CN114548335B - 基于行驶域特征点的无动力设备里程频度推算方法及系统 - Google Patents

基于行驶域特征点的无动力设备里程频度推算方法及系统 Download PDF

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CN114548335B CN202210175446.2A CN202210175446A CN114548335B CN 114548335 B CN114548335 B CN 114548335B CN 202210175446 A CN202210175446 A CN 202210175446A CN 114548335 B CN114548335 B CN 114548335B
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Abstract

本发明公开了基于行驶域特征点的无动力设备里程频度推算方法及系统，通过采集无动力设备途经道路特征点或特征区域的途经信息来推算无动力设备行驶的里程和工作频度，作为基于使用负荷的设备维修保养的参考依据；即只需要在特征点设置采集设备，可以同时采集各个设备的途经信息，无需在每个运动设备上单独装设GNSS等定位系统和远距离通讯系统，减少成本；以无动力设备本身的真实远动状态为准采集途经信息，不仅提高了设备维修保养参考依据的准确性，在牵引设备频繁更换的情况下，也不会对无动力设备的途经信息的采集造成影响；牵引设备可以任意更换。

Description

基于行驶域特征点的无动力设备里程频度推算方法及系统
技术领域
本发明涉及里程推算技术领域，具体涉及基于行驶域特征点的无动力设备里程频度推算方法及系统。
背景技术
动力设备的总里程可以根据其驱动设备准确获取，然而无动力设备的设备维修保养的参考依据就无从知晓，现有技术中通常通过无动力设备的牵引设备来间接获取或根据工作年限进行维修保养；根据工作年限进行维修保养时，由于不同的使用场景无动力设备的使用频率无法确定，所以维修保养的周期也无法确定，且维修保养过程中还需要依据无动力设备的工作参数来判断各个器件的状态，因此该方法对设备的维修保养也会有影响；通过牵引设备间接获取时，当牵引设备频繁更换时就需要累积各个牵引设备的工作里程参数，不仅不方便采集，计算无动力设备的总里程过程也很复杂。对于机场无动力设备管理，所面临的问题包含难以采集机坪无动力车辆设备的具体使用负荷，即使基于机场或机坪物联网平台，也难以解决无动力设备定位采集终端的供电问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中，对于获取无动力设备的设备维修保养参考依据的方法贫瘠，通过牵引设备来间接获取参考依据的方式，参考依据与牵引设备关联性强，采集数据和计算过程复杂且成本高，本发明目的在于提供基于行驶域特征点的无动力设备里程频度推算方法及系统，通过在相对封闭的区域投入较少读取设备，采集无动力设备上的低成本无线电子标签信息，以解决上述技术问题。
本发明通过下述技术方案实现：
本方案提供基于行驶域特征点的无动力设备里程频度推算方法，包括：
在指定行驶域内按照行驶路径布设特征点，在特征点部署无线读卡设备，在无动力设备上安装无线电子标签，并预设特征点位置及相关道路信息；
在特征点的无线读卡设备采集途经特征点的无动力设备上的无线电子标签信息，作为无动力设备途经特征点的途经信息；
基于特征点位置信息和途经信息推算出无动力设备的工作里程和工作频度。
本方案工作原理：本方案提供基于行驶域特征点的无动力设备里程频度推算方法，针对指定区域内，基于道路特征点和划分特征区域的里程推算，适用于指定行驶域内，如机场机坪无动力设备管理中获取无动力设备的使用频次和工作里程，当然有动力车辆也可以使用该方法；通过采集无动力设备途经道路特征点或特征区域的途经信息来推算无动力设备行驶的里程和工作频度，作为基于使用负荷的设备维修保养的参考依据；即只需要在特征点设置采集设备，可以同时采集各个设备的途经信息，无需在每个运动设备上单独装设GNSS等定位系统和远距离通讯系统，如机场机坪无动力设备管理中可无需在每个无动力设备上单独装设机场机坪无动力设备定位终端，减少成本；以无动力设备本身的真实远动状态为准采集途经信息，不仅提高了设备维修保养参考依据的准确性，在牵引设备频繁更换的情况下，也不会对无动力设备的途经信息的采集造成影响；
在一些需要频繁更换牵引设备的场景，传统的间接获取参考依据的方式就不适用，例如当无动力设备负荷较重时，转向不便，就需要换向牵引设备从另一个方向牵引，这样就需要分别从原牵引设备和换向牵引设备分别获取相应的里程参数再进行加和，这样就会耗费大量时间精力，而本方案中以无动力设备本身的真实运动状态为准采集途经信息，牵引设备与无动力设备的维修保养参考依据没有强关联性，可以任意更换牵引设备，且本方案计算过程简单方便。
进一步优化方案为，所述特征点包括：道路特征点或特征区域；
道路特征点的布设方法为：在指定行驶域内的道路交叉点、道路分隔点、道路终点和道路起点布设为道路特征点，并记录各个特征点的位置信息及预设相邻两特征点之间的路程距离；
特征区域的布设方法为：将指定行驶域划分为若干个特征区域，每个特征区域至少有一个卡口用于驶入或驶出，并预设各特征区域的路程距离。
当行驶域内有较少的道路交叉点，可以布设道路特征点来进行推算，将道路交叉点、道路分隔点、道路终点和道路起点均布设为道路特征点，这些道路特征点就足以采集所有区域的车辆。
而对于某些道路交叉点附近有密集的短路径，在每个路径终点都设置特征点会不便部署且增加成本；或对于类似货仓相对封闭，内部路径难以确定的区域，通过划分特征区域就可以避免密集布设，将有密集短路径或难以确定道路规划的位置划分为一个区域，不仅便于采集还节约成本。
进一步优化方案为，当特征点为道路特征点时，途经信息包括：途经道路特征点的位置信息、时刻信息；
当特征点为特征区域时，途经信息包括：途经特征区域的位置信息、时刻信息、驶入卡口、驶出卡口。
进一步优化方案为，将无线电子标签安装在无动力设备上，并在道路特征点或特征区域装设无线读卡设备用于采集途经信息。
进一步优化方案为，当特征点为道路特征点时，
根据式
Figure BDA0003518906120000031
计算工作里程M，其中，n和k均为整数，且1≤n≤k，mn为无动力设备途经第n个道路特征点到第n+1个道路特征点之间所经过的预设路程距离；αn为第n个道路特征点的预设的权重。
根据式
Figure BDA0003518906120000032
计算工作频度F(t)，wn为第n个道路特征点的预设的权重，时间t为指定的时间段，vn为无动力设备在t时间段内途经第n个道路特征点的次数。F(t)为时间段t内无动力设备途经道路特征点的加权次数。
进一步优化方案为，当特征点为特征区域时，
根据式
Figure BDA0003518906120000033
计算工作里程M，其中，i和g为整数且1≤i≤g，Hi为无动力设备途经第i个特征区域所经过的预设路程距离，βi为第i个特征区域的预设的权重；
根据式
Figure BDA0003518906120000034
计算工作频度F(t)，其中xi为第i个特征区域的预设的权重，时间t为指定的时间段，yi为无动力设备在t时间段内途经第i个特征区域的次数。F为时间段t内无动力设备途经特征区域的加权次数。
各个特征区域内可能含有一条或多条行驶路径，当行驶路径数大于等于1时，途经该特征区域内任意路径所代表的里程数均认为相等。
进一步优化方案为，当特征区域有多个卡口时，无动力设备从不同的卡口驶入和驶出时，则计为无动力设备通过该特征区域1次；当特征区域有1个卡口时，无动力设备从该卡口驶入和驶出时，则计为无动力设备通过该特征区域1次。
本方案还提供基于行驶域特征点的无动力设备里程频度推算系统，用于实现上述方法，包括：特征点布设模块、采集模块和推算模块；
所述特征点布设模块用于在指定行驶域内按照行驶路径布设特征点并预设特征点位置及相关道路信息；
所述采集模块用于采集无动力设备工作时间内途经特征点的途经信息；
所述推算模块用于基于特征点位置信息和途经信息推算出无动力设备的工作里程和工作频度。
进一步优化方案为，所述特征点包括：道路特征点或特征区域；
道路特征点的布设方法为：在指定行驶域内的道路交叉点、道路分隔点、道路终点和道路起点布设为特征点，并记录各个特征点的位置信息及预设相邻两特征点之间的路程距离；
特征区域的布设方法为：将指定行驶域划分为若干个特征区域，每个特征区域至少有一个卡口用于驶入或驶出，并预设各特征区域内的路程距离。
进一步优化方案为，所述采集模块包括无线电子标签和无线读卡设备，所述无线电子标签安装在无动力设备上，所述无线读卡设备布设在道路特征点或特征区域装设无线读卡设备用于采集途经信息。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明提供的基于行驶域特征点的无动力设备里程频度推算方法及系统，通过采集无动力设备途经道路特征点或特征区域的途经信息来推算无动力设备行驶的里程和工作频度，作为基于使用负荷的设备维修保养的参考依据；即只需要在特征点设置采集设备，可以同时采集各个设备的途经信息，无需在每个运动设备上单独装设GNSS等定位系统和远距离通讯系统，减少成本；以无动力设备本身的真实远动状态为准采集途经信息，不仅提高了设备维修保养参考依据的准确性，在牵引设备频繁更换的情况下，也不会对无动力设备的途经信息的采集造成影响；牵引设备可以任意更换。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
图1为以道路特征点为特征点的行驶轨迹示意图；
图2为以特征区域为特征点的行驶轨迹示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例提供基于行驶域特征点的无动力设备里程频度推算方法，包括：
在指定行驶域内按照行驶路径布设特征点，在特征点部署无线读卡设备，在无动力设备上安装无线电子标签，并预设特征点位置及相关道路信息；
在特征点的无线读卡设备采集途经特征点的无动力设备上的无线电子标签信息，作为无动力设备途经特征点的途经信息；
基于特征点位置信息和途经信息推算出无动力设备的工作里程和工作频度。
所述特征点包括：道路特征点或特征区域；
道路特征点的布设方法为：在指定行驶域内的道路交叉点、道路分隔点、道路终点和道路起点布设为特征点，并记录各个特征点的位置信息及预设相邻两特征点之间的路程距离；
特征区域的布设方法为：将指定行驶域划分为若干个特征区域，每个特征区域至少有一个卡口用于驶入或驶出，并预设各特征区域内的路程距离。
实施例2
本实施例以道路特征点为特征点，其途经信息包括：途经道路特征点的位置信息、时刻信息；将无线电子标签安装在无动力设备上，并在各个道路特征点装设无线读卡设备用于采集途经信息。
获取无动力车辆设备E所在的行驶区域的所有道路特征点的位置p和相邻道路特征点的路径d以及各个路径代表的里程m，形成路径分段里程表T(d,m)。道路特征点包括道路交叉点、分隔同一段道路为两段道路的分界点、道路的终点和道路的起点、路径途中出入口位置等。d为其相邻两个特征点间的里程，当E经过相邻两个特征点时，即获得两特征点间对应路段d的里程。
(1)无动力车辆设备E的行驶轨迹为G，如图1所示，在时刻t1，无动力车辆设备E途经行驶轨迹上第1个道路特征点时，无线读卡设备读取无线电子标签获取该特征点位置p1；
(2)在时刻t2，无动力车辆设备E途经行驶轨迹上第2个道路特征点时，无线读卡设备读取无线电子标签获取该特征点位置p2；
(3)计算行驶轨迹上道路特征点位置p1到道路特征点位置p2的路径d1，以及道路特征点位置p1的途经次数v1和道路特征点位置p2的途经次数v2；
(4)在时刻t3，无动力车辆设备E途经行驶轨迹上第3个道路特征点时，无线读卡设备读取无线电子标签获取该特征点位置p3；
(5)计算行驶轨迹上道路特征点位置p2到道路特征点位置p3的路径d2，以及道路特征点位置p3的途经次数v3；
(6)在时刻t4，无动力车辆设备E途经行驶轨迹上第2个道路特征点时，无线读卡设备读取无线电子标签获取该道路特征点位置p2；
(7)计算行驶轨迹上特征点位置p3到道路特征点位置p2的路径d3，以及道路特征点位置p2的途经次数v2；
(8)在时刻t5，无动力车辆设备E途经行驶轨迹上第4个道路特征点时，无线读卡设备读取无线电子标签获取该特征点位置p4；
(9)计算行驶轨迹上道路特征点位置p2到道路特征点位置p4的路径d4，以及道路特征点位置p4的途经次数v4；
(10)在时刻t6，无动力车辆设备E途经行驶轨迹上第5个道路特征点时，无线读卡设备读取无线电子标签获取该特征点位置p5；
(11)计算行驶轨迹上道路特征点位置p4到道路特征点位置p5的路径d4，以及道路特征点位置p5的途经次数v5；
......；
在时刻tn+1，无动力车辆设备E途经行驶轨迹上第n+1个道路特征点时，无线读卡设备读取无线电子标签获取该特征点位置pn+1；
计算行驶轨迹上特征点位置pn到道路特征点位置pn+1的路径dn，以及道路特征点位置pn+1的途经次数vn+1；
根据计算出来的d1，......，dn，查询路径里程表T(d,m)，获得每段路径对应的里程m1，......，mn；
累加求和可获得车辆设备在行驶轨迹G上的总里程为；
根据式
Figure BDA0003518906120000061
计算工作里程M，其中，n和k均为整数，且1≤n≤k，mn为无动力设备途经第n个道路特征点到第n+1个道路特征点之间所经过的预设路程距离；αn为第n个道路特征点的预设的权重。
根据式
Figure BDA0003518906120000062
计算工作频度F(t)，wn为第n个道路特征点的预设的权重，时间t为指定的时间段，vn为无动力设备在t时间段内途经第n个道路特征点的次数。F(t)为时间段t内无动力设备途经道路特征点的加权次数。
实施例3
本实施例以特征区域为特征点，其途经信息包括：途经特征区域的位置信息、驶入卡口、驶出卡口。将无线电子标签安装在无动力设备上，并在特征区域的各个卡口上装设无线读卡设备用于采集途经信息。
获取无动力车辆设备E所在的行驶区域的所有道路划分区域a和每个区域的卡口位置p，以及进出每个区域所代表的(路程距离)里程H，形成行驶轨迹的区域里程表T(a,H)。
本实施例中“途经”是指进入并离开指定区域的过程；当特征区域有多个卡口时，无动力设备从不同的卡口驶入和驶出时，则计为无动力设备通过该特征区域1次；当特征区域有1个卡口时，无动力设备从该卡口驶入和驶出时，则计为无动力设备通过该特征区域1次。途经区域1次,则计算1次该区域对应的(路程距离)里程。
本实施例中权重是指反应区域特征指标的重要程度的比例系数。可根据区域的不同特征指标，如途经频率指标、道路地形指标、负荷指标、设备类型指标等，分配大小不同的权重值。
车辆设备E的行驶轨迹G,如下图2所示。
(1)在时刻t1，无动力车辆设备E进入行驶轨迹上第1个特征区域a1时，无线读卡设备读取无线电子标签获取区域a1所包含的特征点位置p1；
(2)在时刻t2，无动力车辆设备E离开行驶轨迹上第1个区域a1时，无线读卡设备读取无线电子标签获取特征区域a1所包含的卡口位置p5；
(3)计算特征区域a1的途经次数y1,其中,特征区域a1中包含的行驶路径数大于等于1时,走a1内任意路径所代表的里程数均认为相等。
(4)在时刻t3，因为行驶轨迹上第2个特征区域a2只包含1个卡口位置p6，所以车辆设备E进入特征区域a2时，无线读卡设备读取无线电子标签获取特征区域a2所包含的卡口位置p6；
(5)在时刻t4，无动力车辆设备E离开行驶轨迹上第2个特征区域a2时，无线读卡设备读取无线电子标签获取特征区域a2所包含的卡口位置p6；
(6)计算特征区域a2的途经次数y2；
(7)......；
(8)在时刻ti，无动力车辆设备E进入行驶轨迹上第i个区域ai时，无线读卡设备读取无线电子标签获取区域ai所包含的特征点位置pi；
(9)在时刻ti+1，无动力车辆设备E离开行驶轨迹上第i个区域ai时，无线读卡设备读取无线电子标签获取区域ai所包含的特征点位置pi+1；
(10)计算区域ai的途经次数yi；
(11)根据计算出来的a1，......，ai，查询路径里程表T(a,H)，获得每个道路特征区域对应的里程H1，......，Hi；
(12)根据式
Figure BDA0003518906120000071
计算工作里程M，其中，i和g为整数且1≤i≤g，Hi为无动力设备途经第i个特征区域所经过的预设路程距离，βi为第i个特征区域的预设的权重；
根据式
Figure BDA0003518906120000072
计算工作频度F(t)，其中xi为第i个特征区域的预设的权重，时间t为指定的时间段，yi为无动力设备在t时间段内途经第i个特征区域的次数。F(t)为时间段t内无动力设备途经特征区域的加权次数。
无动力设备从特征区域的卡口进入和离开，则计为无动力设备途经该特征区域1次。
实施例4
基于行驶域特征点的无动力设备里程频度推算系统，包括：特征点布设模块、采集模块和推算模块；
所述特征点布设模块用于在指定行驶域内按照行驶路径布设特征点并预设特征点位置及相关道路信息；
所述采集模块用于采集无动力设备工作时间内途经特征点的途经信息；
所述推算模块用于基于特征点位置信息和途经信息推算出无动力设备的工作里程和工作频度。
所述特征点包括：道路特征点或特征区域；
道路特征点的布设方法为：在指定行驶域内的道路交叉点、道路分隔点、道路终点和道路起点布设为特征点，并记录各个特征点的位置信息及预设相邻两特征点之间的路程距离；
特征区域的布设方法为：将指定行驶域划分为若干个特征区域，每个特征区域至少有一个卡口用于驶入或驶出，并预设各特征区域内的路程距离。
所述采集模块包括无线电子标签和无线读卡设备，所述无线电子标签安装在无动力设备上，所述无线读卡设备布设在道路特征点或特征区域装设无线读卡设备用于采集车辆途经信息。
通过在车辆设备上加装无线电子标签，在道路交叉点或路径途中或设定特征区域的出入口位置设置无线读卡设备，读取分析车辆设备所经过的道路特征点和特征区域的卡口位置信息，推算车辆设备行驶的里程和工作频度；根据推算的行驶里程和工作频度，作为基于使用负荷的设备维修保养的参考依据；通过该方式，车辆设备无需GNSS等定位系统和远距离通讯，即可基于其邻近标签感应读取装置的坐标位置为其大致定位和计算其通过路段的轨迹速度和里程。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于行驶域特征点的无动力设备里程频度推算方法，其特征在于，包括：
在指定行驶域内按照行驶路径布设特征点并预设征点位置信息；
采集无动力设备工作时间内途经特征点的途经信息；
基于特征点位置信息和途经信息推算出无动力设备的工作里程和工作频度；
所述特征点包括：道路特征点或特征区域；
道路特征点的布设方法为：在指定行驶域内的道路交叉点、道路分隔点、道路终点和道路起点布设特征点，并记录各个特征点的位置信息及预设相邻两特征点之间的路程距离；
特征区域的布设方法为：将指定行驶域划分为若干个特征区域，每个特征区域至少有一个卡口用于驶入或驶出，并预设各特征区域内的路程距离；
当特征点为道路特征点时，途经信息包括：途经道路特征点的位置信息、时刻信息；
当特征点为特征区域时，途经信息包括：途经特征区域的位置信息、时刻信息、驶入卡口、驶出卡口
当特征点为道路特征点时，
根据式
Figure FDA0003902126550000011
计算工作里程M，其中，n和k均为整数，且1≤n≤k，mn为无动力设备途经第n个道路特征点到第n+1个道路特征点之间所经过的预设路程距离；αn为第n个道路特征点的预设的权重；
根据式
Figure FDA0003902126550000012
计算工作频度F，wn为第n个道路特征点的预设的权重，时间t为指定的时间段，vn为无动力设备在t时间段内途经第n个道路特征点的次数；F(t)为时间段t内无动力设备途经道路特征点的加权次数；
当特征点为特征区域时，
根据式
Figure FDA0003902126550000013
计算工作里程M，其中，i和g为整数且1≤i≤g，Hi为无动力设备途经第i个特征区域所经过的预设路程距离，βi为第i个特征区域的预设的权重；
根据式
Figure FDA0003902126550000014
计算工作频度F(t)，其中xi为第i个特征区域的预设的权重，时间t为指定的时间段，yi为无动力设备在t时间段内途经第i个特征区域的次数；F(t)为时间段t内无动力设备途经特征区域的加权次数。
2.根据权利要求1所述的基于行驶域特征点的无动力设备里程频度推算方法，其特征在于，将无线电子标签安装在无动力设备上，并在道路特征点或特征区域装设无线读卡设备用于采集途经信息。
3.根据权利要求1所述的基于行驶域特征点的无动力设备里程频度推算方法，其特征在于；
当特征区域有多个卡口时，无动力设备从不同的卡口驶入和驶出时，则计为无动力设备通过该特征区域1次；当特征区域有1个卡口时，无动力设备从该卡口驶入和驶出时，则计为无动力设备通过该特征区域1次。
4.基于行驶域特征点的无动力设备里程频度推算系统，用于实现权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，包括：特征点布设模块、采集模块和推算模块；
所述特征点布设模块用于在指定行驶域内按照行驶路径布设特征点并预设特征点位置及相关道路信息；
所述采集模块用于采集无动力设备工作时间内途经特征点的途经信息；
所述推算模块用于基于特征点位置信息和途经信息推算出无动力设备的工作里程和工作频度。
5.根据权利要求4所述的基于行驶域特征点的无动力设备里程频度推算系统，其特征在于，所述特征点包括：道路特征点或特征区域；
道路特征点的布设方法为：在指定行驶域内的道路交叉点、道路分隔点、道路终点和道路起点布设为特征点，并记录各个特征点的位置信息及预设相邻两特征点之间的路程距离；
特征区域的布设方法为：将指定行驶域划分为若干个特征区域，每个特征区域至少有一个卡口用于驶入或驶出，并预设各特征区域内的路程距离。
6.根据权利要求5所述的基于行驶域特征点的无动力设备里程频度推算系统，其特征在于，所述采集模块包括无线电子标签和无线读卡设备，所述无线电子标签安装在无动力设备上，所述无线读卡设备布设在道路特征点或特征区域出入位置装设无线读卡设备用于采集途经信息。
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