CN112927560A - 一种基于gps定位的公交车辆测距告警方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于GPS定位的公交车辆测距告警方法，通过计算公交车辆与终点站点之间的到达距离将同一线路的不同公交车辆编号排序，以此得到公交车辆在公交线路行驶中的邻近关系，从而根据邻近关系计算出前后相邻的公交车辆之间的间隔距离，再判断间隔距离是否异常，若异常则向后方行驶的公交车辆发出告警信息，由告警信息生成告警信号来提示驾驶员调整与前车之间的距离，从而防止公交车辆之间距离过近发生交通事故，保证公交车辆行驶安全。

Description

一种基于GPS定位的公交车辆测距告警方法
技术领域
本发明涉及公共交通安全保障技术领域，尤其涉及一种基于GPS定位的公交车辆测距告警方法。
背景技术
如何减少车辆的碰撞和减少交通的拥挤，成为近些年来研究的热点问题。减少碰撞的关键在于是否能够有效的测定车辆之间的距离，从而能够提前预警，避免碰撞的发生。传统车辆预警系统基本都是基于雷达测距技术，但是雷达测距技术测距比较短，车辆行驶时，状态和测距目标的不断变化，导致雷达误警的情况时有发生。同时雷达受天气影响大，存在测距盲区。
现有技术中存在的一种基于GPS测距的方法是通过计算单辆公交车辆的投影点，再根据投影点来确定两车间的距离，该方法的主要目的是考虑提高测距的准确率，但因此牺牲了系统的运算速度，而且在公交车辆高速行驶时，测距精度没有得到显著提升。
发明内容
本发明提供一种基于GPS定位的公交车辆测距告警方法，以克服上述技术问题。
本发明一种基于GPS定位的公交车辆测距告警方法，包括：
调度中心通过GPS定位单元获取同一线路的多辆公交车辆的定位信息；
根据所述定位信息计算不同公交车辆与终点站点之间的到达距离，并根据所述到达距离将所述不同公交车辆编号排序；
根据所述定位信息计算相邻编号公交车辆之间的间隔距离；
判断所述间隔距离是否异常，若所述间隔距离不小于设定阈值，判定为正常；若所述间隔距离小于设定阈值，判定为异常，向编号在后公交车辆发出告警信息；
所述编号在后公交车辆根据所述告警信息发出告警信号，提示驾驶员调整与编号在前公交车辆之间的距离。
进一步地，所述根据所述定位信息计算不同公交车辆与终点站点之间的到达距离，包括：
通过式(1)计算所述到达距离s；
Figure BDA0002958475570000021
式中，x1，y1为公交车辆定位点；x2，y2为终点站台位置点。
进一步地，所述根据所述定位信息计算相邻编号公交车辆之间的间隔距离，包括：
通过式(2)计算所述间隔距离d；
Figure BDA0002958475570000022
式中，g1，j1为前一公交车辆的定位信息；g2，j2为当前公交车辆的定位信息。
进一步地，所述调度中心判断所述间隔距离是否异常之后，还包括：调度中心根据所述定位信息确定位于相邻站点之间的多辆公交车辆的数量是否大于设定数量，若大于设定数量，向所述相邻站点之间除编号最前的公交车辆外的多辆公交车辆发送告警信息；所述除编号最前的公交车辆外的多辆公交车辆根据所述告警信息调整与编号在前公交车辆的距离。
进一步地，所述调度中心通过GPS定位单元获取同一线路的多辆公交车辆的定位信息，包括：GPS定位单元包括公交车辆内置GPS接收机；所述GPS接收机捕获待测卫星，跟踪所述待测卫星运行并接收GPS信号，以获取同一线路的多辆公交车辆的定位信息；所述GPS定位单元将所述定位信息发送至调度中心。
进一步地，所述编号在后公交车辆根据所述告警信息发出告警信号之后，还包括：当所述间隔距离判断为正常时，调度中心向所述编号在后公交车辆发出解除告警信息。
一种基于GPS定位的公交车辆测距告警系统，包括：
位于公交车辆上的GPS定位单元、告警单元及位于公交车辆远端的调度中心；
所述GPS定位单元，用于获取同一线路的多辆公交车辆的定位信息，并将所述定位信息发送至所述调度中心；
所述调度中心，用于根据所述定位信息计算不同公交车辆与终点站点之间的到达距离，并根据所述到达距离将所述不同公交车辆编号排序；根据所述定位信息计算相邻编号公交车辆之间的间隔距离；判断所述间隔距离是否异常，若所述间隔距离不小于设定阈值，判定为正常；若所述间隔距离小于设定阈值，判定为异常，向编号在后公交车辆发出告警信息；
所述告警单元，用于接收所述调度中心判定所述间隔距离为异常时发出的告警信息，并发出告警信号提示驾驶员调整与前方公交车辆之间的距离。
本发明基于公交车载GPS获取公交车辆定位信息，通过计算公交车辆与终点站点之间的到达距离将同一线路的不同公交车辆编号排序，以此得到公交车辆在公交线路行驶中的邻近关系，从而根据邻近关系计算出前后相邻的公交车辆之间的间隔距离，再判断间隔距离是否异常，若异常则向后方行驶的公交车辆发出告警信息，由告警信息生成告警信号来提示驾驶员调整与前车之间的距离，从而防止公交车辆之间距离过近发生交通事故，保证公交车辆行驶安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的方案逻辑图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2所示，本实施例提供了一种基于GPS定位的公交车辆测距告警方法，包括：
101、调度中心通过GPS定位单元获取同一线路的多辆公交车辆的定位信息；
具体而言，公交车辆上装载的定位单元主要是由主控制器(CPU)、GPS接收模块、GSM无线通信模块、GPS天线、GSM天线、电源连接线等组成。定位单元通过GPS接收天线接收GPS卫星发射的定位信号，经过CPU主控器处理，计算出车辆的日期、时间、经纬度、速度和行驶方向等定位信息，由GSM无线通讯模块将数据发送至调度中心。
GPS数据是定位单元进行定位的基础，GPS数据通过GPS天线接收卫星信号获得。GPS信号接收模块通过对运动载体相对差分距离的实时测量，能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，再将卫星信号发送GPS信号接收模块，GPS信号接收模块对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出观测点的三维位置、三维速度和时间，即可测量出GPS天线至卫星的伪距离和距离变化率，解调出卫星轨道参数等数据。GPS信号接收模块将这些数据发送主控制器(CPU)处理，主控制器(CPU)就可按定位解算方法进行定位计算，计算出公交车辆所在的地理经纬度、高度、速度、时间等信息，然后主控制器(CPU)将处理好的定位信息通过GSM无线通信模块上传至调度中心系统当中，调度中心系统即可根据定位信息计算出当前车辆的位置与前车和后车的距离。
本实施例所使用的GPS坐标系为WGS-84坐标系或大地坐标系。
102、根据定位信息计算不同公交车辆与终点站点之间的到达距离，并根据到达距离将不同公交车辆编号排序；
具体而言，公交线路上运行的公交车辆较多，可以逐个接收在公交线路上运行的公交车辆发送的各个定位信息。通过式(1)根据定位信息计算到达距离s；
Figure BDA0002958475570000041
式中，x1，y1为公交车辆定位点；x2，y2为终点站台位置点。
再达距离s将不同公交车辆编号排序。例如：公交线路可以记为L，运行在该公交线路上的距离终点站点最近的一辆公交车辆记为C1，用C1.ID唯一标识该车辆，该公交车辆C1在这一天总共顺序上传了I条GPS定位信息记录，I为大于等于3的整数。I条GPS定位信息记录组成的序列GC，GC所在的日期记为GC.Date。再根据距离终点站点从近到远的顺序，标识C2.ID、C3.ID、C4.ID……，组成该公交线路L的公交车辆ID序列，从而，清楚公交车辆的邻近关系，如：C1.ID是C2.ID的前车，C3.ID是C2.ID的后车。C1.ID和C2.ID中，C1.ID是相对于C2.ID编号在前的公交车辆，C2.ID是相对于C1.ID编号在后的公交车辆。C1.ID、C2.ID、C3.ID中，C1.ID为编号最前的公交车辆，即编号排在第一的车辆。
103、根据定位信息计算相邻编号公交车辆之间的间隔距离；
具体而言，通过式(2)计算所述间隔距离d；
Figure BDA0002958475570000051
式中，g1，j1为前一公交车辆的定位信息；g2，j2为当前公交车辆的定位信息。
104、判断间隔距离是否异常，若间隔距离不小于设定阈值，判定为正常；若间隔距离小于设定阈值，判定为异常，向编号在后公交车辆发出告警信息；
具体而言，首先需要在调度中心系统中设定间隔距离的阈值，间隔距离阈值通常设定为固定值。调度中心系统每隔2s刷新公交车辆间隔距离d的计算结果，若间隔距离不小于设定阈值时，判定为正常；当出现公交车辆之间的间隔距离d小于设定阈值，在告警窗口显示该间隔距离d小于设定阈值的前后车的标识，同时调度中心系统向后车上的告警单元发送告警信息。
考虑到测距误差，可以将设定阈值比期望值高出5-15m，以防止因误差导致车距过近而没有进行告警。
105、编号在后公交车辆根据告警信息发出告警信号，提示驾驶员调整与编号在前公交车辆之间的距离。
具体而言，公交车辆的的驾驶台上安装有告警系统，当后车的告警系统接收到告警信号后，可以以语音播报的方式，也可以用灯光告警的方式来提示驾驶员减慢车速，调整与前车之间的距离。
当前后车的间隔距离不小于设定阈值后，调度中心系统判定间隔距离正常，再向之前发送告警信息的公交车辆发送解除告警信息。解除告警信息同样可以以语音播报的方式，也可以用灯光告警的方式。
本实施例中，调度中心判断间隔距离是否异常后，调度中心根据定位信息确定位于相邻站点之间的多辆公交车辆的数量是否大于设定数量，若大于设定数量，向相邻站点之间除编号最前的公交车辆外的多辆公交车辆发送告警信息；除编号最前的公交车辆外的多辆公交车辆根据告警信息调整与编号在前公交车辆的距离。
具体而言，该实施例是通过以相邻公交站点之间为判定区间，通过调度中心系统判断区间内的公交车辆的数量是否大于设定数量，若大于设定数量，向相邻站点之间除编号最前的公交车辆外的公交车辆发送告警信息，收到告警信息的车辆均减缓车速，调整与前车之间的距离，从而保证公交车辆之间的距离过近。当调度中心系统判断区间内的公交车辆的数量不大于设定数量后，再向之前发送告警信息的公交车辆发送接触告警信息，公交车辆恢复正常速度行驶。
本实施例中，一种基于GPS定位的公交车辆测距告警系统，包括：
位于公交车辆上的GPS定位单元、告警单元及位于公交车辆远端的调度中心；
GPS定位单元，用于获取同一线路的多辆公交车辆的定位信息，并将定位信息发送至调度中心；
调度中心，用于根据定位信息计算不同公交车辆与终点站点之间的到达距离，并根据到达距离将不同公交车辆编号排序；根据定位信息计算相邻编号公交车辆之间的间隔距离；判断间隔距离是否异常，若间隔距离不小于设定阈值，判定为正常；若间隔距离小于设定阈值，判定为异常，向编号在后公交车辆发出告警信息；
告警单元，用于接收调度中心判定间隔距离为异常时发出的告警信息，并发出告警信号提示驾驶员调整与前方公交车辆之间的距离。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种基于GPS定位的公交车辆测距告警方法，其特征在于，包括：
调度中心通过GPS定位单元获取同一线路的多辆公交车辆的定位信息；
根据所述定位信息计算不同公交车辆与终点站点之间的到达距离，并根据所述到达距离将所述不同公交车辆编号排序；
根据所述定位信息计算相邻编号公交车辆之间的间隔距离；
判断所述间隔距离是否异常，若所述间隔距离不小于设定阈值，判定为正常；若所述间隔距离小于设定阈值，判定为异常，向编号在后公交车辆发出告警信息；
所述编号在后公交车辆根据所述告警信息发出告警信号，提示驾驶员调整与编号在前公交车辆之间的距离。
2.根据权利要求1所述的一种基于GPS定位的公交车辆测距告警方法，其特征在于，所述根据所述定位信息计算不同公交车辆与终点站点之间的到达距离，包括：
通过式(1)计算所述到达距离s；
Figure FDA0002958475560000011
式中，x1,y1为公交车辆定位点；x2,y2为终点站台位置点。
3.根据权利要求1所述的一种基于GPS定位的公交车辆测距告警方法，其特征在于，所述根据所述定位信息计算相邻编号公交车辆之间的间隔距离，包括：
通过式(2)计算所述间隔距离d；
Figure FDA0002958475560000012
式中，g1,j1为前一公交车辆的定位信息；g2,j2为当前公交车辆的定位信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于GPS定位的公交车辆测距告警方法，其特征在于，所述调度中心判断所述间隔距离是否异常之后，还包括：
调度中心根据所述定位信息确定位于相邻站点之间的多辆公交车辆的数量是否大于设定数量，若大于设定数量，向所述相邻站点之间除编号最前的公交车辆外的多辆公交车辆发送告警信息；所述除编号最前的公交车辆外的多辆公交车辆根据所述告警信息调整与编号在前公交车辆的距离。
5.根据权利要求4所述的一种基于GPS定位的公交车辆测距告警方法，其特征在于，所述调度中心通过GPS定位单元获取同一线路的多辆公交车辆的定位信息，包括：
GPS定位单元包括公交车辆内置GPS接收机；
所述GPS接收机捕获待测卫星，跟踪所述待测卫星运行并接收GPS信号，以获取同一线路的多辆公交车辆的定位信息；
所述GPS定位单元将所述定位信息发送至调度中心。
6.根据权利要求1所述的一种基于GPS定位的公交车辆测距告警方法，其特征在于，所述编号在后公交车辆根据所述告警信息发出告警信号之后，还包括：
当所述间隔距离判断为正常时，调度中心向所述编号在后公交车辆发出解除告警信息。
7.一种基于GPS定位的公交车辆测距告警系统，其特征在于，包括：
位于公交车辆上的GPS定位单元、告警单元及位于公交车辆远端的调度中心；
所述GPS定位单元，用于获取同一线路的多辆公交车辆的定位信息，并将所述定位信息发送至所述调度中心；
所述调度中心，用于根据所述定位信息计算不同公交车辆与终点站点之间的到达距离，并根据所述到达距离将所述不同公交车辆编号排序；根据所述定位信息计算相邻编号公交车辆之间的间隔距离；判断所述间隔距离是否异常，若所述间隔距离不小于设定阈值，判定为正常；若所述间隔距离小于设定阈值，判定为异常，向编号在后公交车辆发出告警信息；
所述告警单元，用于接收所述调度中心判定所述间隔距离为异常时发出的告警信息，并发出告警信号提示驾驶员调整与前方公交车辆之间的距离。
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