一种基于车联网环境下公交车在公交站点安全预警方法

1.一种基于车联网环境下公交车在公交站点安全预警方法，其特征在于：所述车联网包括车辆智能终端、路边基座和公交安全信息服务中心，所述车辆智能终端包括：信息采集模块，用以使用定位系统、传感器及微处理器来获得车辆运行信息；无线通讯模块，用以使车辆信息系统与公交安全信息中心系统进行单向或双向通讯；信息处理模块，用以处理来自车载数据库和通讯系统的数据，并结合地理信息系统技术，给驾驶员提供人机接口；安全状态判别模块，用以依照信息处理模块的结果，对安全状态进行判别并能够接收车辆上电子控制单元的命令，使车辆具有状态识别和自身故障诊断功能；显示报警模块，用以根据安全状态判别模块的结果，将得到危险警告信息进行发布；所述车辆智能终端与路边基通信连接，所述路边基与所述公交安全信息服务中心通信连接；所述安全预警方法包括：
当公交车减速进站时，采用超声波传感器检测从本车后面对角线方向，如果公交驾驶员打转向信号准备换道行驶，但有车从此方向接近并超过设定安全距离时，通过车辆智能终端的识别将发出警告；当公交车加速离站时，超声波传感器检测换入车道本车前方对角线方向的正在接近的公交车的车辆，当距离超过设定安全距离时通过车辆智能终端的识别将发出警告；所述安全预警方法还包括：
在公交车辆内安装视频检测传感器，用于辅助驾驶员检测公交站点内的状况，通过公交站点内移动行为进行采样信号检测，包括行人和车辆存在是否影响当前公交车辆进站，检测的信息通过总线系统传递给信息处理模块，信息处理模块基于移动检测原理的危险行为判断识别算法和人脸识别算法对影响公交车辆停靠的车辆和行人进行识别跟踪，并通过安全状态判别模块对决策信息进行安全状态的判别，得出危险警告信息，危险警告信息在车载内部网下通过显示报警单元发布，驾驶员得到报警信息。
2.如权利要求1所述的基于车联网环境下公交车在公交站点安全预警方法，其特征在于：公交安全信息中心通过广域无线通信技术进行信息收发，并将所述危险警告信息通过电子站牌发布，公交电子站牌上的报警器被激活，警示影响公交车辆进站的行人和车辆。
3.如权利要求1或2所述的基于车联网环境下公交车在公交站点安全预警方法，其特征在于：所述安全预警方法还包括：当多辆公交车同时到达站点时，通过车辆智能终端中的无线通信模块，公交车辆之间的运行状况能够通过车-车通信方式实现信息共享，同时车载智能终端能够对公交车前后距离进行探测，如果跟驰公交车辆行驶速度超过有序进站的预设界限时，根据安全判别模块中安全跟车模型测算，跟驰进站公交车利用传感器信息对前方车辆和车距的检测，当发现安全车距不足时，及时向驾驶员发出报警提示。
4.如权利要求3所述的基于车联网环境下公交车在公交站点安全预警方法，其特征在于：所述安全预警方法还包括：当公交站点有交通事故发生时，驾驶员通过车载智能终端中的人机接口，将公交站点的异常状况输入人机耦合单元，并通过无线通信和路边基实现的车-路通信，并发送到公交安全信息服务中心，所述公交安全信息服务中心生成应急方案，并将道路交通安全信息心通过广域无线通信技术发送给途经该公交站点的公交车辆。

一种基于车联网环境下公交车在公交站点安全预警方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种公交车站点的智能辅助控制方法。\n背景技术\n[0002] 城市公交站点是城市道路的基础设施，是公交车与服务对象乘客建立的联系，因此保证公交站点的公交安全具有重要意义。公交站点附近往往等候公交出行公众较多，车辆密集，公交车在进入站点和出站重新汇入车道过程中，容易与原车道行驶的车辆发生交织，严重时引发事事故。为方便乘客乘车及零距离换乘，不同公交线路的站点常常设置在一起，这往往会造成公交车在公交站点前大排长龙的现象，前车还未出站，后车接踵而至，造成公交车在公交站点停靠无秩序，后面公交完成停靠服务后还没等前面公交完成停靠服务离站就超越其驶出站台，不仅影响公交车辆的运行效率，而且存在较大的安全隐患。此外，行人和乘客的不良交通行为对公交车安全停靠非常不利.例如乘客站到了站台的停车道上候车，成为公交事故的诱因。因此，以上的情况都将导致公交车行驶在公交站点的危险性提高。\n发明内容\n[0003] 为了克服已有公交车站点的无智能控制、存在安全隐患的不足，本发明提供一种实现智能安全预警、有效消除安全隐患的基于车联网环境下公交车在公交站点安全预警方法。\n[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：\n[0005] 一种基于车联网环境下公交车在公交站点安全预警方法，所述车联网包括车辆智能终端、路边基座和公交安全信息服务中心，所述车辆智能终端包括：信息采集模块，用以使用定位系统、传感器及微处理器来获得车辆运行信息；无线通讯模块，用以使车辆信息系统与公交安全信息中心系统进行单向或双向通讯；信息处理模块，用以处理来自车载数据库和通讯系统的数据，并结合地理信息系统技术，给驾驶员提供人机接口；安全状态判别模块，用以依照信息处理模块的结果，对安全状态进行判别并能够接收车辆上电子控制单元的命令，使车辆具有状态识别和自身故障诊断功能；显示报警模块，用以根据安全状态判别模块的结果，将得到危险警告信息进行发布；所述车辆智能终端与路边基通信连接，所述路边基与所述公交安全信息服务中心通信连接；所述安全预警方法包括：\n[0006] 当公交车减速进站时，采用超声波传感器检测从本车后面对角线方向，如果公交驾驶员打转向信号准备换道行驶，但有车从此方向接近并超过设定安全距离时，通过车辆智能终端的识别将发出警告；当公交车加速离站时，超声波传感器检测换入车道本车前方对角线方向的正在接近的公交车的车辆，当距离超过设定安全距离时通过车辆智能终端的识别将发出警告。\n[0007] 进一步，所述安全预警方法还包括：在公交车辆内安装视频检测传感器，用于辅助驾驶员检测公交站点内的状况，通过公交站点内移动行为进行采样信号检测，包括行人和车辆存在是否影响当前公交车辆进站，检测的信息通过总线系统传递给信息处理模块，信息处理模块基于移动检测原理的危险行为判断识别算法和人脸识别算法对影响公交车辆停靠的车辆和行人进行识别跟踪，并通过安全状态识别模块对决策信息进行安全状态的判别，得出危险警告信息，危险警告信息在车载内部网下通过显示报警单元发布，驾驶员得到报警信息。\n[0008] 再进一步，公交安全信息中心通过广域无线通信技术进行信息收发，并将所述危险警告信息通过电子站牌发布，公交电子站牌上的报警器被激活，警示影响公交车辆进站的行人和车辆。\n[0009] 更进一步，所述安全预警方法还包括：当多辆公交车同时到达站点时，通过车辆智能终端中的无线通信模块，公交车辆之间的运行状况能够通过车-车通信方式实现信息共享，同时车载智能终端能够对公交车前后距离进行探测，如果跟驰公交车辆行驶速度超过有序进站的预设界限时，根据安全判别模块中安全跟车模型测算，跟驰进站公交车利用传感器信息对前方车辆和车距的检测，当发现安全车距不足时，及时向驾驶员发出报警提示。\n[0010] 所述安全预警方法还包括：当公交站点有交通事故发生时，驾驶员通过车载智能终端中的人机接口，将公交站点的异常状况输入人机耦合单元，并通过无线通信和路边基实现的车-路通信，并发送到公交安全信息服务中心，所述公交安全信息服务中心生成应急方案，并将道路交通安全信息心通过广域无线通信技术发送给途经该公交站点的公交车辆。\n[0011] 本发明的有益效果主要表现在：实现智能安全预警、有效消除安全隐患；减少公交车辆换道进站与出站与其他车辆发生碰撞，保证公交有序进站，减少公交车在公交站点延误，实时检测公交站点安全状况，便于公交安全运行管理。\n附图说明\n[0012] 图1是公交站台的车辆网的示意图。\n[0013] 图2是车载智能终端的示意图。\n具体实施方式\n[0014] 下面结合附图对本发明作进一步描述。\n[0015] 参照图1和图2，一种基于车联网环境下公交车在公交站点安全预警方法，所述车联网包括车辆智能终端、路边基座和公交安全信息服务中心，车载智能终端主要包括定位模块、信息采集模块、信息处理模块、安全状态判别模块、无线通讯模块和显示报警模块。信息采集模块使用定位系统、传感器及微处理器来获得车辆各部件运行信息；无线通讯模块使车辆信息系统与公交安全信息中心系统进行单向或双向通讯，使驾驶员和信息中心都能知道当前信息和其他服务性信息；信息处理模块处理来自车载数据库和通讯系统的数据，并结合地理信息系统(Geographic Information System，简称GIS)技术和专门用户程序，给驾驶员提供良好的人机接口；控制决策模块能够对信息处理模块的相应的结果对其安全状态的判别并能够接收车辆上电子控制单元的命令，使车辆具有简单的状态识别和自身故障诊断功能。显示报警模块根据控制决策的结果，将得到危险警告信息进行发布。同时在路边设置以无线数据通信、信息存储和转发为主要功能的路边基(Roadside Unit，简称RSU)，各个路边基站储存相关站点信息以及道路静态属性，并能通过无线通信或光缆等有线通信介质与公交安全信息服务中心建立通信连接。\n[0016] 公交车辆联网包括2个部分；①在车辆上安装车载智能终端并通过信息传感设备与车辆设备连接起来，实现智能化监控和管理，即车载内部网。车载内部网使用汽车现场总线作为基本通信总线，如汽车CAN(Controller Area Network)总线、LIN(Local Interconnect Network)总线，可采用总线型与星型相结合的网络拓扑结构连接传感器，通过车载网络可进行汽车控制以及实现车内数据交换和信息共享相应的无线通信模块可作为一个无线接口被搭建在汽车总线系统网络上，数据可在内部总线系统网上传输。②用移动通信技术把车载终端与外部网络连接起来，实现公交车辆间、公交车辆和路边基站之间的信息交换，即车辆外部网。车辆外部网交互的数据可通过广域无线通信技术，如副信道调频广播、CDPD技术、GSM/GPRS技术进行收发，同时采用局域无线通信技术，如专用短程通信DSRC，主要应用于路边基通过专用DSRC(Dedicated Short Range Communication)储存接收周围车辆的实时运动状态信息、相关站点信息和道路属性信息，同时进入路边基无线射频覆盖范围内的公交车辆接收相关站点的信息，道路属性数据等。\n[0017] 预警方法说明如下：\n[0018] (1)公交车辆减速进站和加速出站是一个换道过程，如图当公交车减速进站时此时可采用利超声波传感器检测从本车后面对角线方向，如果公交驾驶员打转向信号准备换道行驶，但有车从此方向接近时，通过车载智能终端的识别将发出警告。当公交车加速离站时，超声波传感器可检测换入车道本车前方对角线方向的正在接近的公交车的车辆。\n[0019] (2)在公交车辆停靠过程中，为了保证公交车辆免受周围车辆、行人的干扰，在公交车辆装有视频检测传感器，用于辅助驾驶员检测公交站点内的状况，通过公交站点内移动行为进行移动行为进行采样信号检测，包括行人和车辆存在是否影响当前公交车辆进站，检测的信息通过相应的总线系统传递给相应的信息处理模块，信息处理模块基于移动检测原理的危险行为判断识别算法和人脸识别算法对影响公交车辆停靠的车辆和行人进行识别跟踪，并通过安全状态识别模块对其相应的决策信息进行安全状态的判别，得出的相应的危险警告信息，危险警告信息一方面在车载内部网下通过显示报警单元发布，驾驶员得到相应的报警信息，可立即调整当前的行驶状态，采取相应的规避措施，另一方面在车辆外部网，公交安全信息中心通过广域无线通信技术进行信息收发，并将相应的危险警告通过电子站牌发布，公交电子站牌上的报警器其被激活，以警示影响公交车辆进站的行人和车辆。\n[0020] (3)多辆公交车同时到达站点时，后面的公交车往往会超越前方公交车辆在相邻车道上停靠，等前面公交车完成停靠服务出站后再换道驶入站内停靠，严重阻碍了本车道和相邻车道车流的运行，同时由于公交站点停靠的公交车辆较多，造成组织混乱，由于公交车辆上都装有车载智能终端，通过智能终端中的无线通信模块，公交车辆之间的运行状况能够通过车-车通信方式(Vehicle to Vehicle，简称V2V)实现信息共享，同时车载智能终端能够对公交车一定范围内的情况进行时时探测，一旦跟驰公交车辆行驶速度超过有序进站的预设界限时，根据安全判别模块中安全跟车模型测算和程序控制，跟驰进站公交车利用传感器信息对前方车辆和车距的实时有效检测，当发现安全车距不足时，及时向驾驶员发出报警提示。该方法能够使依次进站的公交车辆之间相互协作，减少公交车辆在进站过程中的延误，对潜在的公交车辆之间公交事故能够预警，避免公交车辆之间的碰撞和进站侧碰等事故发生。\n[0021] (4)当公交站点附近有交通事故等危险事件发生时，驾驶员通过车载智能终端中的人机接口，将相应公交站点的异常状况输入人机耦合单元，并通过无线通信和路边基RSU，实现的车-路通信(Vehicle to Roadside，简称V2R)，最终公交安信息中心能够立即获得异常情况，并及时生成应急方案，并及时的将相应的道路交通安全信息心通过广域无线通信技术发送给途经该公交站点的公交车辆。\n[0022] 本实施例在车联网环境下，并将公交车辆驾驶员、公交车辆、公交运行环境、公交安全信息服务中心应用现代网络和通讯技术将作为整个公交系统有机体，其核心是在公交车辆、公交行驶环境和公交驾驶员之间形成无线通讯协作机制，互相协作完成各自的交通行为，在公交车辆内载入车载智能终端，用于收集、处理、决策车辆运行状态的数据，当公交车辆行驶在公交站点附近，能够对运行进入公交站点的公交车辆安全状况实时检测，及时实施预警，减少公交驾驶员负担和判断错误，保证公交车辆行驶更加便捷、安全、智能。