CN114005286B - 基于桥头路面沉降路段的驾驶员疲劳驾驶监测与提醒方法 - Google Patents

基于桥头路面沉降路段的驾驶员疲劳驾驶监测与提醒方法 Download PDF

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Abstract

一种基于桥头路面沉降路段的驾驶员疲劳驾驶监测与提醒方法，其包括步骤一：确定道路中桥梁位置坐标和桥头前的检测区域并采集标定的检测区域内的车辆GPS数据；步骤二：判定减速的比例和减速的大小，以确定该路段是否存在桥头路面沉降；步骤三：确定减速的位置分布范围；步骤四：确定沉降具体位置；步骤五：识别是否存在通过该路段未在该减速区进行减速的车辆以及经过路面沉降点都未进行减速的车辆；步骤六：对于驾驶员存在疲劳驾驶或分心驾驶的情况，提醒驾驶员注意休息；由此，本发明对途径桥头路面沉降路段车辆驾驶员进行疲劳驾驶的监测并针对存在疲劳驾驶的驾驶员给予提醒，提醒驾驶员禁止疲劳驾驶注意休息，以此来降低交通事故的发生率。

Description

基于桥头路面沉降路段的驾驶员疲劳驾驶监测与提醒方法
技术领域
本发明涉及交通事故预防的技术领域，尤其涉及一种基于桥头路面沉降路段的驾驶员疲劳驾驶监测与提醒方法。
背景技术
随着汽车保有量的不断增加，道路交通环境越发复杂，桥头路面沉降是目前我国公路质量通病的一种，指在桥梁与路基交界处由于桥台与路堤的沉降不一致，而导致桥头处出现错台，致使车辆行驶在这一位置时，产生颠簸、跳跃的现象。对于桥头路面沉降路段，常常由于驾驶员未能及时减速而导致交通事故的发生，事故率很高，再加上驾驶员由于疲劳驾驶，未能及时发现前方路段存在桥头路面沉降，更是增加了事故发生的可能性。
驾驶员在长时间连续行车后，容易产生生理机能和心理机能的失调，而在客观上出现驾驶技能下降的现象，存在很大的安全隐患，因此疲劳驾驶监测、提示功能，意在能够及时发现并提醒疲劳驾驶的驾驶员，提高行车安全。
现阶段，各种先进的技术已用于交通事故的预防与防控，但是在桥头路面沉降路段监测驾驶员是否疲劳驾驶的方法还是比较单一、被动，设备设施不够完善。因此，对途径桥头路面沉降路段的车辆进行驾驶员是否疲劳驾驶的监测是相关领域人员急需解决的问题。
为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种基于桥头路面沉降路段的驾驶员疲劳驾驶监测与提醒方法，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于桥头路面沉降路段的驾驶员疲劳驾驶监测与提醒方法，提供对于途径桥头路面沉降路段车辆驾驶员进行疲劳驾驶的监测，并针对存在疲劳驾驶的驾驶员给予提醒，提醒驾驶员禁止疲劳驾驶，注意休息，以此来降低交通事故的发生率。
为实现上述目的，本发明公开了一种基于桥头路面沉降路段的驾驶员疲劳驾驶监测与提醒方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：确定道路中桥梁位置坐标和桥头前的检测区域，并采集标定的检测区域内的车辆GPS数据；
步骤二：通过步骤一中所采集到的车辆GPS数据作为依据来判定减速的比例和减速的大小，以确定该路段是否存在桥头路面沉降；若是，进行下一步；
步骤三：对于桥头路面沉降路段，意味着驾驶员通过该路段时需要减速通过，通过GPS获取通过该桥头路段车辆的车辆GPS数据中的速度信息，得到车辆通过此路段由于前方桥头路面沉降开始减速的位置分布范围；
步骤四：确定沉降具体位置，通过GPS获取通过该桥头路段车辆的速度信息，依据车辆在通过路面沉降位置时的速度最低，然后会加速，那么速度最低的点就是沉降位置；
步骤五：依据步骤三得到的起始减速位置区间与步骤四得到的路面沉降具体位置后，跟据GPS识别出是否存在通过该路段未在该减速区进行减速的车辆以及经过路面沉降点都未进行减速的车辆，若是，进行下一步；
步骤六：对于未能在步骤三得到的起始减速位置区间与步骤四得到的路面沉降具体位置进行减速的操作则判定驾驶员存在疲劳驾驶或分心驾驶的情况，导致未能及时发现前方路段存在桥头路面沉降，并通过导航设备对存在疲劳驾驶的驾驶员给予疲劳驾驶提醒，并提醒驾驶员注意休息。
其中：步骤一中通过现有电子地图数据来确定道路中桥梁的位置坐标，并沿道路的前进方向将桥头前的200米来确定为检测区域。
其中：检测区域为直线路段，从而能有效排除其它可能对车速产生影响的因素，通过已有导航设备的后台GPS数据进行实时汇总，以及时采集所标定的检测区域内的车辆GPS数据。
其中：该步骤二包含以下子步骤：
子步骤2.1：取1000组所提取的车辆GPS数据作为分析样本，通过GPS的得到的车辆GPS数据对检测区域的车辆速度进行分析，确定每辆车在该检测区域内的速度曲线与加速度曲线；
子步骤2.2：通过对曲线的分析提取检测区域的车速减小幅度N和减速车辆比例M和两个关键参数，其中M为样本中通过该路段减速车辆占总样本的百分比，其中，当车速减小幅度N大于初始车速的20％时认为车辆进行了减速；
子步骤2.3：通过车速减小幅度N和减速车辆比例M两项指标来推断在该路段是否存在桥头路面沉降，当有大于等于30％的车辆通过该路段进行减速通过时，意味着存在桥头路面沉降，并已经对驶过该路段的车辆存在影响，则认为该路段存在桥头路面沉降且需要驾驶员减速通过；当减速车辆的比例低于30％时，则认为驾驶员不是因为桥头路面沉降减速，而是因为其它原因进行减速，并不是桥头路面沉降对驶过该路段的车辆产生影响。
其中：还包含子步骤2.4：识别沉降幅度，车速减小幅度N大于等于70％的情况下，判定沉降幅度明显，而车速减小幅度N小于70％的情况下，判定沉降不明显。
其中：步骤三中具体如下：统计样本中每辆车的驾驶员在意识到前方存在桥头路面沉降情况下需要驾驶员减速通过，统计驾驶员在距离桥头多远处开始对车辆进行减速。
其中：对上述进行减速通过车辆的减速起始位置进行统计，以90％车辆的起始减速位置为标准，得到该90％车辆通过该路段的起始减速位置区间，并认为该减速区间为正常车辆通过该桥头路面沉降路段的正常减速位置区间。
其中：步骤四中具体如下：通过GPS获取通过该桥头路段车辆的速度信息，在桥头200米前和之后100米，确定这个范围的速度曲线，依据车辆在通过路面沉降位置时的速度最低，然后会加速，那么速度最低的点就是沉降位置。
通过上述内容可知，本发明的基于桥头路面沉降路段的驾驶员疲劳驾驶监测与提醒方法具有如下效果：
1、通过基于导航GPS数据的桥头路面沉降路况来识别驾驶员是否驾驶疲劳，并能及时对存在驾驶疲劳的驾驶员进行提醒，提醒驾驶员禁止疲劳驾驶、注意休息。
2、能利用现有设备与数据进行分析，可有效减少因驾驶疲劳而产生的交通事故，检测结果对于提升道路安全情况，减少事故发生率有很大意义。
本发明的详细内容可通过后述的说明得到。
附图说明
图1显示了本发明的实施步骤示意图。
具体实施方式
下面将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仅仅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做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。
桥头路面沉降是目前我国公路质量通病的一种，指在桥梁与路基交界处由于桥台与路堤的沉降不一致，而导致桥头处出现错台，致使车辆行驶在这一位置时，产生颠簸、跳跃的现象。如果没有桥头路面沉降，那么对于驶过此路段的车辆速度基本保持不变，但由于桥头路面沉降的存在使得车辆通过此路段不得不降低车速，低速通过。对于部分车辆，由于驾驶员疲劳驾驶或者分心驾驶未能及时发现前方存在严重桥头路面沉降路段，致使车辆行驶在这一位置时，由于车速过快来不及刹车，就会导致交通事故的发生，所以对于途径桥头路面沉降路段对于驾驶员是否疲劳驾驶的监测就显得尤为重要。
参见图1，针对以上问题，本发明的具体实施例提供了一种基于桥头路面沉降路段的驾驶员疲劳驾驶监测与提醒方法，在该方法中，主要包括以下步骤：
步骤一：确定道路中桥梁位置坐标和桥头前的检测区域，并采集标定的检测区域内的车辆GPS数据。
具体而言，可通过现有电子地图数据来确定道路中桥梁的位置坐标，并以小轿车为例，沿道路的前进方向将桥头前的200米来确定为检测区域，这里优选的检测区域可为直线路段，从而能有效排除其它可能对车速产生影响的因素。通过已有导航设备的后台GPS数据进行实时汇总，以及时采集所标定的检测区域内的车辆GPS数据。
步骤二：通过步骤一中所采集到的车辆GPS数据作为依据来判定减速的比例和减速的大小，以确定该路段是否存在桥头路面沉降；若是，进行下一步。
具体的，该步骤二包含以下子步骤：
子步骤2.1：随机取1000组(500和2000组也是可行的)所提取的车辆GPS数据作为分析样本，为了保证所分析的结果能实时反映道路情况，该1000组数据可取用后台最新上传的数据并保持实时更新。通过GPS的得到的车辆GPS数据对检测区域的车辆速度进行分析，确定每辆车在该检测区域内的速度曲线与加速度曲线；
子步骤2.2：通过对曲线的分析提取检测区域的车速减小幅度N和减速车辆比例M和两个关键参数，其中M为样本中通过该路段减速车辆占总样本的百分比，其中，优选的是当车速减小幅度N大于初始车速的20％时认为车辆进行了减速；
子步骤2.3：通过车速减小幅度N和减速车辆比例M两项指标来推断在该路段是否存在桥头路面沉降，若前方存在桥头路面沉降，则说明通过的车辆为了保证安全行驶需要驾驶员减速通过；因此可通过车辆减速的比例M与减速的幅度N两项指标来推断在该路段通过的车辆是否需要减速，在优选的实施例中，当有大于等于30％的车辆通过该路段进行减速通过时(且减速幅度大于初始车速的20％)，意味着存在桥头路面沉降，并已经对驶过该路段的车辆存在影响，则认为该路段存在桥头路面沉降且需要驾驶员减速通过；当减速车辆的比例低于30％时，则认为驾驶员不是因为桥头路面沉降减速，而是因为其它原因进行减速，并不是桥头路面沉降对驶过该路段的车辆产生影响。
子步骤2.4：识别沉降幅度，可由车速减小幅度N决定。车速减小幅度N大于等于70％的情况下(取1000组所提取的车辆GPS数据作为基础分析样本)，判定沉降幅度明显，驾驶员应在正常状态下一定能看到。而车速减小幅度N小于70％的情况下，判定沉降不明显，部分驾驶员会选择不减速，因此识别疲劳会存在误差。我们可只在沉降明显的情况下应用后续步骤(子步骤2.4是识别沉降幅度，先识别是否存在桥头跳车路段，再识别该桥头跳车严重程度，我们解决的是严重桥头跳车路段，所以该处是沉降明显时进行下一步)。
步骤三：对于桥头路面沉降路段，意味着驾驶员通过该路段时需要减速通过，通过GPS获取通过该桥头路段车辆的车辆GPS数据中的速度信息，得到车辆通过此路段由于前方桥头路面沉降开始减速的位置分布范围。
具体的，对导航设备的后台GPS数据进行实时汇总，提取通过所标定的检测区域车辆GPS数据；取1000组通过该路段车辆的GPS数据作为分析样本，为了保证所分析的结果能实时反映道路情况，该1000组数据取用后台最新上传的数据并保持实时更新。跟据GPS得到的数据对检测区域的车辆速度进行分析，得到每辆车在检测区域的速度曲线与加速度曲线，通过该路段每辆车的速度曲线和加速度曲线，统计样本中每辆车的驾驶员在意识到前方存在桥头路面沉降情况下需要驾驶员减速通过，统计驾驶员在距离桥头多远处开始对车辆进行减速；对上述进行减速通过车辆的减速起始位置进行统计，以90％车辆(具体而言，通过GPS得到1000组样本中通过桥头跳车路段进行减速的车辆的减速起始位置，对这些起始位置进行统计，会得到一个区间，取100％过于绝对，有些驾驶员会过早减速，有些驾驶员可能会在距离桥头跳车路段很近时才开始减速，这些数据与大样本数据不符，所以选取数据集中的点，这里选取90％)的起始减速位置为标准，得到该90％车辆通过该路段的起始减速位置区间，并认为该减速区间为正常车辆通过该桥头路面沉降路段的正常减速位置区间。
步骤四：确定沉降具体位置，通过GPS获取通过该桥头路段车辆的速度信息，由速度分布，在桥头200米前和之后100米，通过GPS确定这个范围的速度曲线。依据车辆在通过路面沉降位置时的速度最低，然后会加速，那么速度最低的点就是沉降位置。如果多个车的速度最低点都符合这个规律，那么就可以确定具体的沉降位置(其中，可通过每辆车的速递曲线来确定沉降具体位置，通过GPS得到每辆车通过严重桥头跳车路段时的速度曲线，由速度曲线得到速度最低点，最低点说明该位置可能就是沉降位置，然后基于大样本，得到多个车辆的速度曲线来看它们的速度最低点，如果多个车的速度最低点都符合这个规律，那么就可以确定具体的沉降位置)。
其中，统计所有减速车辆开始减速的位置分布，这个区间定义为减速区。正常驾驶的驾驶员在上述严重沉降区间，都会在减速区采取减速措施。当存在疲劳驾驶时，驾驶员不会减速，或者减速太晚，减速起始时刻不在减速区。
步骤五：依据步骤三得到的起始减速位置区间与步骤四得到的路面沉降具体位置后，跟据GPS识别出是否存在通过该路段未在该减速区进行减速的车辆以及经过路面沉降点都未进行减速的车辆，若是，进行下一步；
具体的，通过上述步骤三得到的正常车辆通过此路段的起始减速位置区间，也就是大部分车辆在意识到前方存在桥头路面沉降开始减速的位置。
步骤六：对于未能在步骤三得到的起始减速位置区间与步骤四得到的路面沉降具体位置进行减速的操作则判定驾驶员存在疲劳驾驶或分心驾驶的情况，导致未能及时发现前方路段存在桥头路面沉降，并通过导航设备对存在疲劳驾驶的驾驶员给予疲劳驾驶提醒，并提醒驾驶员注意休息。
显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (6)

1.一种基于桥头路面沉降路段的驾驶员疲劳驾驶监测与提醒方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：确定道路中桥梁位置坐标和桥头前的检测区域，并采集标定的检测区域内的车辆GPS数据，其中通过现有电子地图数据来确定道路中桥梁的位置坐标，并沿道路的前进方向将桥头前的200米来确定为检测区域；
步骤二：通过步骤一中所采集到的车辆GPS数据作为依据来判定减速的比例和减速的大小，以确定该路段是否存在桥头路面沉降；若是，进行下一步，其中包含以下子步骤：
子步骤2.1：取1000组所提取的车辆GPS数据作为分析样本，通过GPS的得到的车辆GPS数据对检测区域的车辆速度进行分析，确定每辆车在该检测区域内的速度曲线与加速度曲线；
子步骤2.2：通过对曲线的分析提取检测区域的车速减小幅度N和减速车辆比例M和两个关键参数，其中M为样本中通过该路段减速车辆占总样本的百分比，其中，当车速减小幅度N大于初始车速的20％时认为车辆进行了减速；
子步骤2.3：通过车速减小幅度N和减速车辆比例M两项指标来推断在该路段是否存在桥头路面沉降，当有大于等于30％的车辆通过该路段进行减速通过时，意味着存在桥头路面沉降，并已经对驶过该路段的车辆存在影响，则认为该路段存在桥头路面沉降且需要驾驶员减速通过；当减速车辆的比例低于30％时，则认为驾驶员不是因为桥头路面沉降减速，而是因为其它原因进行减速，并不是桥头路面沉降对驶过该路段的车辆产生影响；
步骤三：对于桥头路面沉降路段，意味着驾驶员通过该路段时需要减速通过，通过GPS获取通过该桥头路段车辆的车辆GPS数据中的速度信息，得到车辆通过此路段由于前方桥头路面沉降开始减速的位置分布范围；
步骤四：确定沉降具体位置，通过GPS获取通过该桥头路段车辆的速度信息，依据车辆在通过路面沉降位置时的速度最低，然后会加速，那么速度最低的点就是沉降位置；
步骤五：依据步骤三得到的起始减速位置区间与步骤四得到的路面沉降具体位置后，跟据GPS识别出是否存在通过该路段未在该减速区进行减速的车辆以及经过路面沉降点都未进行减速的车辆，若是，进行下一步；
步骤六：对于未能在步骤三得到的起始减速位置区间与步骤四得到的路面沉降具体位置进行减速的操作则判定驾驶员存在疲劳驾驶或分心驾驶的情况，导致未能及时发现前方路段存在桥头路面沉降，并通过导航设备对存在疲劳驾驶的驾驶员给予疲劳驾驶提醒，并提醒驾驶员注意休息。
2.如权利要求1所述的基于桥头路面沉降路段的驾驶员疲劳驾驶监测与提醒方法，其特征在于：检测区域为直线路段，从而能有效排除其它可能对车速产生影响的因素，通过已有导航设备的后台GPS数据进行实时汇总，以及时采集所标定的检测区域内的车辆GPS数据。
3.如权利要求1所述的基于桥头路面沉降路段的驾驶员疲劳驾驶监测与提醒方法，其特征在于：还包含子步骤2.4：识别沉降幅度，车速减小幅度N大于等于70％的情况下，判定沉降幅度明显，而车速减小幅度N小于70％的情况下，判定沉降不明显。
4.如权利要求1所述的基于桥头路面沉降路段的驾驶员疲劳驾驶监测与提醒方法，其特征在于：步骤三中具体如下：统计样本中每辆车的驾驶员在意识到前方存在桥头路面沉降情况下需要驾驶员减速通过，统计驾驶员在距离桥头多远处开始对车辆进行减速。
5.如权利要求4所述的基于桥头路面沉降路段的驾驶员疲劳驾驶监测与提醒方法，其特征在于：对上述进行减速通过车辆的减速起始位置进行统计，以90％车辆的起始减速位置为标准，得到该90％车辆通过该路段的起始减速位置区间，并认为该减速区间为正常车辆通过该桥头路面沉降路段的正常减速位置区间。
6.如权利要求1所述的基于桥头路面沉降路段的驾驶员疲劳驾驶监测与提醒方法，其特征在于：步骤四中具体如下：通过GPS获取通过该桥头路段车辆的速度信息，在桥头200米前和之后100米，确定这个范围的速度曲线，依据车辆在通过路面沉降位置时的速度最低，然后会加速，那么速度最低的点就是沉降位置。
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