CN104742745A - 一种智能分路段车辆限速控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能分路段车辆限速控制系统及方法，在服务器和车载限速设备内不预设限速值，而是通过远程服务终端根据需要创建限速围栏，实时更新存储在服务器中的合理限速值，从而可以根据路况等实际环境信息对限速值进行实时调整。服务器自动完成限速围栏与网格ID的匹配，车载限速设备自动完成进入新网格时的限速围栏请求和执行，服务器在收到车载限速设备的请求信息后自动下发限速围栏，实现了车载限速设备对限速围栏的按需请求和执行，客户无需做繁琐的车-路段-线路匹配工作，提升了分段限速功能易用性。网格ID的计算分布在每个车载限速设备里执行，而不是集中放在云端执行，大大提高了系统实时性和降低了服务器性能需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能分路段车辆限速控制系统及方法。
背景技术
车辆(尤其是客车)超速行驶是公认的交通事故主要诱因之一，目前行业内主要通过车载行车记录仪的语音报警对此违规行为进行监管，但这种非强制方式无法保证起到约束力。行业内也开始有部分企业使用电子油门控制设备来实现车辆的强制限速，但由于这种方式存在设备与整车匹配困难、实时性不好、不易获得准确的参考车速、控制方式复杂导致的故障率高等弊端，不易也无法大规模使用。
随着车辆智能化程度的提高和互联网技术在交通行业的应用，业内出现了不少的基于车联网技术的智能限速产品，比如中国专利申请号CN201410066033公开了一种车辆自动限速控制系统及控制方法，这个系统基于车-网互联思维，综合利用互联网工具和车辆智能化信息，实现了基于车辆位置的自动限速。但是，此类系统在准确性和实用性上存在弊端，如道路状态在变，存储在云端(远程中心)的某地点的合理限速值是需要实时更新的，而该系统中限速数据库是以车辆经纬度信息以及时间为坐标来匹配确定的，无法根据道路的状态进行调整。另外，中心根据终端位置信息下发限速值时有可能需要中心做大量的运算，当车辆数量增多时实时性很难保证，而不实时的限速值反倒会危害行车安全。
中国专利申请号CN201310127437公开了一种车辆限速控制方法及车辆限速控制系统，该系统包括了一个用于存储电子地图数据库的存储单元，该电子地图数据库包括道路信息和各道路路段的上限车速信息，根据车辆的当前位置信息和电子地图数据库，获取车辆当前所处道路路段的上限车速值，进而随车辆的发动机进行控制，从而实现自动控制车辆按照不同路段的上限车速行驶。但是这种控制系统也只能根据预先存储在数据库中的限速值对车辆进行控制，无法根据实时路况信息对预设的基础限速值进行实时调整。
中国专利申请号CN201310676043.7公开了一种基于车载无线终端的车辆分段限速方法，通过车辆监控平台将路段的特征参数预先下发给车载无线终端，车辆运行时，车载无线终端直接调用已存储的特征参数与车辆即时的位置(经纬度)信息和速度进行对比，实现任何路段、任何时候的车辆超速监控。该限速方法中也存在上述所提到的无法实时调整预设限速值。
所以目前这些系统都无法真正解决行业内车队管理所需的车速安全管理需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能分路段车辆限速控制系统，以实现根据路况信息更新限速值，保证限速的准确性，同时提供一种使用该系统的控制方法。为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种智能分路段车辆限速控制系统，包括车载限速设备及与其无线通信连接的服务器，所述车载限速设备包括限速控制器和与其控制连接的发动机ECU，该系统还包括：远程服务终端，用于将根据需要或实际环境情况所设定的限速信息传输至服务器中进行存储；服务器，用于存储远程服务终端下发的限速信息并在收到车载限速设备上传的限速信息更新请求时自动分析和下发限速信息到车载限速设备；车载限速设备，用于根据从服务器接收的限速信息通过发动机ECU对车辆进行强制限速。
所述远程服务终端为定点用户和/移动用户，所述定点用户用于通过计算机与服务器交互，所述移动用户用于通过移动终端与服务器交互。
本发明还提供了一种智能分路段车辆限速控制方法，该方法的步骤如下：
(1)车载限速设备实时获取当前坐标位置，当坐标位置有更新时，车载限速设备计算当前坐标位置所处的网格ID，若网格ID有变化，则发送限速围栏请求消息；所述网格ID是根据设定的算法指将物理地面划分为一定长度和宽度的块状区域，每块区域的名称即为该区域的网格ID，所述的限速围栏是由远程服务终端根据需要所创建的；
(2)当服务器收到车载限速设备的限速围栏请求消息时，从数据库中找出车辆所在网格ID对应的限速围栏下发给车载限速设备；
(3)车载限速设备接收并存储该网格ID对应的限速围栏，并比对当前实时车速和该限速围栏对应的限速值，若需限速，则控制发动机ECU对车辆进行强制限速。
远程服务终端根据需要创建一个限速围栏时，服务器自动根据围栏覆盖地理面积计算所处的网格，然后将限速围栏对应的限速值和网格ID一同存入数据库内。
所述步骤(3)中车载限速设备收到所请求的网格ID对应的限速围栏后会反馈结果，若其收到限速围栏后远程服务终端一直没有更新此网格ID对应的限速围栏，则车辆下次请求此网格ID对应的限速围栏时服务器不下发任何数据。
所述步骤(2)中网格ID对应的限速围栏包括物理限速围栏和逻辑限速围栏，物理限速围栏是指该网格ID所包含区域内的限速围栏，而与该网格ID相邻的各网格ID对应的限速围栏为该网格ID的逻辑限速围栏。
所述车载限速设备和服务器采用相同的算法构造网格。
本发明的智能分路段车辆限速控制系统及方法，在服务器和车载限速设备内不预设限速值，而是通过远程服务终端根据需要创建限速围栏，实时更新存储在服务器中的合理限速值，从而可以根据路况等实际环境信息对限速值进行实时调整。
另外，采用基于云端的服务器和车载限速设备共有的网格机制，服务器自动完成限速围栏与网格ID的匹配，车载限速设备自动完成进入新网格时的限速围栏请求和执行，服务器在收到终端请求信息后自动下发限速围栏，实现了车载限速设备对限速围栏的按需请求和执行，客户无需做繁琐的车-路段-线路匹配工作，提升了分段限速功能易用性。
网格ID的计算分布在每个车载限速设备里执行，而不是集中放在云端执行，大大提高了系统实时性和降低了服务器性能需求。
通过定点用户和移动用户的设置，用户通过系统提供的WEB页面和移动终端APP创建限速围栏，在满足办公室固定用户创建限速围栏的基础上，提供了移动用户根据现场情况勘查结果创建限速围栏的功能，提升了限速准确性。
附图说明
图1为本发明智能分路段车辆限速控制系统的原理架构图；
图2为网格结构及构造方法；
图3为限速控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
如图1所示为本发明智能分路段车辆限速控制系统的原理架构图，由图可知，该系统包括车载限速设备及与其无线通信连接的服务器，车载限速设备包括限速控制器和与其控制连接的发动机ECU，该系统还包括远程服务终端，该远程服务终端用于将根据需要或实际环境情况所设定的限速信息传输至服务器中进行存储；服务器用于存储远程服务终端下发的限速信息并在收到车载限速设备上传的限速信息更新请求时自动分析和下发限速信息到车载限速设备；车载限速设备可通过无线传输从服务器获得限速值，并根据限速值通过发动机ECU对车辆进行强制限速，一般是通过发动机扭矩控制报文实现的。
远程服务终端负责与服务器进行交互，完成限速信息的输入和信息展示。远程服务终端的用户分为两种，一种是定点用户，一种是移动用户，定点用户使用PC上的WEB平台与服务器交互，移动用户使用PAD或者智能手机与服务器交互。
本发明还提供了一种智能分路段车辆限速控制方法，该方法的步骤如下：
(1)车载限速设备内部有GPS模块，可实时获取当前坐标位置，当GPS坐标位置有更新时，车载限速设备计算当前坐标位置所处的网格ID，若网格ID有变化，则发送限速围栏请求消息，反之则不发送。
这里的网格ID是一个虚拟网格，通过算法构造出来的，此算法将物理地面划分为一定长度和宽度的块状区域，并且给每块区域都分配一个网格ID。这样，物理地面上的每个坐标点都可与一个网格ID对应，同样，用户在WEB地图上勾绘的每个限速围栏也都会处于某个网格ID内。
车载限速设备和服务器使用相同的网格构造算法，基于网格机制技术，服务器可找到车辆所在位置周边的限速围栏，并通过无线传输下发给车载限速设备。
限速围栏是实现分路段限速功能的限速信息载体，由远程服务终端根据需要所创建的，即由定点用户或移动用户在WEB地图内勾绘，其中包含了某段道路的起止范围和合理限速值。远程服务终端根据需要创建一个限速围栏时，服务器自动根据围栏覆盖地理面积计算所处的网格，然后将限速围栏对应的限速值和网格ID一同存入数据库内。
(2)当服务器收到车载限速设备的限速围栏请求消息时，从数据库中找出车辆所在网格ID对应的限速围栏下发给车载限速设备。
这里网格ID对应的限速围栏包括物理限速围栏和逻辑限速围栏，物理限速围栏是指该网格ID所包含区域内的限速围栏，而与该网格ID相邻的各网格ID对应的限速围栏为该网格ID的逻辑限速围栏。如图2所示，每一个网格都对应着一批物理限速区域和一批逻辑限速区域，车载限速设备请求同步一个网格的限速围栏时，服务器要将物理+逻辑限速围栏全部同步。如图所示，网格ID为f所对应的物理限速围栏是画在网格f内的限速围栏；而画在网格f外+红线框内的区域，包括a、b、c、e、g、i、j、k均属于网格f的逻辑限速围栏。服务器发送f的限速围栏时，不仅要下发f区域内的物理限速围栏，并且还要找出此f周边8个网格对应的限速围栏，将这些围栏打包下发给车载限速设备。
本实施例中每个网格在经度方向上的宽度是：1200秒，在纬度方向上的高度是1000秒，以河南郑州市位置计算，一个网格覆盖的地表面积约30km*30km。
服务器负责信息存储和处理，本实施例是指其按照网格机制存储限速围栏，当收到车载限速设备上传的限速围栏请求信息时自动分析和下发限速围栏到车载限速设备。当服务器存储限速围栏时，需要先按照网格机制判断此围栏属于哪个网格，然后匹配限速围栏和网格ID到数据库内；车载限速设备内部也存有与服务器相同的网格机制(这里的网格机制是对虚拟网格构造和使用方法的总称)，会自动计算当前位置是否进入了新的网格，如果进入则发送限速围栏请求信息。
(3)车载限速设备接收并存储该网格ID对应的限速围栏，并比对当前实时车速和该限速围栏对应的限速值，若需限速，则通过CAN总线发送TSC VE扭矩限制报文到发动机ECU，执行限速。
另外，车载限速设备收到所请求的网格ID对应的限速围栏后会反馈结果，若其收到限速围栏后远程服务终端一直没有更新此网格ID对应的限速围栏，则车辆下次请求此网格ID对应的限速围栏时服务器不下发任何数据。
本发明的分路段车辆限速控制方法原理如下：服务器内默认无限速围栏，车载限速设备内也无限速围栏；当远程服务终端(定点用户或移动用户)在WEB地图内勾绘限速围栏时，服务器可自动按照网格机制分析围栏所在的网格ID并存储到数据库内。车辆开始运营后，车载限速设备实时判断当前位置所在的网格ID，当网格ID发生变化时，上传限速围栏请求信息到服务器，服务器下发当前网格ID对应的限速围栏到车载限速设备。
以上实施例仅用于帮助理解本发明的核心思想，不能以此限制本发明，由于车联网产品需要密切交互车辆信息、环境信息以及互联网信息，网格机制可普遍应用于车联网产品领域，节省服务器资源，提高系统实时性和准确性。例如不同的道路类型对驾驶员节油驾驶行为的要求不同，网格机制可用于分路段驾驶行为提醒产品。对于本领域的技术人员，凡是依据本发明的思想，对本发明进行修改或者等同替换，在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种智能分路段车辆限速控制系统，包括车载限速设备及与其无线通信连接的服务器，所述车载限速设备包括限速控制器和与其控制连接的发动机ECU，其特征在于，该系统还包括：远程服务终端，用于将根据需要或实际环境情况所设定的限速信息传输至服务器中进行存储；服务器，用于存储远程服务终端下发的限速信息并在收到车载限速设备上传的限速信息更新请求时自动分析和下发限速信息到车载限速设备；车载限速设备，用于根据从服务器接收的限速信息通过发动机ECU对车辆进行强制限速。
2.根据权利要求1所述的智能分路段车辆限速控制系统，其特征在于：所述远程服务终端为定点用户和/移动用户，所述定点用户用于通过计算机与服务器交互，所述移动用户用于通过移动终端与服务器交互。
3.一种智能分路段车辆限速控制方法，其特征在于，该方法的步骤如下：
(1)车载限速设备实时获取当前坐标位置，当坐标位置有更新时，车载限速设备计算当前坐标位置所处的网格ID，若网格ID有变化，则发送限速围栏请求消息；所述网格ID是根据设定的算法指将物理地面划分为一定长度和宽度的块状区域，每块区域的名称即为该区域的网格ID，所述的限速围栏是由远程服务终端根据需要所创建的；
(2)当服务器收到车载限速设备的限速围栏请求消息时，从数据库中找出车辆所在网格ID对应的限速围栏下发给车载限速设备；
(3)车载限速设备接收并存储该网格ID对应的限速围栏，并比对当前实时车速和该限速围栏对应的限速值，若需限速，则控制发动机ECU对车辆进行强制限速。
4.根据权利要求3所述的智能分路段车辆限速控制方法，其特征在于：远程服务终端根据需要创建一个限速围栏时，服务器自动根据围栏覆盖地理面积计算所处的网格，然后将限速围栏对应的限速值和网格ID一同存入数据库内。
5.根据权利要求3或4所述的智能分路段车辆限速控制方法，其特征在于：所述步骤(3)中车载限速设备收到所请求的网格ID对应的限速围栏后会反馈结果，若其收到限速围栏后远程服务终端一直没有更新此网格ID对应的限速围栏，则车辆下次请求此网格ID对应的限速围栏时服务器不下发任何数据。
6.根据权利要求3所述的智能分路段车辆限速控制方法，其特征在于：所述步骤(2)中网格ID对应的限速围栏包括物理限速围栏和逻辑限速围栏，物理限速围栏是指该网格ID所包含区域内的限速围栏，而与该网格ID相邻的各网格ID对应的限速围栏为该网格ID的逻辑限速围栏。
7.根据权利要求3所述的智能分路段车辆限速控制方法，其特征在于：所述车载限速设备和服务器采用相同的算法构造网格。
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