步驟是對(duì)渣土車時(shí)速進(jìn)行全路段實(shí)時(shí)監(jiān)控，而不是僅限于路口位置。

優(yōu)選的，渣土車時(shí)速其中，T為車載北斗定位模塊將渣土車行駛數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)端的時(shí)間間隔，Δl為T時(shí)間段內(nèi)渣土車行駛的距離?，F(xiàn)有技術(shù)中，車載北斗定位模塊計(jì)算實(shí)時(shí)速度是較為成熟的技術(shù)。

優(yōu)選的，所述步驟1)還包括發(fā)出語(yǔ)音提示的步驟，如果指紋匹配不成功，則判斷司機(jī)不是車主，指紋對(duì)比模塊發(fā)出“重按指紋”的語(yǔ)音提示。

發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于：

1.本發(fā)明所述基于北斗時(shí)空交通信號(hào)的殊域渣土車違章分析裝置，改進(jìn)了原先利用路口電子攝像頭對(duì)違章車輛進(jìn)行抓拍車牌號(hào)的方法，不受環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施影響，判斷準(zhǔn)確、迅速；且無(wú)需專人看守，無(wú)需人工測(cè)量位置，可實(shí)時(shí)獲取并上傳位置數(shù)據(jù)，節(jié)省了人力、物力；

2.本發(fā)明所述基于北斗時(shí)空交通信號(hào)的殊域渣土車違章分析裝置，通過(guò)北斗高精度定位芯片對(duì)交通信號(hào)燈的相位狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，有利于對(duì)渣土車的行駛狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)控；避免了耗費(fèi)大量的人力、物力進(jìn)行數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集和勘測(cè)，增加了對(duì)渣土車違章分析的效率，方便交通管理部門對(duì)渣土車進(jìn)行管理與監(jiān)控；

3.本發(fā)明所述基于北斗時(shí)空交通信號(hào)的殊域渣土車違章分析裝置，裝有北斗芯片的NTP服務(wù)器可以對(duì)各個(gè)交通信號(hào)燈進(jìn)行統(tǒng)一、精確的授時(shí)，誤差小，保證了結(jié)果的準(zhǔn)確性；

4.本發(fā)明所述基于北斗時(shí)空交通信號(hào)的殊域渣土車違章分析裝置，指紋匹配模塊可以確保責(zé)任到人的管理強(qiáng)度，確保了執(zhí)法的準(zhǔn)確與公正性。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明所述基于北斗時(shí)空交通信號(hào)的殊域渣土車違章分析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述指紋匹配模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明所述交通信號(hào)燈相位采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明所述基于北斗時(shí)空交通信號(hào)的殊域渣土車違章分析裝置的工作流程圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)發(fā)明做詳細(xì)的說(shuō)明，但不限于此。

實(shí)施例1

一種基于北斗時(shí)空交通信號(hào)的殊域渣土車違章分析裝置，包括相互連接的客戶端和服務(wù)端；客戶端包括，車載北斗定位模塊和指紋匹配模塊；服務(wù)端包括，交通信號(hào)燈相位采集模塊和違章分析模塊。

實(shí)施例2

如實(shí)施例1所述的基于北斗時(shí)空交通信號(hào)的殊域渣土車違章分析裝置，其區(qū)別在于，所述車載北斗定位模塊為移動(dòng)設(shè)備內(nèi)置的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

實(shí)施例3

如實(shí)施例2所述的基于北斗時(shí)空交通信號(hào)的殊域渣土車違章分析裝置，其區(qū)別在于，所述車載北斗定位模塊為通過(guò)藍(lán)牙與移動(dòng)設(shè)備連接的外置北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

實(shí)施例4

如實(shí)施例1所述的基于北斗時(shí)空交通信號(hào)的殊域渣土車違章分析裝置，其區(qū)別在于，所述指紋匹配模塊包括指紋采集口、指紋存儲(chǔ)模塊、指紋對(duì)比模塊和渣土車打火控制模塊；指紋存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)有指紋信息。指紋對(duì)比模塊負(fù)責(zé)將每一次司機(jī)錄入的指紋與指紋存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的該車車主的指紋進(jìn)行對(duì)比，如果指紋匹配成功，則認(rèn)為是該車車主，渣土車打火控制模塊將開(kāi)啟打火裝置，如果指紋匹配不成功，則認(rèn)為不是該車車主，渣土車打火控制模塊將切斷打火裝置，無(wú)法啟動(dòng)車輛。

實(shí)施例5

如實(shí)施例1所述的基于北斗時(shí)空交通信號(hào)的殊域渣土車違章分析裝置，其區(qū)別在于，所述交通信號(hào)燈相位采集模塊包括，交通信號(hào)燈控制器和NTP服務(wù)器；NTP服務(wù)器內(nèi)設(shè)置有北斗芯片。裝有北斗芯片的NTP服務(wù)器負(fù)責(zé)接收所有交通信號(hào)燈控制器上傳的相位狀態(tài)信息。

實(shí)施例6

如實(shí)施例1所述的基于北斗時(shí)空交通信號(hào)的殊域渣土車違章分析裝置，其區(qū)別在于，所述客戶端還包括客戶端通信模塊；所述服務(wù)端還包括服務(wù)端通信模塊?？蛻舳送ㄐ拍K負(fù)責(zé)將行駛數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)端。服務(wù)端通信模塊負(fù)責(zé)接收客戶端通信模塊上傳的行駛數(shù)據(jù)。

實(shí)施例7

一種利用實(shí)施例1-6所述裝置分析殊域渣土車違章的方法，步驟如下：

1)指紋匹配：

司機(jī)通過(guò)指紋采集口輸入指紋，指紋對(duì)比模塊將司機(jī)的指紋與指紋存儲(chǔ)模塊中的指紋信息進(jìn)行匹配，如果指紋匹配成功，則判斷司機(jī)為車主，渣土車打火控制模塊開(kāi)啟打火裝置，如果指紋匹配不成功，則判斷司機(jī)不是車主，渣土車打火控制模塊切斷打火裝置；

2)渣土車行駛狀態(tài)信息采集與上傳：

車載北斗定位模塊以采樣頻率f₁采集渣土車行駛數(shù)據(jù)，所述渣土車行駛數(shù)據(jù)包括車輛編號(hào)、車輛實(shí)時(shí)位置和渣土車時(shí)速；

3)交通信號(hào)燈相位狀態(tài)的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)采集：

裝有北斗芯片的NTP服務(wù)器對(duì)所有城市道路路口的交通信號(hào)燈進(jìn)行統(tǒng)一授時(shí)，交通信號(hào)燈控制器以采樣頻率f₂分別向NTP服務(wù)器發(fā)送實(shí)時(shí)相位狀態(tài)信息并將實(shí)時(shí)相位狀態(tài)信息存儲(chǔ)在NTP服務(wù)器。服務(wù)端將裝有北斗芯片的NTP服務(wù)器中的實(shí)時(shí)相位狀態(tài)信息進(jìn)行匯總以便實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的查詢所有路口的交通信號(hào)燈的相位狀態(tài)。

4)殊域渣土車行駛狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控與違章分析：

車載北斗定位模塊將渣土車行駛數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)端，違章分析模塊將各個(gè)路口的實(shí)時(shí)相位狀態(tài)信息與渣土車在相應(yīng)路口處的渣土車行駛數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，如果狀態(tài)匹配不成功，則判定渣土車有違章，違章分析模塊記錄違章車輛編號(hào)及違章情況并將違章車輛編號(hào)及違章情況通知車輛管理部門；違章情況包括，闖紅燈違章和超速行駛。車輛管理部門對(duì)相應(yīng)的渣土車車主進(jìn)行懲治、處罰。

實(shí)施例8

如實(shí)施例7所述的分析殊域渣土車違章的方法，其區(qū)別在于，闖紅燈違章的判斷方法為，如果路口的實(shí)時(shí)相位狀態(tài)信息顯示信號(hào)燈為紅燈，但是渣土車時(shí)速不為零，則判定渣土車有闖紅燈違章。

超速行駛的判斷方法為，違章分析模塊將渣土車在路口處的渣土車時(shí)速與閾值速度進(jìn)行對(duì)比，如果渣土車時(shí)速大于閾值速度，則判定渣土車有超速行駛；其中，閾值速度存儲(chǔ)于違章分析模塊。

實(shí)施例9

如實(shí)施例8所述的分析殊域渣土車違章的方法，其區(qū)別在于，還包括實(shí)時(shí)測(cè)速的步驟；違章分析模塊將渣土車時(shí)速與閾值速度進(jìn)行對(duì)比，如果渣土車時(shí)速大于閾值速度，則判定渣土車有超速行駛。此步驟是對(duì)渣土車時(shí)速進(jìn)行全路段實(shí)時(shí)監(jiān)控，而不是僅限于路口位置。

實(shí)施例10

如實(shí)施例7所述的分析殊域渣土車違章的方法，其區(qū)別在于，渣土車時(shí)速其中，T為車載北斗定位模塊將渣土車行駛數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)端的時(shí)間間隔，Δl為T時(shí)間段內(nèi)渣土車行駛的距離。現(xiàn)有技術(shù)中，車載北斗定位模塊計(jì)算實(shí)時(shí)速度是較為成熟的技術(shù)。

實(shí)施例11

如實(shí)施例7所述的分析殊域渣土車違章的方法，其區(qū)別在于，所述步驟1)還包括發(fā)出語(yǔ)音提示的步驟，如果指紋匹配不成功，則判斷司機(jī)不是車主，指紋對(duì)比模塊發(fā)出“重按指紋”的語(yǔ)音提示。