CN116978200A - 一种针对高速违法车辆进行监控和预警的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种针对高速违法车辆进行监控和预警的方法和系统，通过在各监测点分别配置探测组件，基于各探测组件与控制器构建形成监控区域关系网对经过车辆的驾驶行为进行监控和识别；根据各监测点的第一信号构建目标车辆的监测数据集，根据所述监测数据集计算得到对应目标车辆的运动数据，根据所述目标车辆的运动数据确定其是否存在异常行为，基于所述异常行为的数据信息生成预警信息，远程管理终端基于所述预警信息生成提示信息下发至目标车辆对应的户主的移动终端。本发明能够智能地对高速违法行为进行监控和预警，及时提示驾驶员安全驾驶和有关人员的监管拦截或者救援任务，确保行车安全、道路畅通，避免人身和财产损失。
Description
技术领域
本发明涉及高速公路安全管理的技术领域，尤其涉及一种针对高速违法车辆进行监控和预警的方法和系统。
背景技术
高速公路是专供汽车高速行驶的公路，其是全封闭、全立交的道路，且高速公路的路况复杂，通常包括隧道、桥梁、山路、弯道、上坡道、下坡道等路况，由于在高速公路上运行的车辆行驶速度快、车流量大，再加上突发或者恶劣天气状况的影响，尤其是一些驾驶员存在违法违规驾驶行为，极易导致事故频发。目前对交通事故的预防仅通过设置固定的警示标语等进行被动预防，缺少通过高速公路有效的监测手段。
对于车辆违法违规驾驶行为，主要是通过行政处罚的方式对驾驶员进行事后处罚，没有预警提示装置或移动客户端在车辆违法违规时及时提醒驾驶员禁止在高速公路上做出有关危险行为，无法有效制止交通事故的持续发生和有针对性的对有关违法车辆进行有效拦截。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种针对高速违法车辆进行监控和预警的方法和系统，能够智能地对高速违法行为进行监控和预警，及时提示驾驶员安全驾驶和有关人员执行监管拦截或者救援任务，确保行车安全、道路畅通，避免人身和财产损失。
第一方面，本发明提供了一种针对高速违法车辆进行监控和预警的方法，包括：
根据高速公路路况确定监控路段，并在所述监控路段上依次布设若干监测点，各监测点分别设置在包括起始卡口和终点卡口在内的、起始卡口和终点卡口之间；
在各监测点分别配置探测组件，并且基于各探测组件与控制器构建形成监控区域关系网，所述监控区域关系网用于对经过车辆的驾驶行为进行监控和识别；当车辆经过所述探测组件时，所述探测组件产生第一信号并且将所述第一信号发送给控制器；
所述控制器根据所述第一信号构建目标车辆的监测数据集，所述监测数据集包括监测点信息、时间信息、第一信号；
根据所述监测数据集计算得到对应目标车辆的运动数据，其中，所述运动数据包括车辆匹配信息、平均速度、瞬时车速、移动轨迹和跟车信息；
根据所述目标车辆的运动数据确定其是否存在异常行为，包括：
根据所述车辆匹配信息，确定目标车辆的ETC设备对应的车辆信息与实际车辆信息是否匹配一致，如果不一致，确定为ETC违规使用行为或者套牌行为；
根据所述瞬时车速和平均速度是否超过当前监控路段规定的最高速度阈值，确定为目标车辆是否存在违法超速行为；
根据所述瞬时车速和平均速度是否小于当前监控路段规定的最低速度阈值，确定所述目标车辆是否为违法低速行驶或者违停；
若上一监测点监测到目标车辆经过且下一监测点未在规定时间内监测到目标车辆经过时，则判定所述目标车辆存在故障或者事故；
根据所述移动轨迹确定目标车辆是否存在违法变道行为；
若所述目标车辆的瞬时速度大于第一阈值且所述目标车辆与前车车辆之间的跟车距离小于第二阈值，则判定所述跟车距离太近，存在潜在事故危险；
基于所述异常行为的数据信息生成预警信息，并将所述预警信息依次经过光纤收发组件、交换机和路由器发送至服务器进行存储；
服务器接收所述预警信息并进行存储，远程管理终端接收服务器发送的所述预警信息并且基于所述预警信息生成提示信息下发至目标车辆对应的户主的移动终端。
可选的，其中，所述探测组件包括探测线圈、车辆识别单元、雷达；其中所述探测线圈和车辆识别单元用于识别和确认车辆信息，所述雷达用于测量车辆的瞬时速度；
所述根据所述车辆匹配信息，确定目标车辆的ETC设备对应的车辆信息与实际车辆信息是否匹配一致，如果不一致确定为车辆违法行为，包括：
当目标车辆进入起始卡口时，预埋在车道下方的探测线圈感应到车辆时，将感应信号发送至路边单元同时触发车辆识别单元工作，所述路边单元与车载电子标签进行信息交互后，读取服务器数据库中预存的车辆信息，所述车辆识别单元识别目标车辆的车型信息和车牌信息，控制器将所述车型信息和车牌信息与所述预存的车辆信息进行匹配比对，如果比对一致，则完成目标车辆的识别；如果比对不一致，则生成针对所述目标车辆的预警信息。
可选的，其中，所述车辆识别单元包括监控摄像头，所述监控摄像头拍摄目标车辆的图像，将所述图像经过光纤收发组件、交换机和路由器发送至服务器进行存储，所述服务器提取所述图像的图像信息，并且根据所述图像信息识别目标车辆的车型信息和车牌信息。
可选的，其中，根据所述远程管理终端显示的所述预警信息以及监测点探测组件上传的图像进行预警行为的人工二次确认，有关人员根据确认后的预警行为情况执行拦截或者提供救援任务。
可选的，其中，根据各监测点的探测线圈收集的车流量数据，计算该监控路段的交通流量、平均车速、拥堵状态、车辆密度状态，所述服务器基于所述交通流量、平均车速、拥堵状态、车辆密度状态和相应的历史数据进行比较，比较结果表明该监控路段存在异常，则生成预警信息并发送至所述远程管理终端，提示相关人员进行交通疏导和实时监控。
可选的，其中，所述根据高速路况确定监控路段，包括：根据高速路况的事故易发或者多发的路段确定为监控路段，其中，通过高速路况的道路条件确定为事故易发的监控路段；通过高速路况的交通条件确定为事故多发的监控路段包括：
将高速路段划分为K个路段区间；
计算所述高速路段第j个路段区间n年发生的交通事故频次Mj，
，其中，i=1,2,3,……n；j=1,2,3,……K，
对所述事故频次排序或者基于阈值判断原则，将交通事故频次多的路段区间确定为事故多发的路段Sd，
。
可选的，其中，各监测点还包括气象监测接收单元，用于实时监测监测点的气象信息或者接收远程发布的气象信息，当所述气象监测接收单元获取到所述监控路段当前或者未来时段出现异常气象，计算所述异常气象条件下所述目标车辆对应的驾驶行为的危险程度，并且基于所述危险程度生成预警信息，所述远程管理终端实时发布气象信息、限速信息和所述预警信息。
可选的，其中，所述探测组件还包括加速度测量单元，所述加速度测量单元测量目标车辆的加速度信息，所述雷达用于测量车辆的瞬时速度，然后通过如下计算公式计算得到所述目标车辆对应的驾驶行为的危险程度Y，
；
其中，[0，ti]为目标车辆发生危险驾驶行为的时间段，i为发生危险驾驶行为的时刻，a和vi分别表示[0，ti]内的测量的加速度和速度，A为加速度阈值，表示目标车辆所在当前监控路段的平均车速。优选地，在一些实施例中设定A为3m/s2。
将所述危险程度Y和第三阈值进行比较，若所述危险程度Y大于所述第三阈值，则生成针对所述目标车辆的预警信息。
第二方面，本发明提供了一种针对高速违法车辆进行监控和预警的系统，包括：
探测组件，配置在若干个监测点，根据高速公路路况确定监控路段，并将所述若干监测点依次布设在所述监控路段上且分别位于包括起始卡口和终点卡口在内的、起始卡口和终点卡口之间；
监控区域关系网，基于所述探测组件与控制器构建形成，用于对经过车辆的驾驶行为进行监控和识别；当车辆经过所述探测组件时，所述探测组件产生第一信号；
数据存储模块，用于存储所述控制器根据所述第一信号构建的目标车辆的监测数据集，所述监测数据集包括监测点信息、时间信息、所述第一信号；
计算模块，用于根据所述监测数据集计算得到对应目标车辆的运动数据，其中，所述运动数据包括车辆匹配信息、平均速度、瞬时车速、移动轨迹和跟车信息；
异常行为确定模块，用于根据所述目标车辆的运动数据确定其是否存在异常行为，包括：
根据所述车辆匹配信息，确定目标车辆的ETC设备对应的车辆信息与实际车辆信息是否匹配一致，如果不一致，确定为ETC违规使用行为或者套牌行为；
根据所述瞬时车速和平均速度是否超过当前监控路段规定的最高速度阈值，确定为目标车辆是否存在违法超速行为；
根据所述瞬时车速和平均速度是否小于当前监控路段规定的最低速度阈值，确定所述目标车辆是否为违法低速行驶或者违停；
若上一监测点监测到目标车辆经过且下一监测点未在规定时间内监测到目标车辆经过时，则判定所述目标车辆存在故障或者事故；
根据所述移动轨迹确定目标车辆是否存在违法变道行为；
若所述目标车辆的瞬时速度大于第一阈值且所述目标车辆与前车车辆之间的跟车距离小于第二阈值，则判定所述目标车辆跟车距离太近，存在潜在事故危险；
预警信息生成模块，用于基于所述异常行为的数据信息生成预警信息；
传输模块，包括光纤收发组件、交换机和路由器，连接于控制器与服务器之间，用于传输所述预警信息；
服务器，用于接收所述传输模块传输的所述预警信息并进行存储；
远程管理终端，用于接收并显示由所述服务器发送的所述预警信息，并且基于所述预警信息生成提示信息下发至目标车辆对应的户主的移动终端。
第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括处理器、存储器、通信总线以及通信接口，还可以包括存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，计算机程序执行实现如第一方面所述的一种针对高速违法车辆进行监控和预警的方法。
与现有技术相比，本发明取得了以下技术效果：能够智能地对高速违法行为进行监控和预警，及时提示驾驶员安全驾驶和有关人员执行监管拦截或者救援任务，确保行车安全、道路畅通，避免人身和财产损失。同时考虑了天气气象因素，能够应对突发异常气象条件下的高速公路环境进行预警同时智能监测驾驶员的危险驾驶行为并进行预警，提高了高速公路运行的安全性、可靠性；此外，通过监测各监测点之间的交通流量、平均车速、拥堵状态、车辆密度状态，如出现异常，则立即生成预警信息并发送至所述远程管理终端，提示相关人员进行交通疏导和实时监控，降低了拥堵发生、且为处理高速事故节约了时间。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种针对高速违法车辆进行监控和预警的方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种针对高速违法车辆进行监控和预警的系统的模块示意图；
图3为本发明实施例提供的电子设备的示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明一实施例提供了一种针对高速违法车辆进行监控和预警的方法，包括：
S110：根据高速公路路况确定监控路段，并在所述监控路段上依次布设若干监测点，各监测点分别设置在包括起始卡口和终点卡口在内的、起始卡口和终点卡口之间；
可选地，在一些实施例中，例如将监测点设置在弯道、桥梁、坡道、隧道等事故易发和多发位置处，对各监测点的违法行为和交通车流量进行监控，对车辆违法行为进行监控和预警，有效降低事故发生和疏导交通。
S120：在各监测点分别配置探测组件，并且基于各探测组件与控制器构建形成监控区域关系网，所述监控区域关系网用于对经过车辆的驾驶行为进行监控和识别；当车辆经过所述探测组件时，所述探测组件产生第一信号并且将所述第一信号发送给控制器；
例如将某高速监控路段的含有实线的双车道选定为监控路段，在该监控路段上的各监测点均布设2个探测组件，用于探测在该路段内的车辆是否存在超速、慢速、违停或者违规变道等行为；上述例子只是一个示例性的说明，并不局限于此，当然根据实际需要也可以设置为在每个监测点均设置1个或者多个探测组件。
可选的，在一些实施例中，所述探测组件包括探测线圈、车辆识别单元、雷达；其中所述探测线圈和车辆识别单元用于识别和确认车辆信息，所述雷达用于测量车辆的瞬时速度；所述探测组件探测到的所述第一信号包括由探测线圈、车辆识别单元、雷达等同步测量的多个探测信号数值。
S130：所述控制器根据所述第一信号构建目标车辆的监测数据集，所述监测数据集包括监测点信息、时间信息、第一信号；
其中，监测点信息包括各监测点的标识和位置信息，用于确定监控路段以及各监测点之间的距离，时间信息表示的是在各监测点探测到目标车辆时的时刻，即目标车辆到达各监测点的时间；所述第一信号包含了探测组件的探测信息包括图像信息、车辆车载标签信息、车速信息等。
S140：根据所述监测数据集计算得到对应目标车辆的运动数据，其中，所述运动数据包括车辆匹配信息、平均速度、瞬时车速、移动轨迹和跟车信息；
可选的，在一实施例中，所述探测线圈和车辆识别单元用于识别和确认车辆信息，所述雷达用于测量车辆的瞬时速度；所述根据所述车辆匹配信息，确定目标车辆的ETC设备对应的车辆信息与实际车辆信息是否匹配一致，如果不一致确定为车辆违法行为，包括：
当目标车辆进入起始卡口时，预埋在车道下方的探测线圈感应到车辆时，将感应信号发送至路边单元同时触发车辆识别单元工作，所述路边单元与车载电子标签进行信息交互后，读取服务器数据库中预存的车辆信息，所述车辆识别单元识别目标车辆的车型信息和车牌信息，控制器将所述车型信息和车牌信息与所述预存的车辆信息进行匹配比对，如果比对一致，则完成目标车辆的识别；如果比对不一致，则生成针对所述目标车辆的预警信息。
另外，利用相邻监测点的探测组件探测到目标车辆的时间信息以及相邻监测点之间的距离能够计算出该区间内的平均速度；利用雷达可以测量出目标车辆的瞬时车速和跟车信息（包括目标车辆和前车之间的距离和各自的速度信息等）；利用布设于不同车道上的探测组件或者利用探测组件中的图像识别单元能够探测到目标车辆在探测区域范围内的移动轨迹，进而能够确定其是否存在变道行为等。
S150：根据所述目标车辆的运动数据确定其是否存在异常行为，包括：
根据所述车辆匹配信息，确定目标车辆的ETC设备对应的车辆信息与实际车辆信息是否匹配一致，如果不一致，确定为ETC违规使用行为或者套牌行为；
根据所述瞬时车速和平均速度是否超过当前监控路段规定的最高速度阈值，确定为目标车辆是否存在违法超速行为；
根据所述瞬时车速和平均速度是否小于当前监控路段规定的最低速度阈值，确定所述目标车辆是否为违法低速行驶或者违停；
若上一监测点监测到目标车辆经过且下一监测点未在规定时间内监测到目标车辆经过时，则判定所述目标车辆存在故障或者事故；
根据所述移动轨迹确定目标车辆是否存在违法变道行为；
若所述目标车辆的瞬时速度大于第一阈值且所述目标车辆与前车车辆之间的跟车距离小于第二阈值，则判定所述跟车距离太近，存在潜在事故危险；
S160：基于所述异常行为的数据信息生成预警信息，并将所述预警信息依次经过光纤收发组件、交换机和路由器发送至服务器进行存储；
S170：服务器接收所述预警信息并进行存储，远程管理终端接收服务器发送的所述预警信息并且基于所述预警信息生成提示信息下发至目标车辆对应的户主的移动终端。
根据本实施例，该方法能够智能地对高速违法行为进行监控和预警，及时提示驾驶员安全驾驶和有关人员执行监管拦截或者救援任务，确保行车安全、道路畅通，避免人身和财产损失。
在一实施例中，其中，所述车辆识别单元包括监控摄像头，所述监控摄像头拍摄目标车辆的图像，将所述图像经过光纤收发组件、交换机和路由器发送至服务器进行存储，所述服务器提取所述图像的图像信息，并且根据所述图像信息利用图像识别技术识别目标车辆的车型信息和车牌信息。
在一实施例中，其中，根据所述远程管理终端显示的所述预警信息以及监测点探测组件上传的图像进行预警行为的人工二次确认，有关人员根据确认后的预警行为情况执行拦截或者提供救援任务。
在一实施例中，其中，根据各监测点的探测线圈收集的车流量数据，计算该监控路段的交通流量、平均车速、拥堵状态、车辆密度状态，所述服务器基于所述交通流量、平均车速、拥堵状态、车辆密度状态和相应的历史数据进行比较，比较结果表明该监控路段存在异常，则生成预警信息并发送至所述远程管理终端，提示相关人员进行交通疏导和实时监控。
具体通过各监测点的探测组件统计某个时段内的累计通过车辆数量，以及各监测点之间当前的车辆数量等信息，可以计算出各监测点之间的交通流量、平均车速、拥堵状态、车辆密度状态。
在一实施例中，其中，所述根据高速路况确定监控路段，包括：根据高速路况的事故易发或者多发的路段确定为监控路段，其中，通过高速路况的道路条件（例如弯道、桥梁、上坡道、下坡道、隧道、易结冰路段等）确定为事故易发的监控路段；通过高速路况的交通条件确定为事故多发的监控路段包括：
将高速路段划分为K个路段区间；
计算所述高速路段第j个路段区间n年发生的交通事故频次Mj，
，其中，i=1,2,3,……n；j=1,2,3,……K，
对所述事故频次排序或者基于阈值判断原则，将交通事故频次多的路段区间确定为事故多发的路段Sd，
。
在一实施例中，其中，各监测点还包括气象监测接收单元，用于实时监测监测点的气象信息或者接收远程发布的气象信息，当所述气象监测接收单元获取到所述监控路段当前或者未来时段出现异常气象，计算所述异常气象条件下所述目标车辆对应的驾驶行为的危险程度，并且基于所述危险程度生成预警信息，所述远程管理终端实时发布气象信息、限速信息和所述预警信息。本实施例能够应对突发异常气象条件下的高速公路环境进行预警，提高了安全性。
进一步地，由于天气条件因素及路段的道路条件因素对于危险驾驶行为的影响可通过检测车辆自身属性的变化，如车辆的行驶速度、加速度等。
所述探测组件还包括加速度测量单元，所述加速度测量单元测量目标车辆的加速度信息，所述雷达用于测量车辆的瞬时速度，然后通过如下计算公式计算得到所述目标车辆对应的危险驾驶行为的危险程度Y，
；
其中，[0，ti]为目标车辆发生危险驾驶行为的时间段，i为发生危险驾驶行为的时刻，a和vi分别表示[0，ti]内的测量的加速度和速度，A为加速度阈值，表示目标车辆所在当前监控路段的平均车速；可选地，可以设定A为2.5m/s2。
将所述危险程度Y和第三阈值进行比较，若所述危险程度Y大于所述第三阈值，则生成针对所述目标车辆的预警信息。
本实施例考虑了天气条件因素及路段的道路条件因素对于危险驾驶行为的影响，智能地监测驾驶员的危险驾驶行为并进行预警，提高了高速公路运行的安全性、可靠性。
如图2所示，本发明另一实施例提供了一种针对高速违法车辆进行监控和预警的系统200，包括：
探测组件210，配置在若干个监测点，根据高速公路路况确定监控路段，并将所述若干监测点依次布设在所述监控路段上且分别位于包括起始卡口和终点卡口在内的、起始卡口和终点卡口之间；
监控区域关系网220，基于所述探测组件与控制器构建形成，用于对经过车辆的驾驶行为进行监控和识别；当车辆经过所述探测组件时，所述探测组件产生第一信号；
数据存储模块230，用于存储所述控制器根据所述第一信号构建的目标车辆的监测数据集，所述监测数据集包括监测点信息、时间信息、所述第一信号；
计算模块240，用于根据所述监测数据集计算得到对应目标车辆的运动数据，其中，所述运动数据包括车辆匹配信息、平均速度、瞬时车速、移动轨迹和跟车信息；
异常行为确定模块250，用于根据所述目标车辆的运动数据确定其是否存在异常行为，包括：
根据所述车辆匹配信息，确定目标车辆的ETC设备对应的车辆信息与实际车辆信息是否匹配一致，如果不一致，确定为ETC违规使用行为或者套牌行为；
根据所述瞬时车速和平均速度是否超过当前监控路段规定的最高速度阈值，确定为目标车辆是否存在违法超速行为；
根据所述瞬时车速和平均速度是否小于当前监控路段规定的最低速度阈值，确定所述目标车辆是否为违法低速行驶或者违停；
若上一监测点监测到目标车辆经过且下一监测点未在规定时间内监测到目标车辆经过时，则判定所述目标车辆存在故障或者事故；
根据所述移动轨迹确定目标车辆是否存在违法变道行为；
若所述目标车辆的瞬时速度大于第一阈值且所述目标车辆与前车车辆之间的跟车距离小于第二阈值，则判定所述目标车辆跟车距离太近，存在潜在事故危险；
预警信息生成模块260，用于基于所述异常行为的数据信息生成预警信息；
传输模块270，包括光纤收发组件、交换机和路由器，连接于控制器与服务器之间，用于传输所述预警信息；
服务器280，用于接收所述传输模块270传输的所述预警信息并进行存储；
远程管理终端290，用于接收并显示由所述服务器280发送的所述预警信息，并且基于所述预警信息生成提示信息下发至目标车辆对应的户主的移动终端。
详细地，本发明实施例提供的一种针对高速违法车辆进行监控和预警的系统200中所述的各单元模块在使用时采用与前述实施例中所述的一种针对高速违法车辆进行监控和预警的方法100中的所有步骤，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
如图3所示，本发明另一实施例提供的电子设备300的示意性框图。如图3所示，是本发明一实施例提供的电子设备300的结构示意图。所述电子设备300可以包括处理器310、存储器320、通信总线330以及通信接口340，还可以包括存储在所述存储器320中并可在所述处理器310上运行的计算机程序，执行以实现前述的一种针对高速违法车辆进行监控和预警的方法的程序。
所述处理器310对上述指令的具体实现方法可参考附图1及对应实施例中相关步骤的描述，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
其中，所述处理器310在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器310是所述电子设备300的控制核心（ControlUnit），利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器320内的程序或者模块（例如执行一种针对高速违法车辆进行监控和预警的方法程序等），以及调用存储在所述存储器320内的数据，以执行电子设备的各种功能和处理数据。
所述存储器320至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如：SD或DX存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器320在一些实施例中可以是电子设备的内部存储单元，例如该电子设备的移动硬盘。所述存储器320在另一些实施例中也可以是电子设备的外部存储设备，例如电子设备上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡（Smart Media Card，SMC）、安全数字（Secure Digital，SD）卡、闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器320还可以既包括电子设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器320不仅可以用于存储安装于电子设备的应用软件及各类数据，例如一种针对高速违法车辆进行监控和预警的方法程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所述通信总线330可以是外设部件互连标准（Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI）总线或扩展工业标准结构（Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA）总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器320以及至少一个处理器310等之间的连接通信。
所述通信接口340用于上述电子设备300与其他设备之间的通信，包括网络接口和用户接口。可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口（如WI-FI接口、蓝牙接口等），通常用于在该电子设备与其他电子设备之间建立通信连接。所述用户接口可以是显示器（Display）、输入单元（比如键盘（Keyboard），可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
图3仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图3示出的结构并不构成对所述电子设备的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
本申请实施例可以基于人工智能技术对相关的数据进行获取和处理。其中，人工智能（Artificial Intelligence，AI)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或系统也可以由一个单元或系统通过软件或者硬件来实现。第一、第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种针对高速违法车辆进行监控和预警的方法，其特征在于，包括：
根据高速公路路况确定监控路段，并在所述监控路段上依次布设若干监测点，各监测点分别设置在包括起始卡口和终点卡口在内的、起始卡口和终点卡口之间；
在各监测点分别配置探测组件，并且基于各探测组件与控制器构建形成监控区域关系网，所述监控区域关系网用于对经过车辆的驾驶行为进行监控和识别；当车辆经过所述探测组件时，所述探测组件产生第一信号并且将所述第一信号发送给控制器；
所述控制器根据所述第一信号构建目标车辆的监测数据集，所述监测数据集包括监测点信息、时间信息、第一信号；
根据所述监测数据集计算得到对应目标车辆的运动数据，其中，所述运动数据包括车辆匹配信息、平均速度、瞬时车速、移动轨迹和跟车信息；
根据所述目标车辆的运动数据确定其是否存在异常行为，包括：
根据所述车辆匹配信息，确定目标车辆的ETC设备对应的车辆信息与实际车辆信息是否匹配一致，如果不一致，则确定为ETC违规使用行为或者套牌行为；
根据所述瞬时车速和平均速度是否超过当前监控路段规定的最高速度阈值，确定为目标车辆是否存在违法超速行为；
根据所述瞬时车速和平均速度是否小于当前监控路段规定的最低速度阈值，确定所述目标车辆是否为违法低速行驶或者违停；
若上一监测点监测到目标车辆经过且下一监测点未在规定时间内监测到目标车辆经过时，则判定所述目标车辆存在故障或者事故；
根据所述移动轨迹确定目标车辆是否存在违法变道行为；
若所述目标车辆的瞬时速度大于第一阈值且所述目标车辆与前车车辆之间的跟车距离小于第二阈值，则判定所述目标车辆跟车距离太近，存在潜在事故危险；
基于所述异常行为的数据信息生成预警信息，并将所述预警信息依次经过光纤收发组件、交换机和路由器发送至服务器进行存储；
服务器接收所述预警信息并进行存储，远程管理终端接收服务器发送的所述预警信息并且基于所述预警信息生成提示信息下发至目标车辆对应的户主的移动终端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述探测组件包括探测线圈、车辆识别单元、雷达；其中所述探测线圈和所述车辆识别单元用于识别和确认车辆信息，所述雷达用于测量车辆的瞬时速度；
所述根据所述车辆匹配信息，确定目标车辆的ETC设备对应的车辆信息与实际车辆信息是否匹配一致，如果不一致确定为车辆违法行为，包括：
当目标车辆进入起始卡口时，预埋在车道下方的探测线圈感应到车辆时，将感应信号发送至路边单元同时触发所述车辆识别单元工作，所述路边单元与车载电子标签进行信息交互后，读取服务器数据库中预存的车辆信息，所述车辆识别单元识别目标车辆的车型信息和车牌信息，控制器将所述车型信息和车牌信息与所述预存的车辆信息进行匹配比对，如果比对一致，则完成目标车辆的识别；如果比对不一致，则生成针对所述目标车辆的预警信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中，所述车辆识别单元包括监控摄像头，所述监控摄像头拍摄目标车辆的图像，将所述图像经过光纤收发组件、交换机和路由器发送至服务器进行存储，所述服务器提取所述图像的图像信息，并且根据所述图像信息识别目标车辆的车型信息和车牌信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中，根据所述远程管理终端显示的所述预警信息以及监测点探测组件上传的图像进行预警行为的人工二次确认，有关人员根据确认后的预警行为情况执行拦截或者提供救援任务。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中，根据各监测点的探测线圈收集的车流量数据，计算该监控路段的交通流量、平均车速、拥堵状态、车辆密度状态，所述服务器基于所述交通流量、平均车速、拥堵状态、车辆密度状态和相应的历史数据进行比较，比较结果表明该监控路段存在异常，则生成预警信息并发送至所述远程管理终端，提示相关人员进行交通疏导和实时监控。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述根据高速路况确定监控路段，包括：根据高速路况的事故易发或者多发的路段确定为监控路段，其中，通过高速路况的道路条件确定为事故易发的监控路段；通过高速路况的交通条件确定为事故多发的监控路段包括：
将高速路段划分为K个路段区间；
计算所述高速路段第j个路段区间n年发生的交通事故频次Mj，
，其中，i=1,2,3,……n；j=1,2,3,……K；
对所述事故频次排序或者基于阈值判断原则，将交通事故频次多的路段区间确定为事故多发的路段Sd，
。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，各监测点还包括气象监测接收单元，用于实时监测监测点的气象信息或者接收远程发布的气象信息，当所述气象监测接收单元获取到所述监控路段当前或者未来时段出现异常气象，计算所述异常气象条件下所述目标车辆对应的驾驶行为的危险程度，并且基于所述危险程度生成预警信息，所述远程管理终端实时发布气象信息、限速信息和所述预警信息。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其中，所述探测组件还包括加速度测量单元，所述加速度测量单元测量目标车辆的加速度信息，所述雷达用于测量车辆的瞬时速度，然后通过如下计算公式计算得到所述目标车辆对应的驾驶行为的危险程度Y，
；
其中，[0，ti]为目标车辆发生危险驾驶行为的时间段，i为发生危险驾驶行为的时刻，a和vi分别表示[0，ti]内的测量的加速度和速度，A为加速度阈值，表示目标车辆所在当前监控路段的平均车速；
将所述危险程度Y和第三阈值进行比较，若所述危险程度Y大于所述第三阈值，则生成针对所述目标车辆的预警信息。
9.一种针对高速违法车辆进行监控和预警的系统，其特征在于，包括：
探测组件，配置在若干个监测点，根据高速公路路况确定监控路段，并将所述若干监测点依次布设在所述监控路段上且分别位于包括起始卡口和终点卡口在内的、起始卡口和终点卡口之间；
监控区域关系网，基于所述探测组件与控制器构建形成，用于对经过车辆的驾驶行为进行监控和识别；当车辆经过所述探测组件时，所述探测组件产生第一信号；
数据存储模块，用于存储所述控制器根据所述第一信号构建的目标车辆的监测数据集，所述监测数据集包括监测点信息、时间信息、所述第一信号；
计算模块，用于根据所述监测数据集计算得到对应目标车辆的运动数据，其中，所述运动数据包括车辆匹配信息、平均速度、瞬时车速、移动轨迹和跟车信息；
异常行为确定模块，用于根据所述目标车辆的运动数据确定其是否存在异常行为，包括：
根据所述车辆匹配信息，确定目标车辆的ETC设备对应的车辆信息与实际车辆信息是否匹配一致，如果不一致，确定为ETC违规使用行为或者套牌行为；
根据所述瞬时车速和平均速度是否超过当前监控路段规定的最高速度阈值，确定为目标车辆是否存在违法超速行为；
根据所述瞬时车速和平均速度是否小于当前监控路段规定的最低速度阈值，确定所述目标车辆是否为违法低速行驶或者违停；
若上一监测点监测到目标车辆经过且下一监测点未在规定时间内监测到目标车辆经过时，则判定所述目标车辆存在故障或者事故；
根据所述移动轨迹确定目标车辆是否存在违法变道行为；
若所述目标车辆的瞬时速度大于第一阈值且所述目标车辆与前车车辆之间的跟车距离小于第二阈值，则判定所述目标车辆跟车距离太近，存在潜在事故危险；
预警信息生成模块，用于基于所述异常行为的数据信息生成预警信息；
传输模块，包括光纤收发组件、交换机和路由器，连接于控制器与服务器之间，用于传输所述预警信息；
服务器，用于接收所述传输模块传输的所述预警信息并进行存储；
远程管理终端，用于接收并显示由所述服务器发送的所述预警信息，并且基于所述预警信息生成提示信息下发至目标车辆对应的户主的移动终端。
10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器、通信总线以及通信接口，还可以包括存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，计算机程序执行实现如权利要求1-8任一项所述的一种针对高速违法车辆进行监控和预警的方法。
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