一种基于多数据融合的货车下坡安全行驶保障系统及方法与流程

本发明涉及目标跟踪、数据融合、车辆安全保障技术领域，具体涉及一种基于多数据融合的货车下坡安全行驶保障系统及方法。

背景技术：

货车在通过连续长下坡时，为了防止由于车速过快而导致的重特大交通事故发生，需要不断采取制动措施，使车速控制在合理范围内。若车辆持续制动时间较长，则会破坏制动器热平衡状态，从而导致制动器温度急剧升高，降低摩擦力矩，进而引起制动失效发生重大交通事故。通过多项研究表明车辆制动器工作时的温度在250℃以下时，制动器处于正常的温度状态；当温度超过300℃时，车辆制动时的摩擦力矩显著降低，制动效能明显下降，当车辆轮轴温度超过400°时，车辆制动措施将会失效。

因此，一般以300℃作为制动器温度的使用极限而传统的长下坡交通安全保障措施存在不足，无法对货车的轮轴温度进行精准检测、一旦发生异常时更无法进行精准提示以及快速告知道路运营管理者采取有效措施进行施救。因此，基于多数据融合的长下坡货车安全行驶保障系统和方法能够有效保障货车在连续长下坡路段的行驶交通安全。而通过多种传感器的协同工作和数据融合方式，一旦系统检测到通行道路上出现异常时，如：山体滑坡、道路塌方、车辆违章停驶、交通事故、道路拥堵等现象发生时，通过精准的点对点信息提示方式为即将通过该路的车辆发出提前预警告警信息，能够有效的避免重大交通事故的发生。

技术实现要素：

为此，本发明提供一种基于多数据融合的货车下坡安全行驶保障系统及方法，以解决现有车辆下坡过程中轮轴温度不能实时监测、无法提前预警突发事故的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，公开了一种基于多数据融合的货车下坡安全行驶保障系统，所述系统包括：车辆跟踪模块、车辆抓拍模块、轮轴测温模块、路侧服务平台、数据中心和第三方云端服务平台，所述车辆跟踪模块采集检测范围内车辆的经纬度信息、运动方向、运动速度、所在车道信息，并生成车辆唯一id数字标识信息，所述车辆抓拍模块接收车辆跟踪模块的触发指令，拍摄车辆的颜色、车型、品牌、商标、车牌及驾驶员信息，所述路侧服务平台对将车辆跟踪模块获取的信息与车辆抓拍模块拍摄的信息进行第一次融合，所述轮轴测温模块对测温区域内的车辆轮轴进行测温，所述路侧服务平台将车辆轮轴温度信息与第一次融合的数据进行二次融合，并分别发送至数据中心和第三方云端服务平台，数据中心对二次融合的数据进行分析，通过多种渠道向车辆发送轮轴温度过高告警和突发事件预警。

进一步地，所述车辆跟踪模块包括车辆跟踪检测传感器，所述车辆跟踪检测传感器在道路侧边设置有多个，形成连续的检测区域，车辆进入检测区域后，车辆跟踪检测传感器采集车辆的实时运动速度信息、运动方向信息、经纬度信息、加速度信息、运动方向角信息、所在车道信息、运动轨迹信息，并针对车辆生成唯一id数字标识信息，直至车辆完全驶离车辆跟踪检测传感器覆盖的范围，车辆跟踪检测传感器将采集的数据发送至路侧服务平台。

进一步地，所述车辆抓拍模块包括车辆抓拍摄像机，当车辆跟踪检测传感器检测到车辆进入预设的抓拍触发区域后，路侧服务平台将车辆对应的唯一id数字标识信息变成数字触发控制指令，控制车辆抓拍摄像机进行拍摄车辆的特征信息，拍摄的信息发送至路侧服务平台。

进一步地，所述车辆的特征信息包括：车辆车牌信息、车标信息、车系信息、车型信息、车辆颜色信息。

进一步地，所述路侧服务平台将车辆跟踪检测传感器检测的数据和车辆抓拍摄像机拍摄的信息进行第一次融合，使车辆具有唯一的完整数据信息，存入临时数据库以备临时调用。

进一步地，所述轮轴测温模块包括车辆轮轴测温传感器，所述车辆轮轴测温传感器设置在道路侧边的不同位置，车辆进入测温区域后，通过车辆轮轴测温传感器检测车辆轮轴的温度，温度数据发送至路侧服务平台，路侧服务平台将温度数据与车辆跟踪检测传感器检测的数据和车辆抓拍摄像机拍摄的信息进行第二次融合，存入临时数据库以备临时调用。

进一步地，所述路侧服务平台完成数据融合后将二次融合数据分别通过专用通信网络发送至数据中心和第三方云端服务平台，数据中心根据车辆跟踪检测传感器检测的数据和车辆轮轴测温传感器测量的轮轴温度数据，进行道路异常情况分析和轮轴高温预警，数据中心和第三方云端服务平台将道路异常情况和轮轴高温预警信息通过多种途径向驾驶员发出预警通知。

进一步地，所述数据中心将道路异常情况和车辆轮轴高温预警信息结合车辆抓拍摄像机拍摄的对应车辆信息，发送至距离车辆最近的可变情报板，可变情报板上针对特定的车辆显示轮轴高温预警信息和/或道路异常信息，数据中心与路侧广播扩音器建立通信连接，距离车辆最近的路侧广播扩音器播放语音轮轴高温预警信息和/或道路异常信息。

进一步地，所述第三方云端服务平台将轮轴高温预警信息和/或道路异常信息推送至驾驶人员的移动通信设备，移动通信设备进行语音强提醒和短信提醒。

根据本发明的第二方面，公开了一种基于多数据融合的货车下坡安全行驶保障方法，所述方法为：

道路侧边安装的车辆跟踪检测传感器对进入检测区域的车辆进行跟踪，采集车辆的实时运动速度信息、运动方向信息、经纬度信息、加速度信息、运动方向角信息、所在车道信息、运动轨迹信息，并针对车辆生成唯一id数字标识信息；

车辆进入抓拍触发区域后，车辆抓拍摄像机接收到路侧服务平台发送的拍摄触发控制指令，拍摄车辆车牌信息、车标信息、车系信息、车型信息、车辆颜色信息；

路侧服务平台将车辆跟踪检测传感器检测的数据和车辆抓拍摄像机拍摄的信息进行第一次融合，使车辆具有带有唯一的完整数据信息；

车辆进入测温区域后，车辆轮轴测温传感器检测车辆轮轴的温度，温度数据发送至路侧服务平台；

路侧服务平台将温度数据与车辆跟踪检测传感器检测的数据和车辆抓拍摄像机拍摄的信息进行第二次融合；

路侧服务平台将二次融合数据分别发送至数据中心和第三方云端服务平台，数据中心根据车辆跟踪检测传感器检测的数据和车辆轮轴测温传感器测量的轮轴温度数据，进行道路异常情况分析和轮轴高温预警；

数据中心向距离车辆最近的可变情报板发送针对特定的车辆显示轮轴高温预警信息和/或道路异常信息，同时通过距离车辆最近的路侧广播扩音器播放语音轮轴高温预警信息和/或道路异常信息；

第三方云端服务平台将轮轴高温预警信息和/或道路异常信息推送至驾驶人的移动通信终端进行预警，提醒驾驶人员减速或停车降低轮轴温度，注意对道路异常情况进行避让、缓速通行或绕路行驶。

本发明具有如下优点：

本发明公开了一种基于多数据融合的货车下坡安全行驶保障系统及方法，能够为路段上行驶的货车驾驶员及时提供其车辆的自身危险隐患同时为其提供道路上有无异常事件发生，从而为驾驶员在长下坡路段的行驶时，提前获取危险信息及时处理以保障车辆的全程行驶安全、出行安全的目的；

通过多系统、多方面、多数融合的方式形成的预警信息、告警信息、通行方案、控制指令等重要数据会比单一侧量设备或单一数据来源生成数据的可靠性更高；

能够对路况状态、交通状态发生变化以及道路上出现异常交通事故、障碍物危及行车安全时做出及时反映，快速的生成相对应的预警信息、告警信息、通行方案等辅助信息，能够避免司机人员获取信息不全面，采取措施不及时而造成重大交通事故以及避免二次事故的发生；

有效的避免由于路侧单一感知设备无法检侧到的距离较远、较小但危害较大的障碍物、抛洒物、塌方、路障以及临时交通管制而造成的行驶路径改变而发生的交通事故和二次事故；

使用本系统和此种方法能够有效的避免由于靠车辆传感器单一感知设备无法检侧到的距离较远、较小但危害较大的障碍物、抛洒物、塌方、路障以及临时交通管制而造成的行驶路径改变而发生的交通事故和二次事故；能够有效的避免由于靠车辆传感器单一感知设备无法检测到“盲区”内的行人或危险事物，可以使车辆的感知能力以及距离无限的延伸；

通过本系统能够将货车制动器工作温度及时告知驾驶员，能够让货车驾驶员掌握车辆的制动器状态，从而为驾驶员的行驶策略提供参考。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种基于多数据融合的货车下坡安全行驶保障系统架构示意图；

图中：1-车辆跟踪检测传感器、2-车辆抓拍摄像机、3-路侧服务平台、4-车辆轮轴测温传感器、5-数据中心、6-第三方云端服务平台、7-可变情报板、8-货车、9-检测区域、10-抓拍触发区域、11-测温区域、12-路侧广播扩音器。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

实施例1

本实施例公开了一种基于多数据融合的货车8下坡安全行驶保障系统，所述系统包括：车辆跟踪模块、车辆抓拍模块、轮轴测温模块、路侧服务平台3、数据中心5和第三方云端服务平台6，所述车辆跟踪模块采集检测范围内车辆的经纬度信息、运动方向、运动速度、所在车道信息，并生成车辆唯一id数字标识信息，所述车辆抓拍模块接收车辆跟踪模块的触发指令，拍摄车辆的颜色、车型、品牌、商标、车牌及驾驶员信息，所述路侧服务平台3对将车辆跟踪模块获取的信息与车辆抓拍模块拍摄的信息进行第一次融合，所述轮轴测温模块对测温区域11内的车辆轮轴进行测温，所述路侧服务平台3将车辆轮轴温度信息与第一次融合的数据进行二次融合，并分别发送至数据中心5和第三方云端服务平台6，数据中心5对二次融合的数据进行分析，通过多种渠道向车辆发送轮轴温度过高告警和突发事件预警。

车辆跟踪模块包括车辆跟踪检测传感器1，所述车辆跟踪检测传感器1在道路侧边设置有多个，形成连续的检测区域9，车辆进入检测区域9后，车辆跟踪检测传感器1采集货车8的实时运动速度信息、运动方向信息、经纬度信息、加速度信息、运动方向角信息、所在车道信息、运动轨迹信息，并针对车辆生成唯一id数字标识信息，直至车辆完全驶离车辆跟踪检测传感器1覆盖的范围，车辆跟踪检测传感器1将采集的数据发送至路侧服务平台3。

数据中心5会根据车辆跟踪检测传感器1采集的车辆运动轨迹信息，判断车辆是否按照正常的路线轨迹行驶，如果出现多辆车的行驶轨迹发生相同的偏离，则判断轨迹偏离处发生异常情况。异常情况包括：有无危险行人出现、有无危险动物出现、有无道路塌方、有无山体滑坡、有无抛洒物出现、有无落石出现或其它影响正常道路通行的危险情况。

车辆抓拍模块包括车辆抓拍摄像机2，当车辆跟踪检测传感器1检测到货车8进入预设的抓拍触发区域10后，路侧服务平台3将车辆对应的唯一id数字标识信息变成数字触发控制指令，控制车辆抓拍摄像机2进行拍摄车辆的特征信息，车辆的特征信息包括：车辆车牌信息、车标信息、车系信息、车型信息、车辆颜色信息，拍摄的信息发送至路侧服务平台3。

并且车辆抓拍模块会拍摄异常情况发生路段的实景图像，数据中心5根据实景图像判断道路异常情况的具体类型，根据具体的异常情况向驾驶员发出道路异常情况预警。

路侧服务平台3将车辆跟踪检测传感器1检测的数据和车辆抓拍摄像机2拍摄的信息进行第一次融合，使车辆具有唯一的完整数据信息，存入临时数据库以备临时调用。

轮轴测温模块包括车辆轮轴测温传感器4，所述车辆轮轴测温传感器4设置在道路侧边的不同位置，车辆进入测温区域11后，通过车辆轮轴测温传感器4检测车辆轮轴的温度，温度数据发送至路侧服务平台3，路侧服务平台3将温度数据与车辆跟踪检测传感器1检测的数据和车辆抓拍摄像机2拍摄的信息进行第二次融合，存入临时数据库以备临时调用。路侧服务平台3完成数据融合后将二次融合数据分别通过专用通信网络发送至数据中心5和第三方云端服务平台6。

数据中心5根据车辆跟踪检测传感器1检测的数据和车辆轮轴测温传感器4测量的轮轴温度数据，进行道路异常情况分析和轮轴高温预警，数据中心5和第三方云端服务平台6将道路异常情况和轮轴高温预警信息通过多种途径向驾驶员发出预警通知。报警预警规则包括：车辆异常行为报警预警规则(如车辆超速行驶、车辆超低速行驶、车辆长期占用紧急停车道、车辆违章变道、车辆停驶等)、车辆轮轴温度过高报警预警规则(该规则为在系统中预先设定车辆轮轴温度预警数据值260℃，告警数值为300℃)、异常事件报警预警规则(交通事故、山体滑坡、道路塌方、拥堵)等。

数据中心5将道路异常情况和车辆轮轴高温预警信息结合车辆抓拍摄像机2拍摄的对应车辆信息，发送至距离车辆最近的可变情报板7，可变情报板7上针对特定的车辆显示轮轴高温预警信息和/或道路异常信息，提醒规则为“先到先提醒，同时到交互提醒”；数据中心5与路侧广播扩音器12建立通信连接，距离车辆最近的路侧广播扩音器12播放语音轮轴高温预警信息和/或道路异常信息，在车辆行驶方向上，路侧广播扩音器12连续播放语音预警信息，直至货车8状态做出相同调整。第三方云端服务平台6将轮轴高温预警信息和/或道路异常信息推送至驾驶人员的移动通信设备，移动通信设备进行语音强提醒和短信提醒。驾驶员在接收到相关的预警信息后及时做出调整，车辆减速和靠边在安全区域停车，降低轮轴温度，针对道路异常情况，则做出缓速通行或者绕行方案调整。

实施例2

本实施例公开了一种基于多数据融合的货车8下坡安全行驶保障方法，所述方法为：

道路侧边安装的车辆跟踪检测传感器1对进入检测区域9的车辆进行跟踪，采集车辆的实时运动速度信息、运动方向信息、经纬度信息、加速度信息、运动方向角信息、所在车道信息、运动轨迹信息，并针对车辆生成唯一id数字标识信息；

车辆进入抓拍触发区域10后，车辆抓拍摄像机2接收到路侧服务平台3发送的拍摄触发控制指令，拍摄车辆车牌信息、车标信息、车系信息、车型信息、车辆颜色信息；

路侧服务平台3将车辆跟踪检测传感器1检测的数据和车辆抓拍摄像机2拍摄的信息进行第一次融合，使车辆具有带有唯一的完整数据信息；

车辆进入测温区域11后，车辆轮轴测温传感器4检测车辆轮轴的温度，温度数据发送至路侧服务平台3；

路侧服务平台3将温度数据与车辆跟踪检测传感器1检测的数据和车辆抓拍摄像机2拍摄的信息进行第二次融合；

路侧服务平台3将二次融合数据分别发送至数据中心5和第三方云端服务平台6，数据中心5根据车辆跟踪检测传感器1检测的数据和车辆轮轴测温传感器4测量的轮轴温度数据，进行道路异常情况分析和轮轴高温预警；

数据中心5向距离车辆最近的可变情报板7发送针对特定的车辆显示轮轴高温预警信息和/或道路异常信息，同时通过距离车辆最近的路侧广播扩音器12播放语音轮轴高温预警信息和/或道路异常信息；

第三方云端服务平台6将轮轴高温预警信息和/或道路异常信息推送至驾驶人的移动通信终端进行预警，提醒驾驶人员减速或停车降低轮轴温度，注意对道路异常情况进行避让、缓速通行或绕路行驶。

能够为路段上行驶的货车8驾驶员及时提供其车辆的自身危险隐患同时为其提供道路上有无异常事件发生，从而为驾驶员在长下坡路段的行驶时，提前获取危险信息及时处理以保障车辆的全程行驶安全、出行安全的目的；

通过多系统、多方面、多数融合的方式形成的预警信息、告警信息、通行方案、控制指令等重要数据会比单一侧量设备或单一数据来源生成数据的可靠性更高；

能够对路况状态、交通状态发生变化以及道路上出现异常交通事故、障碍物危及行车安全时做出及时反映，快速的生成相对应的预警信息、告警信息、通行方案等辅助信息，能够避免司机人员获取信息不全面，采取措施不及时而造成重大交通事故以及避免二次事故的发生；

有效的避免由于路侧单一感知设备无法检侧到的距离较远、较小但危害较大的障碍物、抛洒物、塌方、路障以及临时交通管制而造成的行驶路径改变而发生的交通事故和二次事故；

使用本方法能够有效的避免由于靠车辆传感器单一感知设备无法检侧到的距离较远、较小但危害较大的障碍物、抛洒物、塌方、路障以及临时交通管制而造成的行驶路径改变而发生的交通事故和二次事故；能够有效的避免由于靠车辆传感器单一感知设备无法检测到“盲区”内的行人或危险事物，可以使车辆的感知能力以及距离无限的延伸；能够将货车8制动器工作温度及时告知驾驶员，能够让货车8驾驶员掌握车辆的制动器状态，从而为驾驶员的行驶策略提供参考。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。