CN202025368U - 不安全驾驶行为的识别与监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及不安全驾驶行为的识别与监控系统，可实现最大限度降低因不安全驾驶行为造成的交通事故概率。所述系统包括加速度传感器、传输装置、数据处理和比较装置、输出装置，加速度传感器设在被监控车辆上，采集车辆行驶过程中三个方向的加速度数据，通过传输装置传送到数据处理和比较装置，然后到输出装置。所述方法包括以下步骤：(1)采集车辆行驶过程中三维空间X、Y、Z三个方向的加速度数据；(2)建立比较样本；(3)将三个方向加速度的实际值与样本比较，得到超出次数的阈值；(4)输出数据。本实用新型完整记录安全事故发生或可能发生的关键信息，全面监测事故发生的各种可能，真正实现从源头入手，避免安全责任事故的发生。

Description

不安全驾驶行为的识别与监控系统

技术领域

本实用新型涉及车辆安全驾驶技术领域，尤其是一种对不安全驾驶行为的识别与监控系统。

背景技术

车辆运行过程中发生的交通安全责任事故，绝大多属于不安全驾驶行为造成的必然结果。由于无法及时而又尽可能全部获取车辆行驶中不安全驾驶行为的实时监控资料，专业运输企业监管部门实施安全教育只能停留在一般性的宣传、解释驾驶操作规范和分析有限的已发事故案例的层面。同时，对事故案例本身的分析，也只可能以事发后的推测与判断为基础，缺乏真实可靠的资料和数据。这种方式不能反映个体间的差异，不具针对性，无法及时有效地帮助驾驶员走出本人驾驶行为不安全的阴影。

专业运输企业营运车辆具有“单独在外作业”的特点。尽管驾驶员均已通过考试并持证上岗，但下述不安全驾驶行为产生的原因仍很难根治：

车辆实际运行环境复杂多变，并非驾驶员考证过程所能完全覆盖，驾驶员对本人实际操作行为与安全驾驶安全规范要求之间出现的偏差，难以自我发现并实施自我调整。

驾驶行为的安全与否，目前都以是否发生事故为主要标准。然而，未发生安全责任事故，并不能说明驾驶行为就一定符合驾驶安全操作规范。同时，驾驶员对规范的理解和执行也存在差异。

由于年龄、生理或心理健康状况、情绪等方面的变化，即使优秀驾驶员也不一定能长久地保持其原有的良好驾驶状态，而驾驶员本人却很难意识到这种渐进性的衰减或消退。

关于车辆行驶安全监控问题，已有不少研究成果，中国实用新型专利“车辆行驶安全智能监控装置”，申请号：200810034290.6，其实用新型要点在于“当车辆偏离车道行驶时，给出预警和报警服务”；中国实用新型专利“汽车安全驾驶监控系统”，申请号：200810055749.0，其实用新型要点在于“当驾驶员处于疲劳、醉酒等状态时给出警示”；中国实用新型专利“汽车行驶安全监控系统及监控方法”，申请号：200510116715.4，其实用新型要点在于“当行驶车辆长时间偏离自己的行车道或存在发生交通事故的危险时，发出告警，以便提醒驾驶员”；中国实用新型专利“一种汽车安全驾驶监控系统和方法”，申请号：200710098412.3，其实用新型要点在于“检测汽车驾驶员的表情以及眼睛开闭状态，并判断出不适于驾驶时提醒该汽车驾驶员”等。上述专利的共同点是：检测出危险因素时，提醒驾驶员纠正其驾驶操作，以保证行车安全，属于实时监控；其缺点在于，只要车辆未发生交通安全事故，企业安全监管部门就难以从海量的记录数据中检索出日常安全监管或教育所需的不安全驾驶行为信息。

由于驾驶员操作失误而造成的车辆行驶安全责任事故，与其行驶过程中对环境或事件观察的全面准确与否、处置是否及时妥当密切相关。可以将驾驶员对环境或事件观察不够全面准确，处置不够及时妥当称为“不安全驾驶因素”。“不安全驾驶因素”在行车过程中是经常或反复出现的，但并不一定每一次都造成安全责任事故。反言之，所有的安全责任事故，一定包含在“不安全驾驶因素”之中。如果能够找到所有的“不安全驾驶因素”，并对其实行有效监控，就完全有可能避免驾驶安全责任事故的发生。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种对不安全驾驶行为的识别与监控系统。

任何交通安全事故发生时，都表现为车辆行驶三维空间X、Y、Z三个方向上的速度产生了急剧变化，其中，车辆行进正向设为X轴方向，行进横向设为Y轴方向，行进竖向设为Z轴方向。X方向的速度剧变，可反映单纯的正面颠覆、碰撞、追尾或紧急制动；Y方向的速度剧变，可反映单纯的侧面颠覆或行驶方向的突然改变；Z方向速度的剧变，可反映车辆驶入凹坑或跃上凸起。这三个方向速度剧变的不同组合，可反映更加复杂的车辆行驶安全状况。因此，只要完整记录下这三个方向的速度变化率(加速度)，就相当于记录下了安全事故发生或可能发生的关键信息；只要逐一监测这三个方向的速度变化率，就相当于全面地监测着安全责任事故发生的各种可能；只要设法控制这三个方向的速度变化率的幅度，就相当于从消除安全责任事故发生的各种可能性入手，避免安全责任事故的发生。

本实用新型的目的是依据上述思想并采用以下技术方案实现的：

不安全驾驶行为的识别与监控系统，包括驾驶行为信息采集装置、信息传输装置、数据处理和比较装置、信息显示或输出装置，所述信息采集装置包括加速度传感器，加速度传感器与信息传输装置电路连接，信息传输装置通过无线信号与数据处理和比较装置连接，数据处理和比较装置与信息显示或输出装置电路连接；

所述加速度传感器设在被监控的车辆上，加速度传感器采集车辆行驶过程中车辆三维空间三个方向的加速度数据，并将数据通过设在车辆上的信息传输装置传送到数据处理和比较装置，处理和比较后数据通过信息显示或输出装置显示出来。

作为本实用新型的优选技术方案，所述信息采集装置包括设车辆上分别采集车辆三个方向加速度数据的加速度传感器。

作为本实用新型的优选技术方案，所述加速度传感器包括三维陀螺仪。

作为本实用新型的优选技术方案，所述信息传输装置通过无线网络与数据处理和比较装置连接并相互传输数据。

作为本实用新型的优选技术方案，所述数据处理和比较装置包括中央处理单元、存储单元或PC机。

作为本实用新型的优选技术方案，所述信息显示或输出装置包括显示器、声光报警器、打印机或PC机。

作为本实用新型的优选技术方案，所述信息采集装置还包括设在车辆上分别采集其他驾驶行为信息(如：驾驶员操纵状态影像、车辆行进方向180°范围影像、车辆位置、时间、速度、制动和油门运用程度等)的装置。这些装置采集的信息，同样通过上述信息传输装置、数据处理和比较装置、信息显示或输出装置进行处理。

本实用新型的有益效果是：相对于现有技术，本实用新型鉴于“汽车行驶过程中，驾驶员不安全驾驶因素出现的频次，远远高于事故发生的频次”，运用现代传感技术，从对每个驾驶员的驾驶行为信息采集、识别入手，依据本实用新型按汽车行驶动力学和行为科学等理论制定的相关判据，全面有效地提取不安全驾驶信息部分，通过综合分析，客观地找出所有“不安全驾驶因素”，及其产生的真实原因。

本实用新型采用加速度传感器或三维陀螺仪测量车辆行驶三个方向的速度变化率a_x、a_y、a_z，作为不安全驾驶因素的监测物理量；采用对优秀驾驶员行车数据进行统计分析后建立的数学模型，计算出三个方向加速度出现异常的阈值

并据之对记录数据进行综合分析，检索出“不安全驾驶因素”出现的准确时间段，自动完成数据筛选，滤除冗余部分，提取有效信息。

安全监管部门可根据每位存在不安全驾驶行为的驾驶员在行驶中出现的不同状况，帮助其分析问题产生的原因，制定改进方案，进行有针对性、个性化的教育，按照：培训——监控跟踪——查核培训效果——再培训——再监控跟踪的程序，直至达到目标要求。对那些存在不适合专业驾驶工作因素且矫正无效的驾驶员尽早实行淘汰。成功解决了及时有效地预防不安全驾驶行为发生的难题，从源头上大幅降低因不安全驾驶行为造成的交通事故的概率。

附图说明

下面结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型识别与监控系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，不安全驾驶行为的识别与监控系统，包括驾驶行为信息采集装置4、信息传输装置1、数据处理和比较装置2、信息显示或输出装置3，所述信息采集装置4包括加速度传感器，加速度传感器与信息传输装置1电路连接，信息传输装置1通过无线信号与数据处理和比较装置2连接，数据处理和比较装置2与信息显示或输出装置3电路连接。所述加速度传感器设在被监控的车辆上，加速度传感器采集车辆行驶过程中车辆三维空间三个方向的加速度数据，并将数据通过设在车辆上的信息传输装置1传送到数据处理和比较装置2，处理和比较后数据通过信息显示或输出装置3显示出来。

本实施例中，所述信息采集装置4包括设车辆上分别采集车辆三个方向加速度数据的加速度传感器，或者是三维陀螺仪。所述信息传输装置1通过无线网络与数据处理和比较装置2连接并相互传输数据。所述数据处理和比较装置2包括中央处理单元、存储单元或PC机。所述信息显示或输出装置3包括显示器、声光报警器、打印机或PC机。

本实施例中，所述信息采集装置4还包括设车辆上分别采集其他驾驶行为信息(如：驾驶员操纵状态影像、车辆行进方向180°范围影像、车辆位置、时间、速度、制动和油门运用程度等)的装置。这些装置采集的信息，同样通过上述信息传输装置1、数据处理和比较装置2、信息显示或输出装置3进行处理。

不安全驾驶行为的识别与监控方法，该方法包括以下步骤：

(1)在车辆上安装加速度传感器，用来采集车辆行驶过程中车辆三维空间X、Y、Z三个方向的加速度数据a_x、a_y、a_z；

(2)对优秀驾驶员的行车数据进行统计分析后建立数学模型，计算出X、Y、Z三个方向加速度绝对值的最大值的均值作为阈值，建立监测X、Y、Z三个方向加速度变化的比较样本；

(3)将上述优秀驾驶员在规定行驶里程中，其X、Y、Z三个方向加速度a_x、a_y、a_z的实测值的绝对值与步骤(2)所述

值进行比较，得到超出次数的阈值β_x、β_y、β_z，采用β_x、β_y、β_z值作为评判驾驶员驾驶行为是否安全的衡量标准；

(4)采用安装有专用分析软件的数据处理和比较装置，将数据处理结果通过信息显示或输出装置显示或打印出来。

所述三个方向加速度阈值的获取方法如下：

(1)选择合适样本数的从未出过安全事故的优秀驾驶员组成被测试群体，在他们驾驶的车辆上安装加速度传感器；

(2)令被测试群体上路行驶，测试并记录所有被测车辆在正常行驶状态下，其X、Y、Z三个方向上的全部加速度值，按平均每百公里行驶里程取1-10个的比例，筛选出总行驶里程中的前n个绝对值最大的幅值，并取均值作为相应方向加速度的阈值

具体方法如下：

${\stackrel{\‾}{a}}_{x\max }=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\left|a_{\mathrm{xi}}\right|}_{\max }}{n}$

${\stackrel{\‾}{a}}_{y\max }=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\left|a_{\mathrm{yi}}\right|}_{\max }}{n}$

${\stackrel{\‾}{a}}_{z\max }=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\left|a_{\mathrm{zi}}\right|}_{\max }}{n}$

式中：

为X轴方向加速度绝对值的最大值的平均值(阈值)

为Y轴方向加速度绝对值的最大值的平均值(阈值)

为Z轴方向加速度绝对值的最大值的平均值(阈值)

|a_xi|_max为加速度传感器对被测试群体，按平均每百公里行驶里程取1-10个的比例，筛选出X方向上前n个(对总行驶里程而言)绝对值最大的幅值中的第i个最大值；

|a_yi|_max为加速度传感器对被测试群体，按平均每百公里行驶里程取1-10个的比例，筛选出Y方向上前n个(对总行驶里程而言)绝对值最大的幅值中的第i个最大值；

|a_zi|_max为加速度传感器对被测试群体，按平均每百公里行驶里程取1-10个的比例，筛选出Z方向上前n个(对总行驶里程而言)绝对值最大的幅值中的第i个最大值；

i＝1，2，3，...n

n为在被测试群体总行驶里程中筛选出的“绝对值最大的加速度幅值”的个数。

所述判断驾驶员出现不安全驾驶行为的阈值β_x、β_y、β_z的确定方法如下：

(1)将被测群体在总测试里程内，X、Y、Z三个方向加速度(a_x、a_y、a_z)的实际测试值逐一与相关的阈值进行比较，记录超出阈值

的次数并以β_x′、β_y′、β_z′表示。

(2)求出平均每百公里行驶里程中的β_x′、β_y′、β_z′值，并分别以β_x、β_y、β_z表示：

β_x、β_y、β_z分别为在规定的行驶里程中，X、Y、Z三个方向上，评判驾驶员是否出现不安全驾驶行为的阈值。

所述步骤(4)得到的数据处理结果还可以通过信息传输装置及时传输到安装在车辆上的提示装置，所述提示装置包括显示器或声光报警器。

本实用新型针对“只要车辆未发生交通安全事故，企业安全监管部门就难以从海量的记录数据中检索出日常安全监管或教育所需的不安全驾驶行为信息”的缺点，通过采集并获得β_x、β_y、β_z值，并作如下具体运用。

专业运输企业循如下思路对不安全驾驶行为进行识别与监控：

1、当某一驾驶员在平均每百公里行驶里程中，X、Y、Z三个方向加速度(a_x、a_y、a_z)的实际测试值超出阈值的次数β_xx、β_yy、β_zz中的任何一个，超过相应的阈值β_x、β_y、β_z时，即认为该驾驶员存在不安全驾驶行为。

2、调取该驾驶员行车记录数据，找出其X、Y、Z三个方向的加速度数据(a_x、a_y、a_z)超出阈值的所有相应时间段。

3、根据该驾驶员行车记录数据，调出与这些时间段相对应的所有驾驶行为信息记录资料，如：驾驶员操纵状态影像、车辆行进方向180°范围影像、车辆位置、时间、速度、制动和油门运用程度等数据。

4、根据上述数据，对驾驶员的驾驶行为进行综合分析，从中找出不安全驾驶行为产生的原因，分析其可能导致的后果。

安全监管部门根据每位存在不安全驾驶行为的驾驶员在行驶中出现的不同状况，帮助其分析问题产生的原因，制定改进方案，进行有针对性、个性化的教育，按照：培训——监控跟踪——查核培训效果——再培训——再监控跟踪的程序，直至达到目标要求。对那些存在不适合专业驾驶工作因素且矫正无效的驾驶员尽早实行淘汰。成功解决了及时有效地预防不安全驾驶行为发生的难题，从源头上大幅降低因不安全驾驶行为造成的交通事故的概率。

上述监管工作将常年并周而复始地进行，通过长期、不间断、周而复始的监控和教育，帮助驾驶员不断改进驾驶操作，最有效并持久地规范安全驾驶行为；或及时淘汰不适于专业驾驶的人员，进而最大限度地实现运输生产安全目标。

Claims (5)

1.一种不安全驾驶行为的识别与监控系统，包括驾驶行为信息采集装置、信息传输装置、数据处理和比较装置、信息显示或输出装置，其特征是：所述信息采集装置包括加速度传感器，加速度传感器与信息传输装置电路连接，信息传输装置通过无线信号与数据处理和比较装置连接，数据处理和比较装置与信息显示或输出装置电路连接；

所述加速度传感器设在被监控的车辆上，加速度传感器采集车辆行驶过程中车辆三维空间三个方向的加速度数据，并将数据通过设在车辆上的信息传输装置传送到数据处理和比较装置，处理和比较后数据通过信息显示或输出装置显示出来。

2.根据权利要求1所述的不安全驾驶行为的识别与监控系统，其特征是：所述加速度传感器包括三维陀螺仪。

3.根据权利要求1或2所述的不安全驾驶行为的识别与监控系统，其特征是：所述信息传输装置通过无线网络与数据处理和比较装置连接并相互传输数据。

4.根据权利要求1所述的不安全驾驶行为的识别与监控系统，其特征是：所述数据处理和比较装置包括中央处理单元、存储单元或PC机。

5.根据权利要求1所述的不安全驾驶行为的识别与监控系统，其特征是：所述信息显示或输出装置包括显示器、声光报警器、打印机或PC机。 

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