CN110633821A - 一种智能车队管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能车队管理系统，包括控制模块，以及连接控制模板的定位模块、电池管理模块、车辆状况监测模块、视频处理模块和第一无线传输模块；以及车队服务器，以及连接车队服务器的天气获取模块、路况获取模块、第二无线传输模块和终端；所述第二无线传输模块连接维修站服务器、充电站服务器和第一无线传输模块。本发明的有益效果是，车辆运行实时调度，车辆充电和维修提前预警规划，驾驶员和车辆状况实时监控并建立数据库评估，提高企业管理车队的实时性、有效性，降低能源损耗，增加行车安全。
Description
技术领域
本发明涉及车队管理系统及方法，具体为新能源汽车车队的管理系统及方法。
背景技术
企业管理车队充满了挑战，执行此操作的手动过程依赖大量经验，并且花费大量的人力。管理大量车辆的企业急需有效地管理车辆，降低能耗，实时跟踪道路上的每辆车，提高驾驶员和货物的安全性。同时，随着新能源汽车的普及，企业车队也越来越多地应用新能源汽车。新能源汽车车队传统的粗放式管理，存在以下弊端：一是定点班车，高峰时期用户等车时间较长，降低了用户口碑；反之低峰时间车辆空座率高，浪费了能源并增加了车辆磨损；二是新能源汽车比传统燃料汽车相比，其充电时间较长，不能随时就位；三是驾驶员行为无法实时监控，全靠自身的驾驶经验和技术；四是管理总台无法对车辆实时监控内部数据，全部依靠驾驶员的自身经验处理，管理总台无法及时获知各个车辆详细的车况数据；五是车辆出现故障后，往往就近临时找到维修站处理，但是该维修站不一定有能力和相关配件来处理车辆故障。
车队管理系统是以车辆为接础的后台应用系统，它整合车辆数据记录、卫星定位和数据通信等功能，为企业提供车辆简单有效的车辆及驾驶员管理方法，为乘客或用户提供实时的车辆运送信息，为企业提供车辆安企的监督管理信息。车队管理系统的历史可以追溯到数十年前。美国汽车工程协会在1971年制定 《车辆网络串行通信和控制协议 》（SAEJ1939）标准，参照国际标准化组织（ISO）的开放式效据互联模型定义了 7 层墓准参考模型，制定以控制器局域网（CAN 2.OB）作为网络核心协议的行业标准，规定了汽车内部电控单元（ECU）的地址配置、命名、通讯方式以及报文发送优先级等，并对汽车内部各个具体的电控单元通讯作了详细的说明，这一标准成为了车队管理技术发展的基础。公开号为CN207799903U的专利文件公开了涉及一种车队管理系统，包括：车辆数据采集模块、微光夜视仪、与微光夜视仪连接的显示器、安全警报模块、NB-IOT模块、控制管理单元、NB-IOT基站、服务器和智能终端；控制管理单元分别与车辆数据采集模块、微光夜视仪、显示器、安全警报模块和NB-IOT模块连接，控制管理单元通过NB-IOT基站与服务器连接，服务器与智能终端连接。所述的车队管理系统可以实时监测车辆的行驶状态信息，实现对各车辆进行实时监控，以及由指挥车辆实时掌握车队车辆信息，但是该专利无法适用新能源汽车的充电、维修，以及更为复杂的路径规划和驾驶员行为数据评估。 公开号为CN108171820A的专利文件公开了一种车队管理系统，包括服务器平台及硬件设备，硬件设备包括传感器、中继器、显示器、终端、油量传感器及GPS定位装置，传感器用于获取车轮状态，油量传感器用于获取油箱内油量状态，GPS定位装置实时获取车辆信息，获取得到的车轮状态、油量状态及车辆信息通过中继器放大信号至终端，终端与显示器通信提示司机当前车轮状态、油量状态及车辆信息，终端通过无线传输将信息上传至服务器平台。本发明还公开了车队管理评分方法，包括步骤：数据汇总统计，车队利用率评分，运营成本评分，轮胎告警评分，综合评分。本发明针对车队主所关心的各项指标进行综合评分，实现智能经营管理，有效的提高了车队管理效率，但是该车队管理系统仅仅从节能、提高车队利用率，也未针对新能源汽车车队提出一个完整的管理系统及方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种智能车队管理系统，解决车队的管理问题，涉及到新能源车辆的充电规划、车辆维护问题，同时优化车辆调度、加强车辆状态监控和驾驶员行为监测。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种智能车队管理系统，包括：
控制模块，以及连接控制模板的定位模块、电池管理模块、车辆状况监测模块、视频处理模块和第一无线传输模块；
车队服务器，以及连接车队服务器的天气获取模块、路况获取模块、第二无线传输模块和终端；所述第二无线传输模块连接维修站服务器、充电站服务器和第一无线传输模块；
所述定位模块，用于获取车辆的实时定位；
所述电池管理模块，用于获取车辆动力电池的电量；
所述车辆状况监测模块，用于连接车辆CAN总线或者车辆开放的OBD接口获取车辆状况；
所述视频处理模块连接摄像模块；所述摄像模块用于实时采集驾驶员的行为动作。
进一步地，所述电池管理模块包括模拟测量模块和数据处理模块；所述模拟测量模块监测车辆动力电池的电压，电流和温度；所述数据处理模块根据电压、电流和温度计算出车辆动力电池的剩余电量。
进一步地，所述第一无线传输模块和第二无线传输模块通过3G或4G传输协议。
进一步地，所述控制模块还连接显示模块和报警模块；所述显示模块用于显示车辆报警信息和车队服务器传输过来的实时指令；所述报警模块用于发出声光报警信息。
进一步地，所述控制模块还连接车内环境监测模块，包括监测车内剩余座位数量、温度、湿度和空气PM2.5含量。
进一步地，所述应用于智能车队管理系统之一的智能车队管理方法，包括以下步骤：
S1、车队服务器根据车辆状况监测模块传输的数据，判断车辆是否需要保养、修理或充电，确认各项参数功能正常后的车辆在待发车位置就位；
S2、车队服务器接收终端发车请求，包括接车地点和接车人数和行李数据；车队服务器根据终端发送的数据，再通过天气获取模块和路况获取模块从气象部门和交通管理部门实时获取天气和路况信息，规划出每个乘客的接车地点和行驶路线，避开拥堵、气象和地质灾害路段；
S3、车队服务器监测到用户需求到达车辆运载容量的设定阈值后，则发送发车指令给车辆，通过报警模块给驾驶员发车指令；
S4、行车过程中，视频处理模块收集到驾驶员的驾驶行为数据，控制模块通过比对危险驾驶行为数据库，若有危险驾驶行为则通过报警模块提醒司机；车辆的行车路线和剩余座位数据及时上传到车队服务器和终端，终端可在行车路线途中发出接车请求；车队服务器计算出车辆预计到达接车地点时间并发送给终端，终端提醒乘客提前到达接车地点；天气获取模块和路况获取模块定期获取天气和路况信息，实时对行车路线进行调整。
进一步地，所述智能车队管理方法还包括：车辆行驶途中，车辆状况监测模块监测车辆的各项指标，如果指标超过设定阈值，则车队服务器判断严重级别，给予驾驶员相应指令；如果车辆故障需要维修，车队服务器立即接通车队中控人员和司机进行紧急通话，及时将车辆处置在安全可控状态下。
进一步地，所述智能车队管理方法还包括：车辆故障需要维修的情况下，车队服务器通知维修站服务器；所述维修站服务器通过配件库存筛选出能够修理好该车辆故障且离车辆最近的维修站；随后维修站安排维修车位、配件和维修人员。
进一步地，所述智能车队管理方法还包括：车辆电源不足需要充电的情况下，车队服务器通知充电站服务器；所述充电站服务器通过筛选有充电空位且离车辆最近的充电站；随后充电站准备好充电位。
进一步地，所述智能车队管理方法还包括：车队服务器收集驾驶员的行为数据，对驾驶员单位行驶公里耗能和安全性进行评价；车队服务器收集车辆状况数据，根据历史故障分析得出车辆可预测的维护时间节点或行车里程数节点，为车辆保养做出参考标准。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1. 通过对乘客的需求与位置信息，车辆的剩余座位、位置、电量等信息智能规划调度运营车辆的路线及任务；
2. 通过当前充电站负载率及车辆行驶路径与任务结合，保证剩余电量的前提下对充电地点进行提前规划；
3. 通过车辆管理单元上传驾驶员驾驶行为特征数据，服务器后台对驾驶员行为进行经济型与安全性分析，为企业评估做出依据；
4. 根具车辆定位所在地天气与路况智能优化控制模式，提高能量回收效率与操控的舒适性，同时加大车辆的行驶安全性；
5. 根据长时间收集的新能源整车内部数据集，建立车辆健康模型；在帮助企业对实时数据监控的同时，建立车辆故障预防机制；
6. 通过车辆健康状态与车辆的运营安排，动态规划车辆维护地点与时间；同时提前对故障件进行备件。
附图说明
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
具体实施例一：
如图1所示，本发明提供了一种智能车队管理系统，包括：
控制模块，以及连接控制模板的定位模块、电池管理模块、车辆状况监测模块、视频处理模块和第一无线传输模块；
车队服务器，以及连接车队服务器的天气获取模块、路况获取模块、第二无线传输模块和终端；所述第二无线传输模块连接维修站服务器、充电站服务器和第一无线传输模块；
所述定位模块，用于获取车辆的实时定位，具体是GPS或者北斗定位系统；在车辆休眠过程中，定位模块每半小时反馈一次定位给车队服务器，节约能源；正常行驶时，定位模块实时连接车队服务器；
所述电池管理模块，用于获取车辆动力电池的电量，该电池管理模块还具有防止短路、过载、过度放电等功能；处于休眠状态下车辆电池管理模块也会定期发送剩余电量信息给车队服务器，防止车辆因休眠过久失电而临时调度无法使用；
所述车辆状况监测模块，用于连接车辆CAN总线或者车辆开放的OBD接口获取车辆状况，车辆状况监测模块主要获取车辆的各类故障信息和发动机运转状态信息，能够及时上传到车队服务器，防止司机忽视故障信息造成其他后果；同时也是对车辆的故障进行统计分析建立数据库。
所述视频处理模块连接摄像模块；所述摄像模块用于实时采集驾驶员的行为动作；视频处理模块将视频流信息进行特征提取，同时视频处理模块存有危险驾驶动作行为数据库，其将提取到的特征和数据库的危险行为进行匹配，如果识别为危险驾驶行为则立即反馈给车队服务器。
优选地，所述电池管理模块包括模拟测量模块和数据处理模块；所述模拟测量模块监测车辆动力电池的电压，电流和温度；所述数据处理模块根据电压、电流和温度计算出车辆动力电池的剩余电量。具体的实现方法是，首先利用库仑计，对电流进行时间积分计算出使用掉的电量；随后在用总电量减去使用掉的电量，得到剩余电量；电池出厂总电量减去电池的充放电次数得到损耗量经验值得到该电池的总电量。
优选地，所述第一无线传输模块和第二无线传输模块通过3G或4G传输协议。
优选地，所述控制模块还连接显示模块和报警模块；所述显示模块用于显示车辆报警信息和车队服务器传输过来的实时指令；所述报警模块用于发出声光报警信息。
优选地，所述控制模块还连接车内环境监测模块，包括监测车内剩余座位数量、温度、湿度和空气PM2.5含量。剩余座位的测量是在每个座椅下安装一个压力传感器，当有人坐下的时候可以感知到。
应用于上述智能车队管理系统的管理方法，包括以下步骤：
S1、车队服务器根据车辆状况监测模块传输的数据，判断车辆是否需要保养、修理或充电，确认各项参数功能正常后的车辆在待发车位置就位；
S2、车队服务器接收终端发车请求，包括接车地点和接车人数和行李数据；车队服务器根据终端发送的数据，再通过天气获取模块和路况获取模块从气象部门和交通管理部门实时获取天气和路况信息，规划出每个乘客的接车地点和行驶路线，避开拥堵、气象和地质灾害路段；
S3、车队服务器监测到用户需求到达车辆运载容量的设定阈值后，则发送发车指令给车辆，通过报警模块给驾驶员发车指令；
S4、行车过程中，视频处理模块收集到驾驶员的驾驶行为数据，控制模块通过比对危险驾驶行为数据库，若有危险驾驶行为则通过报警模块提醒司机；车辆的行车路线和剩余座位数据及时上传到车队服务器和终端，终端可在行车路线途中发出接车请求；车队服务器计算出车辆预计到达接车地点时间并发送给终端，终端提醒乘客提前到达接车地点；天气获取模块和路况获取模块定期获取天气和路况信息，实时对行车路线进行调整。
需要说明的是，S2接车的具体方法是，如有3个乘客A、B和C，计算出车辆和3个乘客的距离，先接最近的；然后再计算剩下2个乘客的距离，再接最近的，以此类推。中途如果有乘客在用户端发出接车请求，那么在车辆原来行驶路径一定范围D内，则车辆接受该乘客的接车请求；D初始设定为1KM。
具体实施例二：
在实施例一的智能车队管理系统及方法的基础上，所述智能车队管理方法还包括：车辆行驶途中，车辆状况监测模块监测车辆的各项指标，如果指标超过设定阈值，则车队服务器判断严重级别，给予驾驶员相应指令；如果车辆故障需要维修，车队服务器立即接通车队中控人员和司机进行紧急通话，及时将车辆处置在安全可控状态下。
具体实施例三：
在实施例二的智能车队管理系统及方法的基础上，所述智能车队管理方法还包括：车辆故障需要维修的情况下，车队服务器通知维修站服务器；所述维修站服务器通过配件库存筛选出能够修理好该车辆故障且离车辆最近的维修站；随后维修站安排维修车位、配件和维修人员。
具体实施例四：
在实施例一的智能车队管理系统及方法的基础上，所述智能车队管理方法还包括：车辆电源不足需要充电的情况下，车队服务器通知充电站服务器；所述充电站服务器通过筛选有充电空位且离车辆最近的充电站；随后充电站准备好充电位。
具体实施例五：
在实施例一的智能车队管理系统及方法的基础上，所述智能车队管理方法还包括：车队服务器收集驾驶员的行为数据，对驾驶员单位行驶公里耗能和安全性进行评价；车队服务器收集车辆状况数据，根据历史故障分析得出车辆可预测的维护时间节点或行车里程数节点，为车辆保养做出参考标准。
综上，本发明可以带来的效果是，通过对乘客的需求与位置信息，车辆的剩余座位、位置、电量等信息智能规划调度运营车辆的路线及任务；通过当前充电站负载率及车辆行驶路径与任务结合，保证剩余电量的前提下对充电地点进行提前规划；通过车辆管理单元上传驾驶员驾驶行为特征数据，服务器后台对驾驶员行为进行经济型与安全性分析，为企业评估做出依据；根具车辆定位所在地天气与路况智能优化控制模式，提高能量回收效率与操控的舒适性，同时加大车辆的行驶安全性；根据长时间收集的新能源整车内部数据集，建立车辆健康模型；在帮助企业对实时数据监控的同时，建立车辆故障预防机制；通过车辆健康状态与车辆的运营安排，动态规划车辆维护地点与时间；同时提前对故障件进行备件。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种智能车队管理系统，其特征在于，包括：
控制模块，以及连接控制模板的定位模块、电池管理模块、车辆状况监测模块、视频处理模块和第一无线传输模块；
车队服务器，以及连接车队服务器的天气获取模块、路况获取模块、第二无线传输模块和终端；所述第二无线传输模块连接维修站服务器、充电站服务器和第一无线传输模块；
所述定位模块，用于获取车辆的实时定位；
所述电池管理模块，用于获取车辆动力电池的电量；
所述车辆状况监测模块，用于连接车辆CAN总线或者车辆开放的OBD接口获取车辆状况；
所述视频处理模块连接摄像模块；所述摄像模块用于实时采集驾驶员的行为动作。
2.如权利要求1所述的一种智能车队管理系统，其特征在于：所述电池管理模块包括模拟测量模块和数据处理模块；所述模拟测量模块监测车辆动力电池的电压，电流和温度；所述数据处理模块根据电压、电流和温度计算出车辆动力电池的剩余电量。
3.如权利要求1所述的一种智能车队管理系统，其特征在于：所述第一无线传输模块和第二无线传输模块通过3G或4G传输协议。
4.如权利要求1所述的一种智能车队管理系统，其特征在于：所述控制模块还连接显示模块和报警模块；所述显示模块用于显示车辆报警信息和车队服务器传输过来的实时指令；所述报警模块用于发出声光报警信息。
5.如权利要求1所述的一种智能车队管理系统，其特征在于：所述控制模块还连接车内环境监测模块，包括监测车内剩余座位数量、温度、湿度和空气PM2.5含量。
6.一种智能车队管理方法，应用于如权利要求1至5之一所述的一种智能车队管理系统，其特征在于：所述应用于智能车队管理系统之一的智能车队管理方法，包括以下步骤：
S1、车队服务器根据车辆状况监测模块传输的数据，判断车辆是否需要保养、修理或充电，确认各项参数功能正常后的车辆在待发车位置就位；
S2、车队服务器接收终端发车请求，包括接车地点和接车人数和行李数据；车队服务器根据终端发送的数据，再通过天气获取模块和路况获取模块从气象部门和交通管理部门实时获取天气和路况信息，规划出每个乘客的接车地点和行驶路线，避开拥堵、气象和地质灾害路段；
S3、车队服务器监测到用户需求到达车辆运载容量的设定阈值后，则发送发车指令给车辆，通过报警模块给驾驶员发车指令；
S4、行车过程中，视频处理模块收集到驾驶员的驾驶行为数据，控制模块通过比对危险驾驶行为数据库，若有危险驾驶行为则通过报警模块提醒司机；车辆的行车路线和剩余座位数据及时上传到车队服务器和终端，终端可在行车路线途中发出接车请求；车队服务器计算出车辆预计到达接车地点时间并发送给终端，终端提醒乘客提前到达接车地点；天气获取模块和路况获取模块定期获取天气和路况信息，实时对行车路线进行调整。
7.如权利要求6所述的一种智能车队管理方法，其特征在于：所述智能车队管理方法还包括：车辆行驶途中，车辆状况监测模块监测车辆的各项指标，如果指标超过设定阈值，则车队服务器判断严重级别，给予驾驶员相应指令；如果车辆故障需要维修，车队服务器立即接通车队中控人员和司机进行紧急通话，及时将车辆处置在安全可控状态下。
8.如权利要求7所述的一种智能车队管理方法，其特征在于：所述智能车队管理方法还包括：车辆故障需要维修的情况下，车队服务器通知维修站服务器；所述维修站服务器通过配件库存筛选出能够修理好该车辆故障且离车辆最近的维修站；随后维修站安排维修车位、配件和维修人员。
9.如权利要求6所述的一种智能车队管理方法，其特征在于：所述智能车队管理方法还包括：车辆电源不足需要充电的情况下，车队服务器通知充电站服务器；所述充电站服务器通过筛选有充电空位且离车辆最近的充电站；随后充电站准备好充电位。
10.如权利要求6所述的一种智能车队管理方法，其特征在于：所述智能车队管理方法还包括：车队服务器收集驾驶员的行为数据，对驾驶员单位行驶公里耗能和安全性进行评价；车队服务器收集车辆状况数据，根据历史故障分析得出车辆可预测的维护时间节点或行车里程数节点，为车辆保养做出参考标准。
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