CN117218859A - 矿用车辆超速测算方法、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提出矿用车辆超速测算方法、系统、电子设备及存储介质，所述方法包括：利用设置在车辆上的定位终端采集车辆数据及车辆在预设时段内各时刻的状态信息，并对所述状态信息进行预处理；基于采集的车辆数据、状态信息获取车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值；根据车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值确定所述车辆的第一限速值；基于预设的滑动时间窗口和车辆在预设时段内各时刻的状态信息确定车辆在所述滑动时间窗口下的各速度平均值；判断所述各速度平均值中是否存在大于等于所述第一限速值的速度平均值，若存在，则判定所述车辆超速。本申请提出的技术方案，提升了超速报警精确度，实现了矿山不同区域不同车辆类型的精准限速。
Description
技术领域
本申请涉及露天煤矿车辆管理领域，尤其涉及矿用车辆超速测算方法、系统、电子设备及存储介质。
背景技术
超速是指车辆在行驶过程中超过了规定的速度限制，不仅会对驾驶员的安全造成威胁，还会对矿山其他用户的安全造成影响，进而影响整个矿山的生产安全。因此，超速行为应该被严格监控和禁止。
常见的超速计算方法有两种：一种是通过车速表来计算，另一种是通过定位系统来计算。使用车速表需要接入车辆状态数据，但受限于矿区各种各样的车辆，此方法在实现和成本上均不理想。使用定位系统来计算，但此方法也存在定位精确度不高，无法进行不同区域精准限速。导致超速行为误报率较高，不能很好指导矿山进行安全监控。因此，亟需提出一种基于定位精确度高、精准限速的超速测算方法。
发明内容
本申请提供矿用车辆超速测算方法、系统、电子设备及存储介质 ，以至少解决现有技术中受限于矿区各种各样的车辆及定位精确度不高且无法进行不同区域精准限速的技术问题。
本申请第一方面实施例提出一种矿用车辆超速测算方法，所述方法包括：
利用设置在车辆上的定位终端采集车辆数据及所述车辆在预设时段内各时刻的状态信息，并对所述状态信息进行预处理；
基于采集的所述车辆数据、所述状态信息获取所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值；
根据所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值确定所述车辆的第一限速值；
基于预设的滑动时间窗口和所述车辆在预设时段内各时刻的状态信息确定所述车辆在所述滑动时间窗口下的各速度平均值；
判断所述各速度平均值中是否存在大于等于所述第一限速值的速度平均值，若存在，则判定所述车辆超速。
优选的，所述定位终端包括：定位模块和物联网模块；
所述定位模块，用于采集车辆各时刻的状态信息和车辆数据；
所述物联网模块，用于通过4G/5G网络将所述车辆数据和预处理后的所述状态信息传输到物联网平台；
其中，所述车辆数据包括：车辆的产品序列号（Serial Number.SN）码；
所述状态信息包括：车辆各时刻的经度、纬度、高程、航向角、速度信息。
进一步的，所述物联网平台上设置有车辆类型限速信息、不同区域的电子围栏限速信息和超速时长信息；
其中，所述车辆类型限速信息包括：各车辆类型的限速值、各车辆类型的限速持续时长值、各车辆类型的限速白名单；
所述不同区域的电子围栏限速信息包括：不同区域的电子围栏限速值、不同区域的限速持续时长值、不同区域的限速白名单；
所述超速时长信息包括：超速持续时长。
进一步的，所述基于采集的所述车辆数据、所述状态信息获取所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值，包括：
根据所述车辆的SN码确定所述车辆对应的车辆类型限速值；
根据所述车辆的经度、纬度、高程、航向角确定所述车辆对应的电子围栏限速值。
进一步的，所述根据所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值确定所述车辆的第一限速值，包括：
将所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值按照从小到大的顺序进行排序，形成第一序列；
将所述第一序列中的第一个数值作为所述车辆的第一限速值。
进一步的，所述基于预设的滑动时间窗口和所述车辆在预设时段内各时刻的状态信息确定所述车辆在所述滑动时间窗口下的各速度平均值，包括：
采用滑动窗口法，依次从所述预设时段内各时刻的车辆速度信息中选取时长为所述滑动时间窗口的各时刻的车辆速度信息，并确定各次选取的速度信息的平均值；
将所述各次选取的速度信息的平均值作为所述车辆在所述滑动时间窗口下的各速度平均值。
进一步的，所述方法还包括：当所述车辆超速时，进行超速告警。
本申请第二方面实施例提出一种矿用车辆超速测算系统，包括：
采集模块，用于利用设置在车辆上的定位终端采集车辆数据及所述车辆在预设时段内各时刻的状态信息，并对所述状态信息进行预处理；
获取模块，用于基于采集的所述车辆数据、所述状态信息获取所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值；
第一确定模块，用于根据所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值确定所述车辆的第一限速值；
第二确定模块，用于基于预设的滑动时间窗口和所述车辆在预设时段内各时刻的状态信息确定所述车辆在所述滑动时间窗口下的各速度平均值；
判定模块，用于判断所述各速度平均值中是否存在大于等于所述第一限速值的速度平均值，若存在，则判定所述车辆超速。
本申请第三方面实施例提出一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如第一方面实施例所述的方法。
本申请第四方面实施例提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面实施例所述的方法。
本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
本申请提出了矿用车辆超速测算方法、系统、电子设备及存储介质 ，其中所述方法包括：利用设置在车辆上的定位终端采集车辆数据及所述车辆在预设时段内各时刻的状态信息，并对所述状态信息进行预处理；基于采集的所述车辆数据、所述状态信息获取所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值；根据所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值确定所述车辆的第一限速值；基于预设的滑动时间窗口和所述车辆在预设时段内各时刻的状态信息确定所述车辆在所述滑动时间窗口下的各速度平均值；判断所述各速度平均值中是否存在大于等于所述第一限速值的速度平均值，若存在，则判定所述车辆超速。本申请提出的技术方案，提升了超速报警精确度，实现了矿山不同区域不同车辆类型的精准限速。
本申请附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面以及优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本申请一个实施例提供的一种矿用车辆超速测算方法的流程图；
图2为根据本申请一个实施例提供的电子围栏限速即车辆限速区域示意图；
图3为根据本申请一个实施例提供的车辆类型限速示意图；
图4为根据本申请一个实施例提供的滑动窗口示意图；
图5为根据本申请一个实施例提供的一种矿用车辆超速测算系统的第一种结构图；
图6为根据本申请一个实施例提供的一种矿用车辆超速测算系统的第二种结构图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
本申请提出的矿用车辆超速测算方法、系统、电子设备及存储介质 ，其中所述方法包括：利用设置在车辆上的定位终端采集车辆数据及所述车辆在预设时段内各时刻的状态信息，并对所述状态信息进行预处理；基于采集的所述车辆数据、所述状态信息获取所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值；根据所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值确定所述车辆的第一限速值；基于预设的滑动时间窗口和所述车辆在预设时段内各时刻的状态信息确定所述车辆在所述滑动时间窗口下的各速度平均值；判断所述各速度平均值中是否存在大于等于所述第一限速值的速度平均值，若存在，则判定所述车辆超速。本申请提出的技术方案，提升了超速报警精确度，实现了矿山不同区域不同车辆类型的精准限速。
下面参考附图描述本申请实施例的矿用车辆超速测算方法、系统、电子设备及存储介质 。
实施例一：
图1为根据本申请一个实施例提供的一种矿用车辆超速测算方法的流程图，如图1所示，所述方法包括：
步骤1：利用设置在车辆上的定位终端采集车辆数据及所述车辆在预设时段内各时刻的状态信息，并对所述状态信息进行预处理。
在本公开实施例中，所述定位终端包括：定位模块和物联网模块；
所述定位模块，用于采集车辆各时刻的状态信息和车辆数据，其中，所述定位模块可以为全球导航卫星系统；
所述物联网模块，用于通过4G/5G网络将所述车辆数据和预处理后的所述状态信息传输到物联网平台，其中，所述物联网模块可以为物联网通信设备，如物联网卡。
需要说明的是，所述车辆数据包括：车辆的SN码；
所述状态信息包括：车辆各时刻的经度、纬度、高程、航向角、速度信息。
示例的，在矿山车辆启动后，将当前车辆的SN码和当前经度、纬度、高程、航向角、速度信息每秒实时上传到物联网平台。
需要说明的是，所述物联网平台上设置有车辆类型限速信息、不同区域的电子围栏限速信息和超速时长信息；
其中，所述车辆类型限速信息包括：各车辆类型的限速值、各车辆类型的限速持续时长值、各车辆类型的限速白名单；
所述不同区域的电子围栏限速信息包括：不同区域的电子围栏限速值、不同区域的限速持续时长值、不同区域的限速白名单；
所述超速时长信息包括：超速持续时长。
其中，电子围栏限速按照不同区域设置不同的限速值；车辆类型限速按照矿山不同的车辆设置不同的限速值。
具体的，所述电子围栏限速的设置包括：设置告警方式，限速阈值，限速的起止时间，以及特殊情况下的限速白名单，并在地图中手动绘制多边形限速区域，如图2所示。
所述车辆类型限速的设置包括：设置车辆类型（如矿山场景下的矿卡、挖机、装载机、洒水车、加油车、调度指挥车等），限速阈值，限速的起止时间，以及特殊情况下的限速白名单，如图3所示。
需要说明的是，所述超速时长的设置是基于煤矿管理需求设置的。
在本公开实施例中，对所述状态信息进行预处理包括：
对所述状态信息进行数据清洗，去掉异常的状态信息数据，得到预处理后的状态信息，其中，所述异常的状态信息数据可以为数值为零的数据等。
步骤2：基于采集的所述车辆数据、所述状态信息获取所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值。
在本公开实施例中，所述步骤2具体包括：
根据所述车辆的SN码确定所述车辆对应的车辆类型限速值；
根据所述车辆的经度、纬度、高程、航向角确定所述车辆对应的电子围栏限速值；
需要说明的是，首先通过车辆的经度、纬度、高程、航向角确定车辆的位置及对车辆进行定位，基于所述车辆的位置在物联网平台查找车辆在所述位置对应的电子围栏限速值。
步骤3：根据所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值确定所述车辆的第一限速值。
在本公开实施例中，所述步骤3具体包括：
将所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值按照从小到大的顺序进行排序，形成第一序列；
将所述第一序列中的第一个数值作为所述车辆的第一限速值。
步骤4：基于预设的滑动时间窗口和所述车辆在预设时段内各时刻的状态信息确定所述车辆在所述滑动时间窗口下的各速度平均值。
在本公开实施例中，所述步骤4具体包括：
采用滑动窗口法，依次从所述预设时段内各时刻的车辆速度信息中选取时长为所述滑动时间窗口的各时刻的车辆速度信息，并确定各次选取的速度信息的平均值；
将所述各次选取的速度信息的平均值作为所述车辆在所述滑动时间窗口下的各速度平均值。
需要说明的是，所述滑动时间窗口可以为30秒，且所述滑动时间窗口对应的滑动步长与所述滑动时间窗口的时长一致，即所述滑动时间窗口对应的滑动步长也可以为30秒。
示例的，在一分钟的预设时段内包括60秒中每秒的车辆速度信息，选取1至30秒的车辆速度信息，并确定1至30秒的车辆速度信息的平均值。
步骤5：判断所述各速度平均值中是否存在大于等于所述第一限速值的速度平均值，若存在，则判定所述车辆超速。
在本公开实施例中，所述方法还包括：当所述车辆超速时，进行超速告警。
需要说明的是，所述告警渠道可以包括如下方式：
1.调度监控大屏提示；
2.超速告警记录入库；
3.车辆车载人机接口（Human Machine Interface.HMI）终端文字和语音提示；其中人机接口也叫人机界面，人机界面（又称用户界面或使用者界面）是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。
基于上述矿用车辆超速测算方法进行如下超速测算：
S1：获取超速持续时长参数；
S2：以超速持续时长作为滑动时间窗口，如图4所示，获取所述预设时段内的定位数据段；
S3：将定位数据段中的车辆速度累加，并求平均值;
S4：根据所述时间段内的定位经度、维度，获取车辆所属的电子围栏限速值；
S5：根据车辆数据，获取车辆类型限速值；
S6：取S4、S5中两个限速值中最小的值；如果两个限速值都未设置，则使用限速默认值；
S7：获取S6中的限速值，并与S3求得速度平均值进行大小比较，如果速度平均值小于限速值，则滑动窗口后移一个时间单位，重复S2-S7超速计算流程；如果速度平均值大于限速值，则超速告警，其中，所述一个时间单位等于一个滑动步长。
综上所述，本实施例提出的一种矿用车辆超速测算方法，通过定位+物联网卡采集车辆位置、速度数据，并上传到物联网平台，平台对定位数据进行数据治理和清洗，筛选出精确度高的定位数据，同时平台增加了电子围栏、车辆类型等精准限速设置，最终得到计算精确度高、精准限速的超速结果。
实施例二：
图5为根据本申请一个实施例提供的一种矿用车辆超速测算系统的结构图，如图5所示，所述系统包括：
采集模块100，用于利用设置在车辆上的定位终端采集车辆数据及所述车辆在预设时段内各时刻的状态信息，并对所述状态信息进行预处理；
获取模块200，用于基于采集的所述车辆数据、所述状态信息获取所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值；
第一确定模块300，用于根据所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值确定所述车辆的第一限速值；
第二确定模块400，用于基于预设的滑动时间窗口和所述车辆在预设时段内各时刻的状态信息确定所述车辆在所述滑动时间窗口下的各速度平均值；
判定模块500，用于判断所述各速度平均值中是否存在大于等于所述第一限速值的速度平均值，若存在，则判定所述车辆超速。
需要说明的是，所述定位终端包括：定位模块和物联网模块；
所述定位模块，用于采集车辆各时刻的状态信息和车辆数据；
所述物联网模块，用于通过4G/5G网络将所述车辆数据和预处理后的所述状态信息传输到物联网平台；
其中，所述车辆数据包括：车辆的SN码；
所述状态信息包括：车辆各时刻的经度、纬度、高程、航向角、速度信息。
进一步的，所述物联网平台上设置有车辆类型限速信息、不同区域的电子围栏限速信息和超速时长信息；
其中，所述车辆类型限速信息包括：各车辆类型的限速值、各车辆类型的限速持续时长值、各车辆类型的限速白名单；
所述不同区域的电子围栏限速信息包括：不同区域的电子围栏限速值、不同区域的限速持续时长值、不同区域的限速白名单；
所述超速时长信息包括：超速持续时长。
在本公开实施例中，所述获取模块200，还用于根据所述车辆的SN码确定所述车辆对应的车辆类型限速值；
所述获取模块200，还用于根据所述车辆的经度、纬度、高程、航向角确定所述车辆对应的电子围栏限速值。
进一步的，所述第一确定模块300，还用于将所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值按照从小到大的顺序进行排序，形成第一序列；
所述第一确定模块300，还用于将所述第一序列中的第一个数值作为所述车辆的第一限速值。
进一步的，所述第二确定模块400，还用于采用滑动窗口法，依次从所述预设时段内各时刻的车辆速度信息中选取时长为所述滑动时间窗口的各时刻的车辆速度信息，并确定各次选取的速度信息的平均值；
所述第二确定模块400，还用于将所述各次选取的速度信息的平均值作为所述车辆在所述滑动时间窗口下的各速度平均值。
在本公开实施例中，如图6所示，所述系统还包括：报警模块600；
所述报警模块600，用于当所述车辆超速时，进行超速告警。
综上所述，本实施例提出的一种矿用车辆超速测算系统，通过定位+物联网卡采集车辆位置、速度数据，并上传到物联网平台，平台对定位数据进行数据治理和清洗，筛选出精确度高的定位数据，同时平台增加了电子围栏、车辆类型等精准限速设置，最终计算精确度高、精准限速的超速结果。
实施例三：
为了实现上述实施例，本公开还提出一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如实施例一所述的方法。
实施例四：
为了实现上述实施例，本公开还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如实施例一所述的方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种矿用车辆超速测算方法，其特征在于，所述方法包括：
利用设置在车辆上的定位终端采集车辆数据及所述车辆在预设时段内各时刻的状态信息，并对所述状态信息进行预处理；
基于采集的所述车辆数据、所述状态信息获取所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值；
根据所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值确定所述车辆的第一限速值；
基于预设的滑动时间窗口和所述车辆在预设时段内各时刻的状态信息确定所述车辆在所述滑动时间窗口下的各速度平均值；
判断所述各速度平均值中是否存在大于等于所述第一限速值的速度平均值，若存在，则判定所述车辆超速。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位终端包括：定位模块和物联网模块；
所述定位模块，用于采集车辆各时刻的状态信息和车辆数据；
所述物联网模块，用于通过4G/5G网络将所述车辆数据和预处理后的所述状态信息传输到物联网平台；
其中，所述车辆数据包括：车辆的SN码；
所述状态信息包括：车辆各时刻的经度、纬度、高程、航向角、速度信息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述物联网平台上设置有车辆类型限速信息、不同区域的电子围栏限速信息和超速时长信息；
其中，所述车辆类型限速信息包括：各车辆类型的限速值、各车辆类型的限速持续时长值、各车辆类型的限速白名单；
所述不同区域的电子围栏限速信息包括：不同区域的电子围栏限速值、不同区域的限速持续时长值、不同区域的限速白名单；
所述超速时长信息包括：超速持续时长。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于采集的所述车辆数据、所述状态信息获取所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值，包括：
根据所述车辆的SN码确定所述车辆对应的车辆类型限速值；
根据所述车辆的经度、纬度、高程、航向角确定所述车辆对应的电子围栏限速值。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值确定所述车辆的第一限速值，包括：
将所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值按照从小到大的顺序进行排序，形成第一序列；
将所述第一序列中的第一个数值作为所述车辆的第一限速值。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于预设的滑动时间窗口和所述车辆在预设时段内各时刻的状态信息确定所述车辆在所述滑动时间窗口下的各速度平均值，包括：
采用滑动窗口法，依次从所述预设时段内各时刻的车辆速度信息中选取时长为所述滑动时间窗口的各时刻的车辆速度信息，并确定各次选取的速度信息的平均值；
将所述各次选取的速度信息的平均值作为所述车辆在所述滑动时间窗口下的各速度平均值。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述车辆超速时，进行超速告警。
8.一种基于上述权利要求1-7任一所述的矿用车辆超速测算方法的矿用车辆超速测算系统，其特征在于，所述系统包括：
采集模块，用于利用设置在车辆上的定位终端采集车辆数据及所述车辆在预设时段内各时刻的状态信息，并对所述状态信息进行预处理；
获取模块，用于基于采集的所述车辆数据、所述状态信息获取所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值；
第一确定模块，用于根据所述车辆对应的车辆类型限速值及电子围栏限速值确定所述车辆的第一限速值；
第二确定模块，用于基于预设的滑动时间窗口和所述车辆在预设时段内各时刻的状态信息确定所述车辆在所述滑动时间窗口下的各速度平均值；
判定模块，用于判断所述各速度平均值中是否存在大于等于所述第一限速值的速度平均值，若存在，则判定所述车辆超速。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-7任一所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一所述的方法。
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