CN106935049A - 一种智能车辆预警系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种智能车辆预警系统，包括第一车辆预警装置、第二车辆预警装置、无线发射装置和预警管理中心，所述第一车辆预警装置用于根据行驶路段的交通设施生成第一预警信息，所述第二车辆预警装置用于生成第二预警信息，所述第一车辆预警装置和第二车辆预警装置均与无线发射装置相连，通过无线发射装置向预警管理中心发送预警信息，所述预警管理中心根据所述预警信息发出警报。本发明的有益效果为：降低了交通事故率，实现了车辆预警和管理。

Description

一种智能车辆预警系统
技术领域
本发明涉及预警技术领域，具体涉及一种智能车辆预警系统。
背景技术
由于生活水平不断提高，越来越多的车辆出现在人们的生活中。但是随之而来的交通问题，例如违规扣分以及交通事故，也在困扰着司机。经调查发现，交叉路口、斑马线、交通灯、限速牌等交通设施处是交通问题的多发路段。
现有技术中，需要司机观察这些交通设施，并在到达交通设施之前的一段距离开始减速慢行，但是常常由于司机疲劳驾驶等原因，没注意到这些交通设施，从而造成违规扣分甚至交通事故。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种智能车辆预警系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了一种智能车辆预警系统，包括第一车辆预警装置、第二车辆预警装置、无线发射装置和预警管理中心，所述第一车辆预警装置用于根据行驶路段的交通设施生成第一预警信息，所述第二车辆预警装置用于生成第二预警信息，所述第一车辆预警装置和第二车辆预警装置均与无线发射装置相连，通过无线发射装置向预警管理中心发送预警信息，所述预警管理中心根据所述预警信息发出警报。
本发明的有益效果为：降低了交通事故率，实现了车辆预警和管理。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的结构示意图；
附图标记：
第一车辆预警装置1、第二车辆预警装置2、无线发射装置3、预警管理中心4。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，本实施例的一种智能车辆预警系统，包括第一种智能车辆预警系统，包括第一车辆预警装置1、第二车辆预警装置2、无线发射装置3和预警管理中心4，所述第一车辆预警装置1用于根据行驶路段的交通设施生成第一预警信息，所述第二车辆预警装置2用于生成第二预警信息，所述第一车辆预警装置1和第二车辆预警装置2均与无线发射装置3相连，通过无线发射装置3向预警管理中心4发送预警信息，所述预警管理中心4根据所述预警信息发出警报。
本实施例降低了交通事故率，实现了车辆预警和管理。
优选的，所述第一车辆预警装置1包括获取模块、查询模块、确定模块和第一预警模块，所述获取模块用于获取车辆位置和行驶方向；所述查询模块用于根据所述车辆位置和行驶方向查询数据库中存储的与所述车辆位置和行驶方向关联的历史行驶轨迹；所述确定模块用于基于所述历史行驶轨迹确定所述车辆的待行驶轨迹和所述待行驶轨迹中存在的交通设施；所述第一预警模块用于当检测到所述车辆位置距离所述交通设施在预设距离内时，生成第一车辆预警信息。
本优选实施例实现了车辆行驶过程中预警。
优选的，所述交通设施包括交叉路口、交通灯、汇入车道、限速牌及斑马线。
本优选实施例能够对各种交通设施进行预警。
优选的，所述第二车辆预警装置2包括一次处理模块、二次处理模块和第二预警模块，所述一次处理模块用于对车辆各子系统的可靠性进行评估，获取各子系统的可靠性函数，所述二次处理模块根据各子系统可靠性函数对车辆整体的可靠性进行评估，所述第二预警模块用于根据车辆评估结果，生成第二车辆预警信息。
本优选实施例实现了对车辆本身的预警。
所述一次处理模块包括一次处理子模块、二次处理子模块、三次处理子模块和四次处理子模块，所述一次处理子模块用于采集子系统两次故障发生的间隔里程数据和间隔运行时间数据，所述二次处理子模块用于对所述间隔里程数据和间隔运行时间数据进行初步处理并获取处理结果，所述三次处理子模块用于根据所述处理结果确定故障分布函数，所述四次处理子模块用于根据故障分布函数确定对应的可靠度函数，对车辆子系统可靠性进行评估。
所述二次处理子模块包括一次处理单元和二次处理单元，所述一次处理单元用于根据所述间隔里程数据和间隔运行时间数据建立故障分布直方图，所述二次处理单元用于确定故障数据及故障数据的经验分布函数；对于间隔里程数据，采用以下步骤建立直方图：a、采集子系统的一组间隔里程数据为a1,a2,…,an，确定间隔里程数据最大值为Lmax、最小值为Lmin；采用如下方式对间隔里程数据分组，组数QK采用下式确定，计算间隔里程数据组距ΔL，ΔL＝(Lmax-Lmin)/QK；
b、确定间隔里程数据各组的上、下限值，将大于等于下限值和小于上限值的间隔里程数据划入对应组内，并计算间隔里程数据落入各组的频数ωli和频率fli，将间隔里程数据作为横坐标，间隔里程数据落入各组的频数作为纵坐标，得到故障间隔里程数据频数直方图；
对于间隔运行时间数据，采集子系统的一组间隔运行时间数据为b1,b2,…,bn，间隔运行时间数据最大值为Tmax、最小为值Tmin，采用如下方式对间隔里程数据分组，组数QK采用下式确定，计算间隔运行时间数据组距ΔT，ΔT＝(Tmax-Tmin)/QK，确定间隔运行时间数据各组的上、下限值，将大于等于下限值和小于上限值的间隔运行时间数据划入对应组内，计算间隔运行时间数据落入各组的频数ωti和频率fti，将间隔运行时间数据作为横坐标，间隔运行时间数据落入各组的频数作为纵坐标，得到故障间隔运行时间数据频数直方图。
本优选实施例一次处理模块的一次处理子模块通过建立直方图，为后续车辆的可靠性评估打下了良好的基础，从而为第二车辆预警装置发出准确的第二车辆预警信息打下了良好的基础，同时建立故障间隔里程数据频数直方图和故障间隔运行时间数据频数直方图，获取了车辆更为全面的故障数据，采用了全新的分组方式对直方图分组过程，获得了与数据量相匹配的分组数量。
优选的，采用如下方式对所述故障数据及故障数据的经验分布函数进行确定：a、采用下式进行对故障数据进行确定：计算间隔里程数据均值a′和间隔运行时间数据均值b′，建立故障评估选择函数FN；FN＝β1(a′-b′×v)+β2(Lmin-Tmin×v)+β3(Lmax-Tmax×v)，在式子里，a′表示间隔里程数据均值，b′表示间隔运行时间数据均值,β1、β2和β3表示权重，β1+β2+β3＝1，β1、β2、β3∈[0,1]，v表示车辆设计时速；若FN≤0，则选择间隔运行时间数据作为子系统故障数据，若FN＞0，则选择间隔里程数据作为子系统故障数据；
b、采用下式对故障数据的经验分布函数进行确定：在式子里，i为故障数据xi的顺序号，xi为采集到的故障数据值，n为故障数据的数量。
本优选实施例一次处理模块的一次处理子模块通过建立故障评估选择函数，对故障间隔里程数据和故障间隔运行时间数据进行选择，确定一个最终的故障数据，获取了更为科学和更为反映实际故障情况的数据，有助于降低第二车辆预警装置的成本，在故障评价函数建立过程中，通过调整权重大小，能够更为灵活地对故障数据进行选择；通过确定经验分布函数，为后续子系统可靠性评估打下了基础。
优选的，所述三次处理子模块用于根据故障数据的直方图确定子系统的故障分布函数，具体为：a、根据故障数据的直方图确定故障数据分布备选函数；
b、定义新的故障分布函数EU(xi)加入备选函数：EU(xi)＝1-0.2FV-0.8BZ，在式子里，EU(xi)表示故障数据分布函数，λ为满足指数分布函数的参数，β和ρ为满足两参数威布尔分布函数的参数，参数可通过样本故障数据求取，xi为采集到的故障数据值；
c、采用新的故障分布函数计算每个故障数据对应的EU(xi)，并与EUn(xi)进行对比，得到检验统计量RLn：RLn＝maxi{|EU(xi)-EUn(xi)|}；
d、给定显著性水平σ和故障数据量n，其中，σ∈[0.01,0.07]，得到临界值GPn，若GPn＞RLn，则将EU(xi)作为故障数据的分布函数，否则，计算其余备选函数对应的检验统计量，如果GPn大于对应备选函数的统计检验量，则备选函数满足条件，选择GPn与统计检验量差值最大的备选函数作为故障数据的分布函数。
本优选实施例一次处理模块的三次处理子模块中的故障分布函数同时借鉴了指数分布函数和威布尔分布函数，具有很强的代表性，将其作为优先备选函数，极大的减少了确定故障分布函数的时间和计算量，对于提高了第二车辆预警装置的预警速度具有重要意义，从而提高车辆预警系统整体预警速度。
优选的，所述二次处理模块用于对车辆整体的可靠性进行评估，假设各子系统相互独立，车辆整体的可靠度函数可表示为：在式子里，BE(x)表示车辆整体的可靠度函数，SYj(x)是对应第j个子系统的可靠度函数，CF表示车辆子系统的数量。
本优选实施例第二车辆预警装置的二次处理模块假设车辆各子系统相互独立，通过将车辆各子系统可靠度函数进行相乘，得到了车辆整体的可靠度函数，该可靠度函数获取方便，数据精确，能够对车辆可靠性进行准确评估，且便于查找各子系统的问题和对车辆进行改进，对于提高了第二车辆预警装置的预警准确性具有重要意义，从而提高车辆预警系统整体预警准确性。
采用本发明只能车辆预警系统对车辆进行预警，当车辆的子系统数目不同时，对车辆预警时间和预警准确率进行统计，同未采用本发明相比，产生的有益效果如下表所示：
CF 预警时间缩短 预警准确率提高
7 23％ 16％
8 26％ 18％
9 31％ 24％
10 32％ 27％
11 35％ 33％
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种智能车辆预警系统，其特征是，包括第一车辆预警装置、第二车辆预警装置、无线发射装置和预警管理中心，所述第一车辆预警装置用于根据行驶路段的交通设施生成第一预警信息，所述第二车辆预警装置用于生成第二预警信息，所述第一车辆预警装置和第二车辆预警装置均与无线发射装置相连，通过无线发射装置向预警管理中心发送预警信息，所述预警管理中心根据所述预警信息发出警报。
2.根据权利要求1所述的智能车辆预警系统，其特征是，所述第一车辆预警装置包括获取模块、查询模块、确定模块和第一预警模块，所述获取模块用于获取车辆位置和行驶方向；所述查询模块用于根据所述车辆位置和行驶方向查询数据库中存储的与所述车辆位置和行驶方向关联的历史行驶轨迹；所述确定模块用于基于所述历史行驶轨迹确定所述车辆的待行驶轨迹和所述待行驶轨迹中存在的交通设施；所述第一预警模块用于当检测到所述车辆位置距离所述交通设施在预设距离内时，生成第一车辆预警信息。
3.根据权利要求2所述的智能车辆预警系统，其特征是，所述交通设施包括交叉路口、交通灯、汇入车道、限速牌及斑马线。
4.根据权利要求3所述的智能车辆预警系统，其特征是，所述第二车辆预警装置包括一次处理模块、二次处理模块和第二预警模块，所述一次处理模块用于对车辆各子系统的可靠性进行评估，获取各子系统的可靠性函数，所述二次处理模块根据各子系统可靠性函数对车辆整体的可靠性进行评估，所述第二预警模块用于根据车辆评估结果，生成第二车辆预警信息。
5.根据权利要求4所述的智能车辆预警系统，其特征是，所述一次处理模块包括一次处理子模块、二次处理子模块、三次处理子模块和四次处理子模块，所述一次处理子模块用于采集子系统两次故障发生的间隔里程数据和间隔运行时间数据，所述二次处理子模块用于对所述间隔里程数据和间隔运行时间数据进行初步处理并获取处理结果，所述三次处理子模块用于根据所述处理结果确定故障分布函数，所述四次处理子模块用于根据故障分布函数确定对应的可靠度函数，对车辆子系统可靠性进行评估；
所述二次处理子模块包括一次处理单元和二次处理单元，所述一次处理单元用于根据所述间隔里程数据和间隔运行时间数据建立故障分布直方图，所述二次处理单元用于确定故障数据及故障数据的经验分布函数；对于间隔里程数据，采用以下步骤建立直方图：a、采集子系统的一组间隔里程数据为a1,a2,…,an，确定间隔里程数据最大值为Lmax、最小值为Lmin；采用如下方式对间隔里程数据分组，组数QK采用下式确定，计算间隔里程数据组距ΔL，ΔL＝(Lmax-Lmin)/QK；
b、确定间隔里程数据各组的上、下限值，将大于等于下限值和小于上限值的间隔里程数据划入对应组内，并计算间隔里程数据落入各组的频数ωli和频率fli，将间隔里程数据作为横坐标，间隔里程数据落入各组的频数作为纵坐标，得到故障间隔里程数据频数直方图；
对于间隔运行时间数据，采集子系统的一组间隔运行时间数据为b1,b2,…,bn，间隔运行时间数据最大值为Tmax、最小为值Tmin，采用如下方式对间隔里程数据分组，组数QK采用下式确定，计算间隔运行时间数据组距ΔT，ΔT＝(Tmax-Tmin)/QK，确定间隔运行时间数据各组的上、下限值，将大于等于下限值和小于上限值的间隔运行时间数据划入对应组内，计算间隔运行时间数据落入各组的频数ωti和频率fti，将间隔运行时间数据作为横坐标，间隔运行时间数据落入各组的频数作为纵坐标，得到故障间隔运行时间数据频数直方图。
6.根据权利要求5所述的智能车辆预警系统，其特征是，采用如下方式对所述故障数据及故障数据的经验分布函数进行确定：a、采用下式进行对故障数据进行确定：计算间隔里程数据均值a′和间隔运行时间数据均值b′，建立故障评估选择函数FN；FN＝β1(a′-b′×v)+β2(Lmin-Tmin×v)+β3(Lmax-Tmax×v)，在式子里，a′表示间隔里程数据均值，b′表示间隔运行时间数据均值,β1、β2和β3表示权重，β1+β2+β3＝1，β1、β2、β3∈[0,1]，v表示车辆设计时速；若FN≤0，则选择间隔运行时间数据作为子系统故障数据，若FN＞0，则选择间隔里程数据作为子系统故障数据；
b、采用下式对故障数据的经验分布函数进行确定：在式子里，i为故障数据xi的顺序号，xi为采集到的故障数据值，n为故障数据的数量。
7.根据权利要求6所述的智能车辆预警系统，其特征是，所述三次处理子模块用于根据故障数据的直方图确定子系统的故障分布函数，具体为：a、根据故障数据的直方图确定故障数据分布备选函数；
b、定义新的故障分布函数EU(xi)加入备选函数：EU(xi)＝1-0.2FV-0.8BZ，在式子里，EU(xi)表示故障数据分布函数，λ为满足指数分布函数的参数，β和ρ为满足两参数威布尔分布函数的参数，参数可通过样本故障数据求取，xi为采集到的故障数据值；
c、采用新的故障分布函数计算每个故障数据对应的EU(xi)，并与EUn(xi)进行对比，得到检验统计量RLn：RLn＝maxi{|EU(xi)-EUn(xi)|}；
d、给定显著性水平σ和故障数据量n，其中，σ∈[0.01,0.07]，得到临界值GPn，若GPn＞RLn，则将EU(xi)作为故障数据的分布函数，否则，计算其余备选函数对应的检验统计量，如果GPn大于对应备选函数的统计检验量，则备选函数满足条件，选择GPn与统计检验量差值最大的备选函数作为故障数据的分布函数。
8.根据权利要求7所述的智能车辆预警系统，其特征是，所述二次处理模块用于对车辆整体的可靠性进行评估，假设各子系统相互独立，车辆整体的可靠度函数可表示为：在式子里，BE(x)表示车辆整体的可靠度函数，SYj(x)是对应第j个子系统的可靠度函数，CF表示车辆子系统的数量。
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