基于行车信息的路况管理方法及系统

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基于行车信息的路况管理方法及系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及智能交通的技术领域，具体涉及一种车路况信息自动采集、生成、上报和查看的路况管理方法及系统。\n背景技术\n[0002] 随着汽车交通工具的不断发展，各种汽车路况监控系统也越来越普遍和广泛，现有的路况系统能够监控车流量和道路繁忙情况，帮助交通管理和调度，但是现有的路况检测系统获得的数据较为单一，往往只包含GPS位置信息，非常不直观，多个信息之间也是相互独立的，无法进行综合纠错，分析和情境推理，自动上报超媒体信息；同时用户也无法参与到路况监控系统中，主动上报当前车周围的信息。虽然用户可以通过电话向电台等上报实时路况，但电话上报操作不便，无法第一时间方便上报。另外，现有的路况检测和用户上报系统只针对单纯的交通管理，没有与应急事件的处理相结合，没有与医院，道路维修等相关部门联系，无法满足对路况事故实时监控和上报的需求。\n发明内容\n[0003] 本发明要解决的技术问题是：提供一种可方便获取语义化地图位置的交通堵塞情况、数据量小、准确可靠的基于行车信息的路况管理方法及系统。\n[0004] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于行车信息的路况管理方法，其实施步骤如下：\n[0005] 1)采集遭遇路况车辆的地理位置、速度、加速度和与前车的车距；\n[0006] 2)将采集的地理位置、速度、加速度和与前车的车距进行打包后通过无线网络发送至路况管理中心；\n[0007] 3)路况管理中心根据接收的地理位置获取车辆的语义化地图位置，并根据接收的速度、加速度和与前车的车距获取当前语义化地图位置的交通堵塞情况；路况管理中心预设过滤速度阈值，如果接收的地理位置信号出现跳点，则首先获取发生跳点前后两次的地理位置及间隔时间，然后计算出发生跳点间隔时间内的平均速度值，如果平均速度值超过所述预设过滤速度阈值，则将发生跳点后的地理位置过滤；如果平均速度值未超过所述预设过滤速度阈值，则对两次获取的地理位置之间的地理位置采用线性插值数据补偿的方法获取其地理位置；如果指定时间内没有接收到地理位置信号，则通过线性插值数据补偿的方法获取当前的地理位置。\n[0008] 作为本发明基于行车信息的路况管理方法的进一步改进：\n[0009] 所述路况管理中心根据接收的地理位置获取车辆的语义化地图位置时，根据地理位置获取车辆的当前地理位置类型，如果当前地理位置为高速公路，则在电子地图上查找该段高速公路的最近出口或者加油站位置，将该最近出口位置作为当前地理位置的语义化地图位置；否则，则在电子地图上查找离当前地理位置最近的兴趣点，并将该兴趣点作为当前地理位置的语义化地图位置。\n[0010] 所述步骤3)中获取交通堵塞情况时，首先设置堵塞速度阈值，然后获取指定时间内同一辆车的发送的起始地理位置和结束地理位置，获取起始地理位置和结束地理位置之间的距离以及该指定时间内车辆的平均行驶速度，如果该平均行驶速度低于所述堵塞速度阈值，则判定该车辆的结束地理位置所对应的语义化地图位置发生交通堵塞。\n[0011] 所述步骤3)中首先设置堵塞车距阈值和堵塞加速度阈值，如果某一车辆当前与前车的车距小于堵塞车距阈值，且加速度低于堵塞加速度阈值，则判定该车辆的当前地理位置所对应的语义化地图位置发生交通堵塞。\n[0012] 所述步骤1)中一并采集具有事件类型信息的人工汇报语音和现场视频；所述步骤2)中一并将人工汇报语音和现场视频打包发送至路况管理中心；所述步骤3)中，首先分别定义事件类型级别α、位置信息级别β、时间级别γ和天气级别δ的规则表，然后通过语音识别人工汇报语音并根据所述规则表获取事件类型级别α，根据不同事件类型设定路况汇报播报对象，根据车辆当前地理位置类型以及所述规则表获取位置信息级别β，根据当前时间以及所述规则表获取时间级别γ，根据当前区域的天气以及所述规则表获取天气级别δ，然后根据Rank=(α+β+γ+δ)/4计算出该地理位置的路况汇报重要程度Rank，并根据路况汇报重要程度Rank的大小依次向路况汇报类型所对应的播报对象发送路况播报信息。\n[0013] 本发明还提供一种基于行车信息的路况管理系统，包括设于车辆上的车辆路况汇报单元和用于路况管理的主控单元，所述车辆路况汇报单元包括相互连接的信息采集单元和预处理单元，所述信息采集单元包括地理位置采集模块、速度传感器、加速度传感器和用于检测与前车之间车距的车距传感器，所述预处理单元通过无线网络与主控单元相连，所述预处理单元将所述信息采集单元采集的数据通过无线网络发送给主控单元，所述主控单元根据预处理单元输出的数据获取管理区域的交通堵塞情况；所述信息采集单元还包括语音采集模块和用于采集车外图像和视频的视频采集模块，所述主控单元包括语音识别单元、路况重要度评估单元和路况信息输出单元，所述语音识别单元根据所述语音采集模块的语音获取事件类型，所述路况重要度评估单元根据预处理单元输出的数据和语音识别单元获取的事件类型评估路况汇报的重要程度，所述路况信息输出单元根据所述路况重要度评估单元的评估结果将所述路况信息向预设的输出对象输出；首先分别定义事件类型级别α、位置信息级别β、时间级别γ和天气级别δ的规则表，然后通过语音识别人工汇报语音并根据规则表获取事件类型级别α，根据不同事件类型设定路况汇报播报对象，根据车辆当前地理位置类型以及规则表获取位置信息级别β，根据当前时间以及规则表获取时间级别γ，根据当前区域的天气以及规则表获取天气级别δ，然后根据Rank=(α+β+γ+δ)/4计算出该地理位置的路况汇报重要程度Rank，并根据路况汇报重要程度Rank的大小依次向路况汇报类型所对应的播报对象发送路况播报信息。\n[0014] 作为本发明基于行车信息的路况管理系统的进一步改进：\n[0015] 所述车辆路况汇报单元还包括用于控制预处理单元向主控单元发送数据的路况汇报开关。\n[0016] 所述路况信息输出单元还包括用于语音输出所述路况信息的语音播报单元。\n[0017] 本发明基于行车信息的路况管理方法具有下述优点：本发明基于行车信息的路况管理方法通过采集遭遇路况车辆的地理位置、速度、加速度和与前车的车距，打包后发送至路况管理中心，然后在路况管理中心根据接收的地理位置获取车辆的语义化地图位置，并根据接收的速度、加速度和与前车的车距获取当前语义化地图位置的交通堵塞情况，从而可以有效实现全方位的交通路况管理控制，尤其适用于城市路况监测，具有可方便获取语义化地图位置的交通堵塞情况、数据量小、准确可靠的优点。\n[0018] 本发明基于行车信息的路况管理系统由于具备上述基于行车信息的路况管理方法相对应的结构，因此也具备其结构上相对应的优点。\n附图说明\n[0019] 图1为本发明实施方法的流程示意图；\n[0020] 图2为本发明实施装置的结构示意图；\n[0021] 图3为本发明实施装置中信息采集单元的结构示意图。\n[0022] 图例说明：1、车辆路况汇报单元；11、信息采集单元；111、地理位置采集模块；\n112、速度传感器；113、加速度传感器；114、车距传感器；115、路况汇报开关；116、语音采集模块；117、视频采集模块；12、预处理单元；2、主控单元；21、语音识别单元；22、路况重要度评估单元；23、路况信息输出单元；231、语音播报单元。\n具体实施方式\n[0023] 如图1所示，本发明实施例中的基于行车信息的路况管理方法的实施步骤如下：\n[0024] 1)采集遭遇路况车辆的地理位置、速度、加速度和与前车的车距；\n[0025] 2)将采集的地理位置、速度、加速度和与前车的车距进行打包后通过无线网络发送至路况管理中心；\n[0026] 3)路况管理中心根据接收的地理位置获取车辆的语义化地图位置，并根据接收的速度、加速度和与前车的车距获取当前语义化地图位置的交通堵塞情况。\n[0027] 遭遇路况是指车辆遭遇堵车、交通事故、交通管制、路面状况等与车辆行驶路况信息相关的事故。\n[0028] 路况管理中心根据接收的地理位置获取车辆的语义化地图位置时，根据地理位置获取车辆的当前地理位置类型，如果当前地理位置为高速公路，则在电子地图上查找该段高速公路的最近出口或者加油站位置，将该最近出口位置作为当前地理位置的语义化地图位置；否则，则在电子地图上查找离当前地理位置最近的兴趣点，并将该兴趣点作为当前地理位置的语义化地图位置。根据地理位置类型获取语义化地图位置，通过语义化地图位置的获取，可以更方便直观地获取交通堵塞状态，可以更加快速精确地提供交通堵塞查询服务。\n[0029] 电子地图中都通过名称来定义一个区域内的兴趣点，例如景点，商店，酒店等等，通过将该兴趣点作为当前地理位置的语义化地图位置，可以快速地实现对语义化地图位置的定位。由于不同兴趣点定义的著名程度不同，因此在电子地图上查找当前地理位置的最近兴趣点时，综合考虑兴趣点的著名程度和到兴趣点的距离两个参数选取附近知名度较高的兴趣点作为语义化地图位置。\n[0030] 电子地图上原始地理位置Location表示为：\n[0031] Location=(Object，Name+Namespace，Properties)\n[0032] 其中，Object是位置坐标，Name是位置的文本描述，由于同样的Name位置可能会有重复，如在不同城市都有“解放路”，需要采用namespace限定唯一的严格意义上的地理位置，Properties是位置本身一系列属性和属性的集合，如著名程度importance等。\n[0033] 语义化地图位置L_result表示为：\n[0034] L_result=(Name,Distance)\n[0035] 其中，Name代表语义化地图位置的名称，Distance代表到该兴趣点的距离。\n[0036] 例如当车辆在高速公路上某处得到的语义化地图位置为“距离杭金衢高速杭州出口1km”，其中Name为杭金衢高速杭州出口，Distance为1km。\n[0037] 当车辆在其他位置时，Name为原始GPS位置信息附近的兴趣点的名称，例如在杭州市区某位置得到的语义化地图位置为“距离断桥100米”，其中Name为兴趣点断桥，Distance为100米。由于不同兴趣点兴趣级别不同，具体选取哪个兴趣点的方式是按照兴趣点著名程度与距离位置两个参数的商最大选取附近的且知名度较高的兴趣点作为L_result POI。如“距离断桥100米”优于“距离北山路石函路交叉口100米”，则最终语义化地图位置为“距离断桥100米”。根据兴趣点著名程度与距离位置选择兴趣点的表达式如下：\n[0038] \n[0039] LresultPOI＝max(importance/Distance)\n[0040] 步骤3)中获取交通堵塞情况时，首先设置堵塞速度阈值，然后获取指定时间内同一辆车的发送的起始地理位置和结束地理位置，获取起始地理位置和结束地理位置之间的距离以及该指定时间内车辆的平均行驶速度，如果该平均行驶速度低于堵塞速度阈值，则判定该车辆的结束地理位置所对应的语义化地图位置发生交通堵塞。此外，本实施例中步骤3)中首先设置堵塞车距阈值和堵塞加速度阈值，如果某一车辆当前与前车的车距小于堵塞车距阈值，且加速度低于堵塞加速度阈值，则判定该车辆的当前地理位置所对应的语义化地图位置发生交通堵塞。本实施例通过上述两种方法来实现拥堵检测判定，可以提交检测的准确性。本实施例通过上述两种方法来实现拥堵检测判定获取交通堵塞情况的方法可以采用下式表示：\n[0041] State＝（（t≥T)&&（（v＜V)||s＜S&&a＜A))\n[0042] 即，若T历史时间车平均速度v小于速度阈值V，或车与前车距离s小于车距阈值S且加速度a小于加速度阈值A，判断当前情境为交通堵塞。\n[0043] 一般而言，遇见有高楼阻挡及其他干扰较大的情况下，包括GPS在内的地理位置信号容易出现跳点。步骤3)中路况管理中心预设过滤速度阈值，如果接收的地理位置信号出现跳点，则首先获取发生跳点前后两次的地理位置及间隔时间，然后计算出发生跳点间隔时间内的平均速度值，如果平均速度值超过预设过滤速度阈值，则将发生跳点后的地理位置过滤；如果平均速度值未超过预设过滤速度阈值，则对两次获取的地理位置之间的地理位置采用线性插值数据补偿的方法获取其地理位置；如果指定时间内没有接收到地理位置信号，则通过线性插值数据补偿的方法获取当前的地理位置。通过过滤、线性插值数据补偿，可以有效提高地理位置信号的可用性，为交通堵塞提供更加合理、精确的定位信息。\n[0044] 假设Pi-2（xi-2，yi-2)和Pi-1(xi-1,yi-1)为跳点信号之前有信号的两个点，Pi(xi,yi)为信号跳点的估计值，vi为车辆当前行驶的平均速度，t为Pi-1和Pi的间隔时间。根据线性插值数据补偿的方法信号跳点的估计值如下所示，\n[0045] \n[0046] \n[0047] 本实施例中，过滤速度阈值设定为200km/h，如果某一点与上一点的两点平均速度超过200km/h，则显然可以推断获取的地理位置发生错误，从而将发生跳点的地理位置过滤。\n[0048] 步骤1)中一并采集具有事件类型信息的人工汇报语音和现场视频；步骤2)中一并将人工汇报语音和现场视频打包发送至路况管理中心；步骤3)中，首先分别定义事件类型级别α、位置信息级别β、时间级别γ和天气级别δ的规则表，然后通过语音识别人工汇报语音并根据规则表获取事件类型级别α，根据不同事件类型设定路况汇报播报对象，根据车辆当前地理位置类型以及规则表获取位置信息级别β，根据当前时间以及规则表获取时间级别γ，根据当前区域的天气以及规则表获取天气级别δ，然后根据Rank=(α+β+γ+δ)/4计算出该地理位置的路况汇报重要程度Rank，并根据路况汇报重要程度Rank的大小依次向路况汇报类型所对应的播报对象发送路况播报信息。本实施例中，事件类型级别α、位置信息级别β、时间级别γ和天气级别δ都大于0小于1，路况汇报重要程度Rank也大于0小于1。通过路况汇报重要程度Rank，可以实现对不同路况汇报的重要程度分级，实现重大问题的优先处理，而且可以根据路况类型向路况汇报类型所对应的播报对象发送路况播报信息，从而可以第一时间通知交通、医院、道路维修部门以及同车队，从而可以迅速响应，解决路况问题。\n[0049] 本实施例中，语音识别路况汇报的类型时，调用了 Speech SDK中\nIspRecognizer，IspRecoContext和ISpRecoGrammar三个类的接口方法，IspRecognizer是语音转文本识别引擎，IspRecoContext负责语音内容的记录，ISpRecoGrammar可定义语音转文本识别的词库，通过这三个类的接口方法调用，可以将用户的语音转化为文本，再通过从文本中截取识别事件类型关键词来识别路况汇报的类型。其中，事件类型级别α规则表定义如下：\n[0050] \n事件类型级别α 事件类型\n1 人员伤亡\n0.6 交通事故\n0.3 路面异常\n0.3 交通堵塞\n[0051] 此外，本实施例中位置信息级别β规则表定义如下：\n[0052] \n[0053] 时间级别γ规则表定义如下：\n[0054] \n时间级别γ 事件时间\n1 早晚高峰时间\n0 其他时间\n[0055] 天气级别δ规则表定义如下：\n[0056] \n天气级别δ 事件天气状况\n1 积雪，结冰，雷暴，大雾\n0 正常天气\n[0057] 播报对象根据事件类型的不同而不同，针对人员伤亡，播报对象为附近的医院；针对交通事故，播报对象为交警部门，广播形式发送；针对路面异常，播报对象为道路维修部门，广播形式发送；针对交通堵塞，播报对象为同车队的车辆，广播形式发送。此外，播报的方式可以采用电话或者网络等形式。\n[0058] 如图2和图3所示，本发明实施例中的基于行车信息的路况管理系统包括设于车辆上的车辆路况汇报单元1和用于路况管理的主控单元2，车辆路况汇报单元1包括相互连接的信息采集单元11和预处理单元12，信息采集单元11包括地理位置采集模块111、速度传感器112、加速度传感器113和用于检测与前车之间车距的车距传感器114，预处理单元\n12通过无线网络与主控单元2相连，预处理单元12将信息采集单元11采集的数据通过无线网络发送给主控单元2，主控单元2根据预处理单元12输出的数据获取管理区域的交通堵塞情况。\n[0059] 地理位置采集模块111可采用GPS或者北斗系统，对于GPS而言，由于GPS收到的数据不能为其他模块直接使用，要对数据进行解析,GPS接收到的数据是基于WGS.84坐标系，而我国目前的部分地图数据采用的平面坐标系是基于北京54坐标系的，因此针对基于北京54坐标系的的电子地图还需要首先要对接收到的GPS数据进行坐标系的转换。预处理单元12输出的数据以XML格式进行组织以方便读取。\n[0060] 本实施例中，车辆路况汇报单元1还包括用于控制预处理单元12向主控单元2发送数据的路况汇报开关115。路况汇报开关115安装于方向盘上的单键设备，当用户驾车时发现前方有事故或路况信息时，通过按下路况汇报开关115即可启动汇报流程，预处理单元12将信息采集单元11采集的数据通过无线网络发送给主控单元2。主控单元2则可以取得当前汇报车辆的位置信息、车主汇报音频信息、一段时间内汇报车辆周围的视频信息和当前车周围图片信息。通过路况汇报开关115可以实现一键汇报路况信息，操作简单方便，极大地提高了信息采集单元11采集信息的便捷度，增强了整个路况管理系统的准确性。\n[0061] 信息采集单元11还包括语音采集模块116和用于采集车外图像和视频的视频采集模块117，主控单元2包括语音识别单元21、路况重要度评估单元22和路况信息输出单元23，语音识别单元21根据语音采集模块116的语音获取事件类型，路况重要度评估单元\n22根据预处理单元12输出的数据和语音识别单元21获取的事件类型评估路况汇报的重要程度，路况信息输出单元23根据路况重要度评估单元22的评估结果将路况信息向预设的输出对象输出。\n[0062] 预处理单元12通过串口与地理位置采集模块111相连，将采集信息转换为经纬度坐标信息。视频采集模块117可采集车外的视频和图像信息，车外图像只有出发当触发路况汇报开关115时才保存一次图像；车外视频是实时录制的，为节约空间，当超过ζ时间未发生车况和事故时，原视频会被覆盖，ζ时间间隔可自设，本实施方案中ζ为3分钟。\n[0063] 本实施例中，车辆路况汇报单元1采用蓝 车载电脑N36实现，地理位置采集模块111采用 B163GPS设备，语音采集模块116采用蓝牙语音输入设备，视频采集模块117采用 Lifecam cinema车载摄像头，视频采集模块117采集车载摄像头的图像和视频时采用了OpenCV库，车距传感器114采用 LDS-200A测距仪，速度传感器112、加速度传感器113均为车辆自带模块。信息采集单元11的各个模块都通过CAN总线和预处理单元12相连。\n[0064] 路况信息输出单元23还包括用于语音输出路况信息的语音播报单元231，语音播报单元231根据路况重要度评估单元22的评估结果将路况信息输出，语音播报单元231可以自动过滤相同时间和位置的重复类型事件，从而实现可靠的语音播放。语音播报单元231基于 Speech SDK实现，可以将路况重要度评估单元22的评估得到的文字形式的结果以语音输出进行语音播报。\n[0065] 以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。