CN115952988A - 一种基于数据交互的公交车智能管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及公交管理领域，公开了一种基于数据交互的公交车智能管理系统，本发明将海量的公交数据分解成多个子任务，并按照一定的顺序给子任务分配空闲计算节点，降低计算机的CPU和内存消耗，提高数据处理效率；本发明根据端电压的变化情况判断出电池是否存在故障，降低公交车的运行危险性，同时维修人员可以根据判断结果，提前给出维修方案，提高维修效率，同时还对电池电动势进行管理，判断电池组内所有单体电池是否满足要求，是否出现故障；本发明通过获取不同路况上驾驶员注视点在同一区域的注视时长和驾驶员在时间T内眨眼的次数和每次眨眼的时间判断驾驶员是否处于分心状态和疲劳驾驶状态。
Description
技术领域
本发明涉及公交管理领域，具体涉及一种基于数据交互的公交车智能管理系统。
背景技术
公交车是最为普遍的一种大众运输工具，城市化和机动化的发展，使城市人口和地域不断增加，对公共交通的需求相应快速增长，要求公共交通企业投入更多的公交车，公交车大多是为了满足基层人民上下班的交通工具价格低廉为百姓上班族创建了良好的交通工具。
随着公交车的大量投放，对公交车的管理系统尤为重要，现有的公交车智能管理系统，大都是处在路线调度，到站时间管理，对公交车行驶的动力管控不够，现在的公交车大都是新能源汽车，对新能源汽车的电池管理很有必要，而且，公交车载驾驶过程中，对驾驶员的行为管理也很重要，现有公交管理系统，大都是通过普通摄像监管驾驶员，对驾驶员的分心状态和疲劳状态无法进行很好的监控。
同时，公交的使用过程中，会产生海量的数据，会导致这些数据处理起来会耗费很多时间，现有的公交数据处理过程往往被计算机的CPU、内存等资源所限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于数据交互的公交车智能管理系统，解决上述技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于数据交互的公交车智能管理系统，包括
数据采集模块，用于实时采集公交运行中的实时数据，对数据进行缓存，然后再将数据送到目的地，当数据传送成功后，删除缓存数据；
数据预处理模块，用于对公交数据进行分析处理，通过将大数据分解成小数据块，分配给不同的处理节点，完成数据预处理；
电池管理模块，用于监测电池充放电过程中的端电压和开路电压，判断电池是否存在故障；
广告管理模块，包括客户端、管理端和显示端，用于收集并投放多媒体广告；
驾驶员行为管理模块：用于监测驾驶员是否存在异常行为。
作为本发明方案的进一步描述，所述数据预处理模块的具体工作过程为：
第一步，根据参数提供的地址将目标地址上的数据作为输入数据，并对数据按数据类型完成切分，交由不同的计算机节点去执行；
第二步，主程序根据各个工作节点的状态，将需要被执行的数据处理任务交给其中空闲的工作节点去执行；
第三步，将第一步拆分后的数据块作为输入，并对其分析后输出中间结果存储在内存中；
第四步，将第三步产生的中间结果按照时间顺序依次写入硬盘中，根据时间写入顺序产生优先级，并利用分区函数将硬盘分成m块，每块存储不同的中间结果，主控制程序会接收到所有中间结果的位置信息；
第五步，主控制程序遍历所有的计算机节点，当有空闲节点时，空闲节点立马会向主控制程序索取任务，主控制程序根据中间结果写入顺序的优先级，将优先级高的任务位置信息发给空闲节点；
第六步，空闲节点根据第五步获取的位置信息读取该位置信息的任务要求，空闲节点根据自身能力确定是否满足任务需求，若满足则把自己的网络地址发送给主控制程序，主控制程序会把待处理中间结果的网络地址加入到该空闲节点，若不满足，则反馈主程序，主程序会根据优先级顺序，将下一个任务位置信息发给该空闲节点，同时，当前任务优先级顺延至下一个；
最后，数据预处理模块作业全部执行完毕后，主控制程序会唤醒用户应用程序。
通过上述技术方案，本发明将海量的公交数据分解成多个子任务，并按照一定的顺序给子任务分配空闲计算节点，降低计算机的CPU和内存消耗，提高数据处理效率。
作为本发明方案的进一步描述，所述电池管理模块包括多个监测单元，分别布置在所有单体电池的正负极，每个监测单元包括车载采集端和后台接受端，所述车载采集端采用带有屏蔽外壳的设备，使用外接电源，且外接电源连接调压和稳压电路。
作为本发明方案的进一步描述，所述电池管理模块在电池放电时具体工作过程为：
获取电池工作放电过程中一段时间内所有单体电池端电压数据集；
将获取的放电过程中所有单体电池端电压数据集通过数据预处理后分别生成随时间变化的曲线X(U1)、X(U2)…X(Un)；
观察曲线X(U1)、X(U2)…X(Un)，若在很短的时间内，X(U1)、X(U2)…X(Un)任何一条曲线，呈现很大的下降趋势，则此单体电池极性颠倒；
分别对X(U1)、X(U2)…X(Un)进行二次求导，获得所有单体电压的二次导数X″(U1)、X″(U2)…X″(Un)；
当电池处于放电过程中X″(U1)、X″(U2)…X″(Un)始终大于0，若X″(U1)、X″(U2)…X″(Un)出现小于0的情况则说明该单体蓄电池有故障。
作为本发明方案的进一步描述，所述电池管理模块在电池放电时具体工作过程为：
获取电池工作充电过程中一段时间内所有单体电池端电压数据集；
将获取的所有单体充电过程中电池端电压数据集通过数据预处理后分别生成随时间变化的曲线Y(U1)、Y(U2)…Y(Un)；
观察曲线Y(U1)、Y(U2)…Y(Un)，当发现某单体电池端电压达到给定值时，其他的单体电池已经过充，或者，该单体电池端电压始终达不到给定值时，则该单体电池存在内部短路现象。
作为本发明方案的进一步描述，所述电池管理模块对电池电动势检查的过程为：
获取所有单体电池的开路电压，即电动势E1、E2…En；
求取所有单体电池的平均电动势
将
与阈值E0、Ek比较，若
接近于0，则说明所有单体电动势正常；
若
大于E0，则说明这个单体电池不适于在这个电池组工作；
若
大于Ek，则说明这个单体电池存在故障。
通过上述技术方案，本发明分别对公交车电池组所有单体电池在充放电过程中端电压进行监测，根据端电压的变化情况判断出电池是否存在故障，降低公交车的运行危险性，同时维修人员可以根据判断结果，提前给出维修方案，提高维修效率，同时还对电池电动势进行管理，判断电池组内所有单体电池是否满足要求，是否出现故障。
作为本发明方案的进一步描述，所述驾驶员行为管理模块包括驾驶员分心驾驶管理单元和驾驶员疲劳驾驶管理单元；
所述驾驶员分心驾驶管理单元的工作方式为：
获取公交车行驶时一段时间内的速度集；
将获取的公交车行驶时一段时间内的速度集通过数据预处理后获得平局速度
和最高速度Vmax；
若
小于30公里每小时，Vmax小于50公里每小时，则说明公交车行驶在城市道路，否则，公交车行驶在公路上；
获取驾驶员注视点在同一区域的注视时长t；
比较t与阈值t0和t1：
若公交车行驶在城市道路上，t大于等于t0则驾驶员处于分心状态；
若公交车行驶在公路上，t大于等于t1则驾驶员处于分心状态。
通过上述技术方案，本发明通过先判断公交车行驶在何种路况上，然后根据不同路况上驾驶员注视点在同一区域的注视时长判断驾驶员是否处于分心状态。
作为本发明方案的进一步描述，所述驾驶员疲劳驾驶管理单元的工作方式为：
获取驾驶员在时间T内眨眼的次数，并获取每次眨眼的时间T0、T1…Tn，通过数据预处理后，获得驾驶员在时间T内每次眨眼的平均时间
比较
与阈值Tk，若T大于Tk则说明驾驶员处于分心驾驶状态。
通过上述技术方案，本发明通过获取驾驶员在时间T内眨眼的次数和每次眨眼的时间，得到驾驶员在时间T内每次眨眼的平均时间，根据平均时间判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态。
本发明的有益效果：
1、本发明将海量的公交数据分解成多个子任务，并按照一定的顺序给子任务分配空闲计算节点，降低计算机的CPU和内存消耗，提高数据处理效率。
2、本发明分别对公交车电池组所有单体电池在充放电过程中端电压进行监测，根据端电压的变化情况判断出电池是否存在故障，降低公交车的运行危险性，同时维修人员可以根据判断结果，提前给出维修方案，提高维修效率，同时还对电池电动势进行管理，判断电池组内所有单体电池是否满足要求，是否出现故障。
3、本发明通过先判断公交车行驶在何种路况上，然后根据不同路况上驾驶员注视点在同一区域的注视时长判断驾驶员是否处于分心状态。
4、本发明通过获取驾驶员在时间T内眨眼的次数和每次眨眼的时间，得到驾驶员在时间T内每次眨眼的平均时间，根据平均时间判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明提供的基于数据交互的公交车智能管理系统的结构示意图。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明为一种基于数据交互的公交车智能管理系统，包括
数据采集模块，用于实时采集公交运行中的实时数据，对数据进行缓存，然后再将数据送到目的地，当数据传送成功后，删除缓存数据；
数据预处理模块，用于对公交数据进行分析处理，通过将大数据分解成小数据块，分配给不同的处理节点，完成数据预处理；
电池管理模块，用于监测电池充放电过程中的端电压和开路电压，判断电池是否存在故障；
广告管理模块，包括客户端、管理端和显示端，所述客户端用于收集并整理客户提供的广告信息；
所述管理端用于制定发布管理计划，并进行相应的指令实施，同时依据广告发布管理规则对广告信息进行适应性调整，实现广告的智能发布管理；
所述显示端用于接收管理端发送的广告指令，并按计划播放和发布。
驾驶员行为管理模块：用于监测驾驶员是否存在异常行为。
所述数据预处理模块的具体工作过程为：
第一步，根据参数提供的地址将目标地址上的数据作为输入数据，并对数据按数据类型完成切分，交由不同的计算机节点去执行；
第二步，主程序根据各个工作节点的状态，将需要被执行的数据处理任务交给其中空闲的工作节点去执行；
第三步，将第一步拆分后的数据块作为输入，并对其分析后输出中间结果存储在内存中；
第四步，将第三步产生的中间结果按照时间顺序依次写入硬盘中，根据时间写入顺序产生优先级，并利用分区函数将硬盘分成m块，每块存储不同的中间结果，主控制程序会接收到所有中间结果的位置信息；
第五步，主控制程序遍历所有的计算机节点，当有空闲节点时，空闲节点立马会向主控制程序索取任务，主控制程序根据中间结果写入顺序的优先级，将优先级高的任务位置信息发给空闲节点；
第六步，空闲节点根据第五步获取的位置信息读取该位置信息的任务要求，空闲节点根据自身能力确定是否满足任务需求，若满足则把自己的网络地址发送给主控制程序，主控制程序会把待处理中间结果的网络地址加入到该空闲节点，若不满足，则反馈主程序，主程序会根据优先级顺序，将下一个任务位置信息发给该空闲节点，同时，当前任务优先级顺延至下一个；
最后，数据预处理模块作业全部执行完毕后，主控制程序会唤醒用户应用程序。
通过上述技术方案，本发明将海量的公交数据分解成多个子任务，并按照一定的顺序给子任务分配空闲计算节点，降低计算机的CPU和内存消耗，提高数据处理效率。
所述电池管理模块包括多个监测单元，分别布置在所有单体电池的正负极，每个监测单元包括车载采集端和后台接受端，所述车载采集端采用带有屏蔽外壳的设备，使用外接电源，且外接电源连接调压和稳压电路。
所述电池管理模块在电池放电时具体工作过程为：
获取电池工作放电过程中一段时间内所有单体电池端电压数据集；
将获取的放电过程中所有单体电池端电压数据集通过数据预处理后分别生成随时间变化的曲线X(U1)、X(U2)…X(Un)；
观察曲线X(U1)、X(U2)…X(Un)，若在很短的时间内，X(U1)、X(U2)…X(Un)任何一条曲线，呈现很大的下降趋势，则此单体电池极性颠倒；
分别对X(U1)、X(U2)…X(Un)进行二次求导，获得所有单体电压的二次导数X″(U1)、X″(U2)…X″(Un)；
当电池处于放电过程中X″(U1)、X″(U2)…X″(Un)始终大于0，若X″(U1)、X″(U2)…X″(Un)出现小于0的情况则说明该单体蓄电池有故障。
所述电池管理模块在电池放电时具体工作过程为：
获取电池工作充电过程中一段时间内所有单体电池端电压数据集；
将获取的所有单体充电过程中电池端电压数据集通过数据预处理后分别生成随时间变化的曲线Y(U1)、Y(U2)…Y(Un)；
观察曲线Y(U1)、Y(U2)…Y(Un)，当发现某单体电池端电压达到给定值时，其他的单体电池已经过充，或者，该单体电池端电压始终达不到给定值时，则该单体电池存在内部短路现象。
所述电池管理模块对电池电动势检查的过程为：
获取所有单体电池的开路电压，即电动势E1、E2…En；
求取所有单体电池的平均电动势
将
与阈值E0、Ek比较，若
接近于0，则说明所有单体电动势正常；
若
大于E0，则说明这个单体电池不适于在这个电池组工作；
若
大于Ek，则说明这个单体电池存在故障。
通过上述技术方案，本发明分别对公交车电池组所有单体电池在充放电过程中端电压进行监测，根据端电压的变化情况判断出电池是否存在故障，降低公交车的运行危险性，同时维修人员可以根据判断结果，提前给出维修方案，提高维修效率，同时还对电池电动势进行管理，判断电池组内所有单体电池是否满足要求，是否出现故障。
所述驾驶员行为管理模块包括驾驶员分心驾驶管理单元和驾驶员疲劳驾驶管理单元；
所述驾驶员分心驾驶管理单元的工作方式为：
获取公交车行驶时一段时间内的速度集；
将获取的公交车行驶时一段时间内的速度集通过数据预处理后获得平局速度
和最高速度Vmax；
若
小于30公里每小时，Vmax小于50公里每小时，则说明公交车行驶在城市道路，否则，公交车行驶在公路上；
获取驾驶员注视点在同一区域的注视时长t；
比较t与阈值t0和t1：
若公交车行驶在城市道路上，t大于等于t0则驾驶员处于分心状态；
若公交车行驶在公路上，t大于等于t1则驾驶员处于分心状态。
通过上述技术方案，本发明通过先判断公交车行驶在何种路况上，然后根据不同路况上驾驶员注视点在同一区域的注视时长判断驾驶员是否处于分心状态。
所述驾驶员疲劳驾驶管理单元的工作方式为：
获取驾驶员在时间T内眨眼的次数，并获取每次眨眼的时间T0、T1…Tn，通过数据预处理后，获得驾驶员在时间T内每次眨眼的平均时间
比较
与阈值Tk，若T大于Tk则说明驾驶员处于分心驾驶状态。
通过上述技术方案，本发明通过获取驾驶员在时间T内眨眼的次数和每次眨眼的时间，得到驾驶员在时间T内每次眨眼的平均时间，根据平均时间判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.一种基于数据交互的公交车智能管理系统，其特征在于，包括
数据采集模块，用于实时采集公交运行中的实时数据，对数据进行缓存，然后再将数据送到目的地，当数据传送成功后，删除缓存数据；
数据预处理模块，用于对公交数据进行分析处理，通过将大数据分解成小数据块，分配给不同的处理节点，完成数据预处理；
电池管理模块，用于监测电池充放电过程中的端电压和开路电压，判断电池是否存在故障；
广告管理模块，包括客户端、管理端和显示端，用于收集并投放多媒体广告；
驾驶员行为管理模块，用于监测驾驶员是否存在异常行为。
2.根据权利要求1所述的一种基于数据交互的公交车智能管理系统，其特征在于，所述数据预处理模块的具体工作过程为：
第一步，根据参数提供的地址将目标地址上的数据作为输入数据，并对数据按数据类型完成切分，交由不同的计算机节点去执行；
第二步，主程序根据各个工作节点的状态，将需要被执行的数据处理任务交给其中空闲的工作节点去执行；
第三步，将第一步拆分后的数据块作为输入，并对其分析后输出中间结果存储在内存中；
第四步，将第三步产生的中间结果按照时间顺序依次写入硬盘中，根据时间写入顺序产生优先级，并利用分区函数将硬盘分成m块，每块存储不同的中间结果，主控制程序会接收到所有中间结果的位置信息；
第五步，主控制程序遍历所有的计算机节点，当有空闲节点时，空闲节点立马会向主控制程序索取任务，主控制程序根据中间结果写入顺序的优先级，将优先级高的任务位置信息发给空闲节点；
第六步，空闲节点根据第五步获取的位置信息读取该位置信息的任务要求，空闲节点根据自身能力确定是否满足任务需求，若满足则把自己的网络地址发送给主控制程序，主控制程序会把待处理中间结果的网络地址加入到该空闲节点，若不满足，则反馈主程序，主程序会根据优先级顺序，将下一个任务位置信息发该空闲节点，同时，当前任务优先级顺延至下一个；
最后，数据预处理模块作业全部执行完毕后，主控制程序会唤醒用户应用程序。
3.根据权利要求1所述的一种基于数据交互的公交车智能管理系统，其特征在于，所述电池管理模块包括多个监测单元，分别布置在所有单体电池的正负极，每个监测单元包括车载采集端和后台接受端，所述车载采集端采用带有屏蔽外壳的设备，使用外接电源，且外接电源连接调压和稳压电路。
4.根据权利要求3所述的一种基于数据交互的公交车智能管理系统，其特征在于，所述电池管理模块在电池放电时具体工作过程为：
获取电池工作放电过程中一段时间内所有单体电池端电压数据集；
将获取的放电过程中所有单体电池端电压数据集通过数据预处理后分别生成随时间变化的曲线X(U1)、X(U2)…X(Un)；
观察曲线X(U1)、X(U2)…X(Un)，若在很短的时间内，X(U1)、X(U2)…X(Un)任何一条曲线，呈现很大的下降趋势，则此单体电池极性颠倒；
分别对X(U1)、X(U2)…X(Un)进行二次求导，获得所有单体电压的二次导数X″(U1)、X″(U2)…X″(Un)；
当电池处于放电过程中X″(U1)、X″(U2)…X″(Un)始终大于0，若X″(U1)、X″(U2)…X″(Un)出现小于0的情况则说明该单体蓄电池有故障。
5.根据权利要求1所述的一种基于数据交互的公交车智能管理系统，其特征在于，所述电池管理模块在电池放电时具体工作过程为：
获取电池工作充电过程中一段时间内所有单体电池端电压数据集；
将获取的所有单体充电过程中电池端电压数据集通过数据预处理后分别生成随时间变化的曲线Y(U1)、Y(U2)…Y(Un)；
观察曲线Y(U1)、Y(U2)…Y(Un)，当发现某单体电池端电压达到给定值时，其他的单体电池已经过充，或者，该单体电池端电压始终达不到给定值时，则该单体电池存在内部短路现象。
6.根据权利要3所述的一种基于数据交互的公交车智能管理系统，其特征在于，所述电池管理模块对电池电动势检查的过程为：
获取所有单体电池的开路电压，即电动势E1、E2…En；
求取所有单体电池的平均电动势
将
与阈值E0、Ek比较，若
接近于0，则说明所有单体电动势正常；
若
大于E0，则说明这个单体电池不适于在这个电池组工作；
若
大于Ek，则说明这个单体电池存在故障。
7.根据权利要求2所述的一种基于数据交互的公交车智能管理系统，其特征在于，所述驾驶员行为管理模块包括驾驶员分心驾驶管理单元和驾驶员疲劳驾驶管理单元；
所述驾驶员分心驾驶管理单元的工作方式为：
获取公交车行驶时一段时间内的速度集；
将获取的公交车行驶时一段时间内的速度集通过数据预处理后获得平局速度
和最高速度Vmax；
若
小于30公里每小时，Vmax小于50公里每小时，则说明公交车行驶在城市道路，否则，公交车行驶在公路上；
获取驾驶员注视点在同一区域的注视时长t；
比较t与阈值t0和t1：
若公交车行驶在城市道路上，t大于等于t0则驾驶员处于分心状态；
若公交车行驶在公路上，t大于等于t1则驾驶员处于分心状态。
8.根据权利要求7所述的一种基于数据交互的公交车智能管理系统，其特征在于，所述驾驶员疲劳驾驶管理单元的工作方式为：
获取驾驶员在时间T内眨眼的次数，并获取每次眨眼的时间T0、T1…Tn，通过数据预处理后，获得驾驶员在时间T内每次眨眼的平均时间
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与阈值Tk，若T大于Tk则说明驾驶员处于疲劳驾驶状态。
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