网联交通环境下基于行驶轨迹的超速违法行为识别方法

本发明属于交通工程领域，是一种网联交通环境下通过分析路测rsu实时采集的网联车轨迹数据，识别车辆是否存在超速违法行为的方法。

背景技术：

1、传统电子执法具有执法功能单一(如仅能对超速行驶、闯红灯、压线等交通违法行为实施其中一种违法行为的抓拍和认定)、执法地点固定(仅能对执法设施安装点的交通违法行为进行识别，而对无法覆盖的地方，电子执法无能为力)的缺陷，无法对实时发生的、移动中的交通违法行为进行识别和纠正，极大地弱化了电子执法的作用(确保道路交通安全)。网联交通环境下，车与车、车与路侧设施的实时通信，可捕捉每一辆网联汽车的行驶轨迹，通过分析车辆的行驶轨迹，可实时鉴别网联车辆的各类交通违法行为，及时反馈给车辆的驾驶人，以确保行车的安全。

2、基于此，提出一种网联交通环境下基于行驶轨迹的超速违法行为识别方法，对涉嫌超速行驶的车辆进行识别和纠正，确保道路交通行车环境的安全。

技术实现思路

1、本发明为解决上述问题，提出一种网联交通环境下基于行驶轨迹的超速违法行为识别方法。

2、本发明涉及种网联交通环境下基于行驶轨迹的超速违法行为识别方法，包括如下步骤：

3、步骤一、确定网联车辆行驶轨迹数据采样频率；

4、步骤二、识别地点超速违法行为；

5、步骤三、界定区间超速时间区间；

6、步骤四、超速违法行为的处理；

7、进一步地，步骤一中，考虑到网联技术采样车辆行驶轨迹数据时存在一定的误差，为确保将采样数据误差控制在一定范围内，对网联车辆行驶轨迹数据的采样频率h确定如下：

8、

9、

10、式中，δ0—可接受的采样数据误差容忍度，一般取0.05；δl—联网通信技术采集的车辆位置数据误差值，m；l—最小的采样空间间距，m；δt—采样时间间隔，s；vl—道路限速，km/h。

11、进一步地，步骤二中，(1)地点超速连续时间阈值的确定。《道路交通安全违法行为处理程序规定》第17条规定，使用固定式交通技术监控设备测速的路段，应当在测速点前500～1000米范围内，设置测速警告标志。相当于给测速设置了一个时间缓冲区间，只要在警告标志至测速点的距离内行程时间大于超速行驶这段距离的最长时间且在测速点不超速，则判定车辆没有超速。基于此，网联交通环境下，地点超速连续时间阈值拟采用在警告标志至测速点的距离内超速行驶通过的最长时间来代替，确定方法如下：

12、

13、式中，t0—地点超速连续时间阈值，s，当网联汽车在某个地点持续超速行驶的时间长度超过该阈值时，则判定该车辆存在地点超速违法行为；l1—警告标志至测速点的距离，考虑到人工驾驶汽车速度的波动性及车辆变道超车的短时超速需求，l1取1000m。

14、(2)地点超速违法行为的识别。从路侧rsu中调取某一辆车的行驶轨迹数据，按时间顺序依次考察每一个轨迹数据中的速度信息(vq)，判断该瞬时速度是否超速，即：

15、

16、式中，vq——车辆在第q个采样点的瞬时速度，m/s。

17、若超速，则将该采样点对应的时刻记作地点超速行驶区间的起点(t1s)和终点(t1e)；继续考察下一个采集点的瞬时速度是否超速，若仍超速，则用采样点对应的时刻替换t1e，扩大地点超速行驶的时间区间长度；直至后续采集点的瞬时速度不超速时，由此得到第1个地点超速时间区间[t1s,t1e]。同理，可依次得到若干个地点超速时间区间[t1s,t1e],[t2s,t2e],…,[tns,tne]，见图2所示。每个超速时间区间的长度△ti为：

18、△ti＝tie-tis

19、若△ti≥t0，则判定该车辆存在地点超速违法行为；否则，为短时的速度波动或超车行为。其他车辆类似处理，识别是否存在地点超速违法行为。

20、进一步地，步骤三中，为了从宏观上整体把握车辆的运行状况，进一步分析该车辆的区间行程车速超速情况。重新调取该车辆的行驶轨迹数据，从第一个地点超速时间区间开始，记录下地点超速时间区间起点的位置x1q，扫描从地点超速时间区间终点的下一个采集点(设为p点)开始，计算区间行程车速，即：

21、

22、式中，x1q——第一个地点超速时间区间起始时刻对应的第q个采样点采集到的车辆位置，m；x1p——第一个地点超速时间区间结束后的第p个采样点采集到的车辆位置，m。

23、若说明区间超速，继续扫描下一个采集点，直至关系式不成立，此时，界定得到第一个区间超速的时间区间[i1s,i1e]。继续扫描时刻i1e后的下一个地点超速时间区间，同理界定得到后续的区间超速时间区间[i2s,i2e],[i3s,i3e],…，见图2所示。

24、进一步地，步骤四中，将一段时间/距离内地点超速时间区间与区间超速时间区间进行比较，量化超速违法行为的行车风险。方法如下：

25、

26、当η≤0.5时，即地点超速时间区间尚不及区间超速时间区间的一半，说明该车辆在道路上速度变化剧烈，严重威胁到行车安全，是需要严控和介入的超速违法行为，应严厉惩处；当0.5<η≤0.8时，说明该车辆在道路上速度变化较大，存在一定的行车风险，应引起足够重视；当0.8≤η时，尽管超速，但超速的程度和速度波动的范围均较小，造成的行车风险轻微，给予适当的提醒即可。

27、将评价的结果通过联网通信技术及时反馈给驾驶人，并基于行车风险的严重程度，在车内通过声音报警等方式分别进行警告、警示和提醒，并将前两种超速违法驾驶行为反馈给公安交通警察部门备案、处罚。

28、有益效果

29、本发明提供一种网联交通环境下基于行驶轨迹的超速违法行为识别方法，基于采样频率对采集到的轨迹数据进行分析，判断是否存在地点超速；通过对轨迹数据的再次分析，根据界定的区间超速时间区间判断车辆是否存在区间超速，对移动的违法车辆危险进行量化，依据风险的危害程度对超速行为进行分类处理，从而达到规范行车行为、提高行车安全的目的，可降低应超速导致的道路交通事故率10％以上。本发明适用于全网联道路交通环境，即无论人工驾驶车还是自动驾驶车，均具备联网通信功能且能与路测单元交换信息，应用前景十分广泛。

技术特征：

1.一种网联交通环境下基于行驶轨迹的超速违法行为识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的网联交通环境下基于行驶轨迹的超速违法行为识别方法，其特征在于，步骤一中，考虑到网联技术采样车辆行驶轨迹数据时存在一定的误差，为确保将采样数据误差控制在一定范围内，对网联车辆行驶轨迹数据的采样频率h确定如下：

3.根据权利要求1所述的网联交通环境下基于行驶轨迹的超速违法行为识别方法，其特征在于，步骤二中，(1)地点超速连续时间阈值的确定《道路交通安全违法行为处理程序规定》第17条规定，使用固定式交通技术监控设备测速的路段，应当在测速点前500～1000米范围内，设置测速警告标志。相当于给测速设置了一个时间缓冲区间，只要在警告标志至测速点的距离内行程时间大于超速行驶这段距离的最长时间且在测速点不超速，则判定车辆没有超速。基于此，网联交通环境下，地点超速连续时间阈值拟采用在警告标志至测速点的距离内超速行驶通过的最长时间来代替，确定方法如下：

4.根据权利要求1所述的网联交通环境下基于行驶轨迹的超速违法行为识别方法，其特征在于，步骤三中，为了从宏观上整体把握车辆的运行状况，进一步分析该车辆的区间行程车速超速情况。重新调取该车辆的行驶轨迹数据，从第一个地点超速时间区间开始，记录下地点超速时间区间起点的位置x1q，扫描从地点超速时间区间终点的下一个采集点(设为p点)开始，计算区间行程车速，即：

5.根据权利要求1所述的网联交通环境下基于行驶轨迹的超速违法行为识别方法，其特征在于，步骤四中，将一段时间/距离内地点超速时间区间与区间超速时间区间进行比较，量化超速违法行为的行车风险。方法如下：

技术总结
本发明涉及一种网联交通环境下基于行驶轨迹的超速违法行为识别方法，包括如下步骤：步骤一、确定网联车辆行驶轨迹数据采样频率；步骤二、识别地点超速违法行为；步骤三、界定区间超速时间区间；步骤四、超速违法行为的处理。本发明适用于全网联道路交通环境，即无论人工驾驶车还是自动驾驶车，均具备联网通信功能且能与路测单元交换信息，应用前景十分广泛。

技术研发人员：蒋贤才,刘存伟,王树
受保护的技术使用者：东北林业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22