一种道路运输车辆卫星定位系统终端安装情况的判断方法与流程

本发明涉及一种卫星定位系统终端安装情况的判断方法，具体为一种道路运输车辆卫星定位系统终端安装情况的判断方法，属于车辆终端属性判断技术领域。

背景技术：

运输市场对道路运输车辆具有高效率、高可靠性、低成本和快速安全的需求，但是当前道路运输车辆呈现出事故与大案频发的特性，所以道路运输车辆的运营情况备受社会和国家的关注。根据中国交通运输部出台的《道路运输车辆动态监督管理办法》第十二条规定：旅游客车、包车客车、三类以上班线客车和危险货物运输车辆在出厂前应当安装符合标准的卫星定位装置。重型载货汽车和半挂牵引车在出厂前应当安装符合标准的卫星定位装置，并接入全国道路货运车辆公共监管与服务平台。第二十三条规定：道路货运车辆公共平台负责对个体货运车辆和小型道路货物运输企业(拥有50辆以下重型载货汽车或牵引车)的货运车辆进行动态监控。道路货运车辆公共平台设置监控超速行驶和疲劳驾驶的限值，自动提醒驾驶员纠正超速行驶、疲劳驾驶等违法行为。终端的安装与使用可以实时接收车辆行驶信息，及时发现驾驶员非正常驾驶状态并给予提醒，有效的保障车辆运输安全，降低交通事故发生概率。对于车辆终端安装情况的判断，会对约束驾驶员规范驾驶和搜集准确的行程数据进行研究分析起到决定性作用。

驾驶员对于在车辆上安装终端的行为尚存在一定的抵触情绪。在安装终端之后，运输企业可以掌握车辆一切状况，驾驶员处于企业的监督之下，认为自身的自由受到限制。终端的运行需要消耗电能且消耗量较大，即使车辆在静止状态终端仍然在运行。除此以外，终端的安装并非免费且每年还需缴纳一定的服务费用，驾驶员认为这种行为增加了自身的运营成本。综上所述，终端的安装在实际应用中存在一定的阻碍，极易发生驾驶员自行拆卸终端的情况发生。因此对道路运输车辆终端安装情况的判断是势在必行的，同时在判断方法设计上存在一定难度。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种道路运输车辆卫星定位系统终端安装情况的判断方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种道路运输车辆卫星定位系统终端安装情况的判断方法，包括：

(1)、获取车辆卫星定位的轨迹数据；

(2)、进行数据异常点检测过滤与预处理；

(3)、对轨迹数据进行特征提取与选择；

(4)、终端在窗口期端点范围使用情况判断；

(5)、终端在窗口期过程范围使用情况判断；

(6)、判断终端安装情况。

作为本发明进一步的方案：所述获取车辆卫星定位的轨迹数据包括：

卫星定位纬度、卫星定位经度、卫星定位时间、卫星定位方向、卫星定位速度、卫星定位精度和卫星数。

作为本发明进一步的方案：所述进行数据异常点检测过滤与预处理包括：

将车辆卫星定位的轨迹数据进行过滤，剔除卫星定位经纬度异常、卫星定位时间异常、卫星定位方向异常、卫星定位速度异常和卫星定位精度差的数据点。

作为本发明进一步的方案：所述对轨迹数据进行特征提取与选择包括：

通过卫星定位经纬度的计算，可获得行程行驶里程；通过卫星定位时间的计算，可获得行程行驶时长；通过卫星定位速度的细化，可获得行程最大速度和最小速度；通过行驶里程和行驶时长的计算，可获得行程平均速度；通过轨迹数据切分，可以获得车辆行程数量。根据上述计算，共计选取6个特征指标。

作为本发明进一步的方案：所述终端在窗口期端点范围使用情况判断包括：

选取窗口期起始端点，截取覆盖起始端点的对称时间区间并获取对应特征指标数据。根据行程数量对终端使用情况进行判断，如果行程数量大于某值则判断终端使用程度较为活跃；根据行驶里程和行驶时长对终端使用情况进行判断，如果行驶里程大于某值且行驶时长大于某值则判断终端使用程度较为合理；根据最大速度、最小速度和平均速度对终端使用情况进行判断，如果最大速度、最小速度和平均速度均在对应的合理范围之内则判断终端使用程度较为有效。同理，选取窗口期终止端点，截取覆盖终止端点的对称时间区间并获取对应特征值指标数据。执行上述操作，判断终止端点范围内终端的使用情况。

作为本发明进一步的方案：所述终端在窗口期过程范围使用情况判断包括：

获取窗口期过程范围内的特征指标数据。根据行程数量对终端使用情况进行判断，如果行程数量大于某值则判断终端使用程度较为正常；根据行驶里程和行驶时长对终端使用情况进行判断，如果行驶里程大于某值且行驶时长大于某值则判断终端使用程度较为正常；根据最大速度、最小速度和平均速度对终端使用情况进行判断，如果最大速度、最小速度和平均速度均在对应的合理范围之内则判断终端使用程度较为正常。

作为本发明进一步的方案：所述判断终端安装情况包括：

对终端在窗口期端点范围使用情况进行判断，计算端点范围高效行程数量占比；对终端在窗口期过程范围使用情况进行判断，计算过程范围正常行程数量占比；根据端点范围高效行程数量占比和过程范围正常行程数量占比对终端安装情况进行判断，如果高效行程数量占比大于某值且正常行程数量占比大于某值，则判断终端安装情况正常。

本发明的有益效果是：该道路运输车辆卫星定位系统终端安装情况的判断方法设计合理，对采集的卫星定位数据惊醒过滤和预处理，减少了因为数据质量问题对终端安装情况判断的影响。进一步地，提取车辆轨迹数据的特征指标：行驶里程、行驶时长、最大速度、最小速度、平均速度和行程数。进一步地，本发明根据窗口期端点范围的终端使用情况，设定合理的阈值判断终端使用程度。进一步地，本发明根据窗口期过程范围的终端使用情况，设定合理的阈值判断终端使用程度。本发明在根据窗口期的端点和过程范围终端使用情况，有效判断终端安装情况。

附图说明

图1为本发明一实施例中判断道路运输车辆卫星定位系统终端安装情况方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例中终端使用情况的判断流程示意图；

图3为本发明一实施例中终端正常安装情况的判断流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在一实施例中，请参阅图1，一种道路运输车辆卫星定位系统终端安装情况的判断方法，包括：

步骤a，获取卫星定位轨迹数据：

在本实例中，启动卫星定位模块(包括驾驶车辆内部、车载智能设备、智能手机等)，通过卫星定位模块与计算终端建立数据连接。可以获取卫星定位纬度、卫星定位经度、卫星定位时间、卫星定位方向、卫星定位速度、卫星定位精度、卫星数等行程数据；

步骤b，进行数据异常点检测过滤与预处理：

在本实例中，对获取的数据进行异常点检测与预处理。剔除卫星定位经纬度异常、卫星定位时间异常、卫星定位方向异常、卫星定位速度异常和卫星定位精度差的数据点。因为异常的数据点会导致特征计算出现偏差，使得对终端在窗口期端点范围和过程范围的使用情况的判断失去准确性；

步骤c，轨迹数据的特征提取与选择:

通过对车辆终端卫星定位的轨迹数据进行分析，发现车辆行程数、卫星定位经纬度、时间和速度能够较好的反映出终端使用情况。车辆行程数是车辆运营情况的真实反映，行程数越多的车辆其终端使用的频率越高，其活跃程度也相应越高。卫星定位经纬度是对车辆地理位置信息最为直观的反映，通过对行程起始经纬度的计算可以得到行驶里程指标。卫星定位时间是对车辆时间信息直观展现，通过对行程起始时间的计算可以得到行驶时长指标。行驶里程和行驶时长是车辆行程的宏观表现，能够判断车辆行程的合理性。卫星定位速度是对车辆行驶过程围观表现，通过对其细化可分列出最大速度、最小速度和平均速度三个特征指标。最大速度、最小速度和平均速度能够刻画车辆行驶的行为习惯，能够判断车辆行程的有效性；上述内容具体步骤如下：

1)车辆行程数量统计：根据系统行程切分规则对车辆行程进行切分，汇总系统上报的行程结果作为车辆在窗口期的行程数量；

2)车辆行驶里程和行驶时长计算：根据系统上报行程信息，确定行程的卫星定位经纬度信息，并根据经纬度坐标计算实际距离公式得到相邻两点的距离，对行程过程中距离进行加和得到行驶里程；根据系统上报行程信息，确定行程的卫星定位时间信息，将行程终止时间与行程开始时间做相减计算得到行驶时长；

3)车辆最大速度、最小速度和平均速度计算：根据卫星定位速度信息，找到轨迹数据中速度的最大值和最小值作为车辆的最大速度和最小速度；根据行程轨迹数据点个数结合轨迹点的速度，计算出车辆平均速度。

结合上述特征提取和选择所得出6个特征变量。

步骤d，判断终端在窗口期端点范围的使用情况：

车辆不同的行程轨迹数据反映出车辆行程不同的属性特征，终端在窗口期端点范围的使用情况会存在明显差异。终端安装正常的车辆其行程数量在窗口期端点范围会较多，通过行程数量判断端点的活跃度进而界定活跃车辆。终端安装正常的车辆其行驶里程和行驶时长均处于合理的范围，通过行驶里程和行驶时长界定行程的合理性。终端安装正常的车辆其最大速度、最小速度和平均速度会处于有效的范围，通过最大速度、最小速度和平均速度界定行程的有效性；具体详细判断规则参照图2步骤。

步骤e，判断终端在窗口期过程范围的使用情况：

终端在窗口期过程范围的使用情况的判断流程与在端点范围的判断基本一致，具有区别的地方在于各个步骤阈值的设定存在差异。在过程范围中，其驾驶强度较端点范围较弱，所以阈值的设定适当的放宽松。具体详细判断规则参照图2步骤；

步骤f，判断终端在窗口期正常安装情况：

终端在窗口期的正常安装情况会由终端在端点范围和过程范围的使用情况进行判断。端点范围有效行程数量与总行程数量的关系可以区分终端是否正常安装，本发明定义端点范围有效行程数量占比来量化此类现象；过程范围的有效行程数量与总行程数量的关系同样可以区分终端是否正常安装，本发明定义过程范围有效行程数量占比来量化此类现象。通过两类判断规则的车辆，可以认为窗口期正常安装；具体详细判断规则参照图3步骤。

如图2所示，在本实施例中，所述方法包含如下步骤：

1)获取数据包括：通过卫星定位定位系统获取卫星定位纬度、卫星定位经度、卫星定位时间、卫星定位方向、卫星定位速度、卫星定位精度、卫星数等行程数据；

2)活跃车辆判断：由于终端在窗口期的使用情况与车辆行程数密切相关，正常的终端会在窗口期时间范围使用频繁。将用户在此期间的行程数作为判断车辆活跃程度的标准，如果行程数小于n则认为该车辆为非活跃车辆；如果行程数不小于n则认为该车辆为活跃车辆，并进入下一阶段的判断；

3)合理行程判断：如果车辆通过其活跃车辆判断，则需对其行程的合理性进行进一步的判断。行驶里程和行驶时长是衡量行程合理性的重要指标，通过这两项指标对行程进行合理性划分。合理行驶的车辆其行驶里程和行驶时长不会过短，因为过短的行程对于驾驶用户来说意义不大；同时合理行驶的车辆其行驶里程和行驶时长不会过长，因为过长的行程会加重驾驶用户的疲劳程度，正常安装的终端会对此行为进行提示。如果行驶里程不在适当的a1至a2范围或行驶时长不在适当的b1至b2范围，则认为该行程为非合理行程；如果行驶里程在适当的a1至a2范围且行驶时长在适当的b1至b2范围，则认为该行程为合理行程，并进入下一阶段的判断；

4)有效行程判断：如果行程通过其合理行程判断，则需对其行程的有效性进行进一步的判断。行程中的最大速度、最小速度和平均速度是行程有效性的重要反映，本发明通过这三项指标对行程进行有效性界定。有效的行程其最小速度不会过小、最大速度不会过大、平均速度会在适当的范围，正常安装的终端会对此行为进行规范。如果最大速度不小于c或最小速度不大于d或平均速度不在适当的e1至e2范围，则认为该行程为非有效行程；如果最大速度小于c且最小速度大于d且平均速度在适当的e1至e2范围，则认为该行程为有效行程。

如图3所示，在本实施例中，所述方法包含如下步骤：

1)获取数据包括：通过终端窗口期使用情况判断，获取车辆窗口期端点范围行程数量、端点范围有效行程数量、过程范围行程数量、过程范围有效行程数量；

2)终端安装异常判断：由于终端安装的异常情况与端点范围行程数量和有效行程数量有关，终端安装异常会导致其有效行程数量相对较少。通过设置阈值n1对终端在端点范围的异常情况进行判断，如果端点范围有效行程数量占比不大于n1，则认为终端安装异常；如果端点范围有效行程数量占比大于n1，则进入下一阶段的判断；

3)终端安装正常判断：由于终端安装的正常情况与过程范围行程数量和有效行程数量有关，终端安装异常会导致其有效行程数量相对较少。通过设置阈值n2对终端在过程范围的异常情况进行判断，如果过程范围有效行程数量占比不大于n2，则认为终端安装异常；如果过程范围有效行程数量占比大于n2，则认为终端安装正常。

工作原理：在使用该道路运输车辆卫星定位系统终端安装情况的判断方法时，首先获取卫星定位轨迹数据，然后据异常点检测过滤与预处理，之后对轨迹数据进行特征提取与选择，接着判断终端在窗口期端点和过程范围的使用情况，最后判断终端在窗口期正常安装情况。该方法在获取相关数据并进行清洗和预处理后，根据终端在窗口期的使用情况对终端在窗口期正常安装情况进行判断。在有效判断终端正常安装的前提下，为分析车辆轨迹数据提供可靠依据。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。