CN102682594A - 基于移动通信的行人违章监控方法与系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于移动通信的行人违章监控方法与系统，由行人的移动终端（1）基站（2）、交通控制灯（3）、交通控制器（4）和后台监控系统组成，控制交通控制灯（3）并对移动终端（1）进行违章行为判断和监控，交通控制器（4）上报的违章移动终端的相关信息，向交通控制器（4）发送相关消息和命令，并记录和发送行人相关信息。本发明采用移动通信系统对交通违章行为的人所携带的移动终端进行定位和位置跟踪，通过对移动终端运动轨迹的判断从而确定该移动终端携带者是否违章，从而利用移动通信系统对违章者进行管理或者处罚。

Description

基于移动通信的行人违章监控方法与系统
技术领域
本发明提供一种基于移动通信的行人违章监控方法与系统，属于城市交通管理领域。
背景技术
随着我国城市化建设的加快，城市的交通越来越拥挤。交通拥塞的原因之一是车辆太多，另外一个重要原因是人们不遵守交通规则所致（包括车辆和行人两个方面）。目前，交通管理部门已经建立了一套行之有效的车辆违章监控系统，如车辆监控系统、测速系统等，这些系统可对车辆进行有效的管理和对违章车辆进行有效处罚。然而，对于行人的乱窜马路、闯红灯等违章行为目前还缺乏有效的监控管理和处罚，导致城市交通的拥塞问题不能有效解决。另一方面，随着现代移动通信的迅猛发展和普及，几乎所有的人都拥有一部手机终端，本发明将利用移动通信系统中的手机终端对手机终端携带者的交通违章行为进行管理和处罚，从而实现对行人的违章行为进行规范交管和处罚。
发明内容
本发明的目的是为了从系统的角度解决行人违章管理，从而提出一种基于移动通信的行人违章监控方法和系统，实现行人违章的自动监管。在该发明方法中，通过设置基站来发射无线信号覆盖监控区，并对覆盖区内的移动终端进行定位和违章行为判断，从而自动监控监控区内的行人违章行为。当监控的移动终端发生违章行为后，基站将违章的移动终端的相关信息发送到行人违章管理服务器，违章管理服务器向核心网发送违章短信发送消息，违章的移动终端将会收到行人违章提醒短信。同时，也可以设置相应的罚金处罚来直接从移动终端扣费等措施规范行人的交通行为。
本发明的方案为：
一种基于移动通信的行人违章监控系统，由行人的移动终端基站、交通控制灯、交通控制器和后台监控系统组成，交通控制器分别与基站和交通控制灯连接，控制交通控制灯并对移动终端进行违章行为判断和监控；
后台监控系统与交通控制器连接，接收交通控制器上报的违章移动终端的相关信息，向交通控制器发送相关消息和命令，并记录和发送行人相关信息。
优选地，上述后台监控系统包括行人违章管理服务器、无线通信核心网交换机和计费管理服务器。
优选地，上述交通控制器与行人违章管理服务器相连，上报违章的移动终端的相关信息，并接收来自行人违章管理服务器的相关消息和命令。
优选地，上述行人违章管理服务器与无线通信核心网交换机和计费管理服务器相连，行人违章管理服务器将发生违章行为的移动终端的相关信息汇报给无线通信核心网交换机触发短信提醒功能。
优选地，上述行人违章管理服务器将发生违章行为的移动终端的相关信息汇报给计费管理服务器实施相应的罚金处罚措施。
优选地，上述基站采用的是小范围覆盖，只覆盖需要监控的区域，在基站处安装多天线射频发射系统，通过波束成形的方法，使得无线信号主要分布在需要监控的区域。
优选地，上述需要监控的区域为人行横道区域，当交通控制灯指示为禁止行人通过时，在交通控制器的控制下，基站周期性地向监控区域内的移动终端发送寻呼消息，监控区域内的移动终端也向基站发送应答消息，基站通过检测移动终端发送的信号来检测移动终端的位置，并根据在一段时间内对移动终端的位置变化的轨迹进行估计，从而判断移动终端是否发生违章行为。
本发明同时提供了一种基于移动通信的行人违章监控方法，包括行人的移动终端基站、交通控制灯、交通控制器和后台监控系统组成的行人违章监控系统，其中，
基站将无线信号覆盖需要监控的区域；
交通控制灯控制行人通过；
在交通控制器的控制下，基站周期性地向监控区域内的移动终端发送寻呼消息，监控区域内的移动终端也向基站发送应答消息，基站通过检测移动终端发送的信号来检测移动终端的位置，并根据在一段时间内对移动终端的位置变化的轨迹进行估计，从而判断移动终端是否发生违章行为；
当发生违章行为时，交通控制器向后台监控系统上报违章移动终端的相关信息；
后台监控系统记录违章移动终端的信息，并向交通控制器发送消息和命令，并向违章移动终端发送提醒短信和罚金扣费。
优选地，上述后台监控系统包括行人违章管理服务器、无线通信核心网交换机和计费管理服务器。
优选地，上述交通控制器与行人违章管理服务器相连，上报违章的移动终端的相关信息，并接收来自行人违章管理服务器的相关消息和命令；
优选地，上述行人违章管理服务器与无线通信核心网交换机和计费管理服务器相连，行人违章管理服务器将发生违章行为的移动终端的相关信息汇报给无线通信核心网交换机触发短信提醒功能；
优选地，上述行人违章管理服务器将发生违章行为的移动终端的相关信息汇报给计费管理服务器实施相应的罚金处罚措施。
本发明的提供的基于移动通信的行人违章监控方法与系统，采用移动通信系统对交通违章行为的人所携带的移动终端进行定位和位置跟踪，通过对移动终端运动轨迹的判断从而确定该移动终端携带者是否违章，从而利用移动通信系统对违章者进行管理或者处罚。
附图说明
图1基于移动通信的行人违章监控系统框架结构示意图；
图2基于移动终端运动轨迹的行人违章监控方法流程图。
附图标记：1-移动终端；2-基站；3-交通控制灯；4-交通控制器；5-行人违章管理服务器；6-无线通信核心网交换接；7-计费管理服务器。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
下面结合附图和实例对本发明做进一步说明，附图中相同的标号和标示表示相同的元件。
如图1所示，本监控系统包括以下部分和功能：
（1）移动终端：移动终端为行人随身携带的无线通信设备，具有唯一的标识号。针对不同的网络制式，移动终端可以是支持GSM/CDMA/LTE等无线通信标准的通信设备。本发明中的违章监控是以该移动终端的唯一标识号作为违章监控和处罚的身份识别依据。
（2）基站：基站支持GSM/CDMA/LTE等无线通信标准，通过安装多天线，通过波束成形技术产生定向的覆盖监控区域的无线信号。基站只对覆盖的监控区域的移动终端进行违章行为监控。基站在交通控制器的控制下周期性对监控区域内的移动终端发送寻呼消息，并接收来自移动终端的回复消息。基站通过检测移动终端发射信号的来确定移动终端的位置信息和违章行为判断。
（3）交通控制灯：交通控制灯在交通控制器的控制下对路口的行人和车辆进行交通控制。
（4）交通控制器：交通控制器根据路口的交通情况控制交通控制灯和基站。在禁止行人通过时，交通控制灯变为红色，基站开始发送寻呼消息并接收来自移动终端的信号进行行人违章监控过程。
（5）行人违章管理服务器：行人违章管理服务器从交通控制器获得违章的移动终端的相关信息，并将违章的移动终端信息发送给无线通信核心网交换机和计费管理服务器。同时，行人违章管理服务器从无线通信核心网交换机和计费管理服务器接收消息，将违章处罚提示消息通过交通控制器和基站发送给移动终端。
（6）无线通信核心网交换机：无线通信核心网交换机接收到违章的移动终端的相关信息，触发行人违章处罚提示消息功能，并产生相应的消息通过行人违章管理服务器、交通控制器和基站发送给移动终端。
（7）计费管理服务器：计费管理服务器接收到来自行人违章管理服务器的违章的移动终端的信息，进行罚金扣费，并向行人违章管理服务器和无线通信核心网交换机发送罚金扣费处罚消息。
如图1所示，基站采用的是小范围覆盖，只覆盖需要监控的区域，在图1中基站只监控人行横道区域。在基站处安装多天线射频发射系统，通过波束成形的方法，使得无线信号主要分布在需要监控的区域。当信号灯指示为禁止行人通过时，在交通控制器的控制下，基站周期性的向监控区域内的移动终端发送寻呼消息，监控区域内的移动终端也向基站发送应答消息，基站通过检测移动终端发送的信号来检测移动终端的位置。比如，在一段时间内，如果移动终端从图中的位置A1移动到位置An，则移动终端发生了违章行为。基站根据接收到的信号采用相应的算法进行移动终端的位置跟踪和判断。对于监控区域内的移动终端的位置可以采用基于信号强度和波达方向的方法来进行估计。基于信号强度和波达方向的位置信息估计主要考虑移动终端在与基站发生位置变化时，其信号强度和信号到达基站阵列天线的波达角将会出现显著变化来进行位置估计。对于移动终端的违章行为的判断主要是根据在一段时间内对移动终端的位置变化的轨迹进行估计，从而判断移动终端是否发生违章行为。比如在图1中，移动终端的变化轨迹为从图中的位置A1移动到位置An，则移动终端发生了违章行为。
交通控制器发现监控区域存在违章移动终端，交通控制器将违章移动终端的相关信息发送到行人违章管理服务器，行人违章管理服务器将违章移动终端的相关信息发送到无线通信核心网交换机和计费管理服务器，触发相应的短信提醒功能和罚金扣费功能。
对于行人违章行为的判断，本发明中主要考虑利用移动终端的运动轨迹来进行违章行为的判断。如图1所示，移动终端在监控区域内在一段时间内的移动轨迹为A1, A2，… , An，则可以判断移动终端发生了交通违章行为。
如图2所示，在基于移动终端运动轨迹的行人违章监控方法中，基站周期性发送寻呼消息；移动终端发送应答消息；基站接收移动终端的信号；基站检测移动终端的信号，获得移动终端的位置信息；当周期性检测的次数大于n时，则基站获得了在一段时间内的移动终端的n个位置信息A1、A2，…，An。基站根据周期性检测获得的n个位置信息得到在这段时间内移动终端的运动轨迹，从而判断移动终端是否发生了交通违章行为。
在图2中的步骤12中，如果移动终端未发送应答消息，表示移动终端离开本监控区，基站终止违章行为监控。在图2中的步骤14中，对于移动终端的位置信息的获取，可以采用基于信号强度和波达角估计的方法获得。在图2中的步骤15中，周期性检测的阈值n取决于基站进行周期检测的间隔、违章行为判断需要的位置信息的数目和实际的监控区域的大小等因素。在图2中的步骤16中，对于违章行为的判断，可以根据在检测时间内获得的移动终端的位置信息来判断。
本发明采用移动通信系统对交通违章行为的人所携带的移动终端进行定位和位置跟踪，通过对移动终端运动轨迹的判断从而确定该移动终端携带者是否违章，从而利用移动通信系统对违章者进行管理或者处罚。
以上所述，仅是用以说明本发明的具体实施案例而已，并非用以限定本发明的可实施范围，举凡本领域熟练技术人员在未脱离本发明所指示的精神与原理下所完成的一切等效改变或修饰，仍应由本发明权利要求的范围所覆盖。

Claims (10)

1.一种基于移动通信的行人违章监控系统，由行人的移动终端（1）基站（2）、交通控制灯（3）、交通控制器（4）和后台监控系统组成，其特征在于：所述交通控制器（4）分别与基站（2）和交通控制灯（3）连接，控制交通控制灯（3）并对移动终端（1）进行违章行为判断和监控；
所述后台监控系统与交通控制器（4）连接，接收交通控制器（4）上报的违章移动终端的相关信息，向交通控制器（4）发送相关消息和命令，并记录和发送行人相关信息。
2.如权利要求1所述的基于移动通信的行人违章监控系统，其特征在于：所述后台监控系统包括行人违章管理服务器（5）、无线通信核心网交换机（6）和计费管理服务器（7）。
3.如权利要求2所述的基于移动通信的行人违章监控系统，其特征在于：所述交通控制器（4）与行人违章管理服务器（5）相连，上报违章的移动终端的相关信息，并接收来自行人违章管理服务器的相关消息和命令。
4.如权利要求2所述的基于移动通信的行人违章监控系统，其特征在于：所述行人违章管理服务器（5）与无线通信核心网交换机（6）和计费管理服务器（7）相连，行人违章管理服务器（5）将发生违章行为的移动终端的相关信息汇报给无线通信核心网交换机触发短信提醒功能。
5.如权利要求4所述的基于移动通信的行人违章监控系统，其特征在于：所述行人违章管理服务器（5）将发生违章行为的移动终端（1）的相关信息汇报给计费管理服务器（7）实施相应的罚金处罚措施。
6.如权利要求1-5之一所述的基于移动通信的行人违章监控系统，其特征在于： 所述基站（2）采用的是小范围覆盖，只覆盖需要监控的区域，在基站（2）处安装多天线射频发射系统，通过波束成形的方法，使得无线信号主要分布在需要监控的区域。
7.如权利要求6所述的基于移动通信的行人违章监控系统，其特征在于：所述需要监控的区域为人行横道区域，当交通控制灯（3）指示为禁止行人通过时，在交通控制器（4）的控制下，基站（2）周期性地向监控区域内的移动终端（1）发送寻呼消息，监控区域内的移动终端（1）也向基站（2）发送应答消息，基站（2）通过检测移动终端（1）发送的信号来检测移动终端（1）的位置，并根据在一段时间内对移动终端（1）的位置变化的轨迹进行估计，从而判断移动终端（1）是否发生违章行为。
8.一种基于移动通信的行人违章监控方法，包括行人的移动终端（1）基站（2）、交通控制灯（3）、交通控制器（4）和后台监控系统组成的行人违章监控系统，其特征在于：
基站（2）将无线信号覆盖需要监控的区域；
交通控制灯（3）控制行人通过；
在交通控制器（4）的控制下，基站（2）周期性地向监控区域内的移动终端（1）发送寻呼消息，监控区域内的移动终端（1）也向基站（2）发送应答消息，基站（2）通过检测移动终端（1）发送的信号来检测移动终端（1）的位置，并根据在一段时间内对移动终端（1）的位置变化的轨迹进行估计，从而判断移动终端（1）是否发生违章行为；
当发生违章行为时，交通控制器（4）向后台监控系统上报违章移动终端的相关信息；
后台监控系统记录违章移动终端的信息，并向交通控制器（4）发送消息和命令，并向违章移动终端发送提醒短信和罚金扣费。
9.如权利要求8所述的基于移动通信的行人违章监控方法，其特征在于：所述后台监控系统包括行人违章管理服务器（5）、无线通信核心网交换机（6）和计费管理服务器（7）。
10.如权利要求9所述的基于移动通信的行人违章监控方法，其特征在于：
所述交通控制器（4）与行人违章管理服务器（5）相连，上报违章的移动终端的相关信息，并接收来自行人违章管理服务器的相关消息和命令；
所述行人违章管理服务器（5）与无线通信核心网交换机（6）和计费管理服务器（7）相连，行人违章管理服务器（5）将发生违章行为的移动终端的相关信息汇报给无线通信核心网交换机触发短信提醒功能；
所述行人违章管理服务器（5）将发生违章行为的移动终端（1）的相关信息汇报给计费管理服务器（7）实施相应的罚金处罚措施。
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