CN205292500U - 货运车辆油耗实时监控与安全预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种货运车辆油耗实时监控与安全预警系统，能解决现有的车载监控报警系统无法对车辆进行全方位监控并提前预警的问题。本实用新型包括多功能数据采集处理器、油箱油量传感器、实时车速传感器、发动机转速传感器和3G通讯车载视频终端，与3G通讯车载视频终端连接的、内嵌读卡器的调度显示屏。本实用新型阐述的基于卫星定位技术的货运车辆油耗实时监控与安全行驶远程综合预警系统，考虑驾驶员精神因素、驾驶时间因素、车速因素、制动冷却降温因素、空档滑行因素和倒车后视因素对车辆进行全方位安全监控和预警，为双油箱长途车辆的油量远程实时监测提供了可靠技术手段，为降低车辆运营成本，提高车辆安全监管水平提供了有效保证。

Description

货运车辆油耗实时监控与安全预警系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于车载卫星定位终端技术的货运车辆油耗实时监控与安全行驶远程综合预警系统。

背景技术

当前随着我国经济建设的飞速发展，道路车辆运输的主导作用显得越来越重要，伴随而来的是重特大恶性道路交通事故也频频发生，给经济带来巨大损失，马路杀手给人民生命和财产带来严重影响，道路交通公共安全面临严重挑战。随着我国车载卫星定位技术与应用的不断普及和完善，各级政府的交通安全监管部门通过该技术对道路运输车辆的道路动态安全监管力度也不断加强，越来越多的营运重载货车都逐步安装了车载卫星定位终端设备，以提高安全监管手段和水平。在目前安装的主流车载卫星定位终端及配套设备中，主要实现了如下的功能：车辆位置查询、平均车速(30秒内平均车速)测量、累计里程统计(通过平台软件计算，但与车载里程表累计里程有较大偏差)、车辆安全信息实时存储(ACC开关，左、右转向灯，远近灯，车速，刹车，喇叭信号、车门开关信号存储)，在一定程度上，起到了车辆安全行驶的监管作用。

纵观我国前几年频繁发生的重特大道路交通事故，原因不外乎有以下几种：

1.司机没休息好，精神状态不佳，发困打瞌睡(驾驶员精神因素，是发生事故的最主要因素)；

2.连续驾驶时间超长(超过4小时)，神情恍惚，注意力不集中(驾驶时间因素)；

3.车速过快，刹不住车(车速因素)；

4.长时间踩刹车，制动单元发热发红，无冷却水冷却(制动冷却降温因素)；

5.重载车辆行驶于下长坡，为省油，挂空档滑行(空档滑行因素)；

6.车辆后方看不清，倒车时出现事故(倒车后视因素)。

在目前市面上安装的所有车载卫星定位终端设备及辅助配套产品中，没有能从上述六个关键环节全方位、全过程、实时进行监控的产品(设备)。现有产品中，至多进行平均车速测量报警和连续驾驶时间超时报警(交通部颁布的部标终端设备)，尤其是司机疲劳瞌睡引起的事故，都是事后报警，根本无法在事故发生前提前报警。如果能开发出一套能从上述六个关键环节全方位、全过程、实时进行监控且能提前报警的产品或系统，将能避免许多恶性交通事故，挽回不可估量的经济损失，对于拯救或挽回司机生命及避免财产损失具有不可估量的重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种货运车辆油耗实时监控与安全预警系统，能解决现有的车载监控报警系统无法对车辆进行全方位监控并提前预警的问题。

本实用新型的技术方案是以下述方式实现的：一种货运车辆油耗实时监控与安全预警系统，包括多功能数据采集处理器，通过信号采集线束与多功能数据采集处理器连接的油箱油量传感器、实时车速传感器和发动机转速传感器，与多功能数据采集处理器连接的3G通讯车载视频终端，与3G通讯车载视频终端连接的、内嵌读卡器的调度显示屏。

还包括与3G通讯车载视频终端连接的GPS信号天线和CDMA网络天线。

还包括与多功能数据采集处理器连接的防疲劳驾驶预警系统。

还包括与多功能数据采集处理器连接的一车多厢管理读卡器和与一车多厢管理读卡器相匹配的车厢牌号识别IC卡和地址识别IC卡。

还包括通过信号采集线束、与多功能数据采集处理器连接的空档指示开关、冷却水箱水位报警器、碰撞传感器和温度报警器。

还包括所述调度显示屏内嵌TTS语音播报喇叭及读卡器，以及与所述调度显示屏内嵌读卡器相匹配的驾驶员身份识别IC卡。

还包括与所述3G通讯车载视频终端连接的摄像头和SD视频存储卡。

还包括与多功能数据采集处理器连接的车辆安全信号采集线束。

本实用新型阐述的基于卫星定位技术的货运车辆油耗实时监控与安全行驶远程综合预警系统，考虑驾驶员精神因素、驾驶时间因素、车速因素、制动冷却降温因素、空档滑行因素和倒车后视因素对车辆进行全方位安全监控和预警，为双油箱长途车辆的油量远程实时监测提供了可靠技术手段，为降低车辆运营成本，提高车辆安全监管水平提供了有效保证。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

图1是本实用新型的货运车辆油耗实时监控与安全预警系统的示意图。图1所示系统主要包括左油箱油量传感器1、右油箱油量传感器2、防疲劳驾驶预警系统3、一车多厢管理读卡器4、车厢牌号识别IC卡(智能卡)5、信号采集线束6、实时车速传感器7、发动机转速传感器8、空档指示开关9、冷却水箱水位报警器10、碰撞传感器11、温度报警器12、多功能数据采集处理器13、3G通讯车载视频终端14、SD(安全数字)视频存储卡15、内嵌读卡器的调度显示屏16、TTS(文语转换)语音播报喇叭17、驾驶员身份识别IC卡18、车辆安全信号采集线束19、4路摄像头(附图标记20、21、22、23指示了4个摄像头)、GPS(全球定位系统)(北斗)信号天线24、CDMA(指码分多址)网络天线25、地址识别IC卡26。

具体的，多功能数据采集处理器13的5个入口依次连接着左、右油箱油量传感器1、2，防疲劳驾驶预警系统3，一车多厢管理读卡器4和信号采集线束6。油量传感器1、2，防疲劳驾驶预警系统3和一车多厢管理读卡器4通过航空插头利用RS232(或RS485)通信方式向数据采集处理器13传递各路实时数据。信号采集线束6上分别连接着实时车速传感器7、发动机转速传感器8、空档指示开关9、冷却水箱水位报警器10、碰撞传感器11和温度报警器12。多功能数据采集处理器13的输出口通过航空插头利用RS232(或RS485)通信方式与3G通讯车载视频终端14相连，终端14上还连接有4路摄像头20、21、22、23以及车辆安全信息采集线束19。内置驾驶员身份识别IC卡18和TTS语音播报喇叭17的调度显示屏16与终端14连接。终端14内插有SD视频存储卡15，用于存储4路视频信号。终端14上还连接GPS信号天线24和CDMA网络数据天线25，终端14通过GPS信号天线24和CDMA网络数据天线25与服务器通信。车辆安全信息采集线束19分别与刹车灯、转向灯、远近灯、喇叭和车门锁电路连接。

各组成部分的功能及用途如下：

油量传感器1和油量传感器2用途在于对左、右油箱内剩余油量数据实时采集，实时反映油箱内剩余油量变化，两油箱独立安装传感器，便于识别发现各种油量异常情况，同时也能识别出因车身姿态变化(左右倾斜或上下坡)引起的油量波动。

防疲劳驾驶预警系统3用途在于对驾驶员精神状态和注意力实时监测，利用视网膜瞳孔检测技术，即使睁眼状态下的瞌睡疲劳驾驶，也能被检测出并及时报警，是市场上可买到的。不论在夜晚还是阳光下，防疲劳驾驶预警系统3都可以对司机的疲劳状态做出正确的分析，除了对疲劳驾驶报警之外，对驾驶员不专注驾驶，回头说话、低头看东西、左右侧视、或操作音响、导航仪时间过长都会进行报警提示，避免驾驶员粗心大意出交通事故。防疲劳驾驶预警系统3可连续监视驾驶员的疲劳瞌睡状态，如果司机开车过程中打瞌睡，会在2～3秒内发出连续高音的报警声音惊醒驾驶员，同时将驾驶员疲劳时的图片实时上传给后方管理平台。由于检测驾驶员的瞳孔放大和缩小情况，如果司机即将瞌睡，即使还没有闭眼，瞳孔会提前变暗，这样系统可提前预警。若防疲劳驾驶预警系统3被司机人为挪开或旋转对向别处，超过一定时间也会向后台发出报警，防止司机不使用或不对准自己。

一车多厢管理读卡器4和车厢身份识别IC卡5，分别安装在驾驶室后侧和车厢前端同高位置，两者结合用于检索牵引车头所牵挂车厢的车牌号以及车厢的分离时间。一车多厢管理读卡器4与地址识别IC卡26结合，用于后方管理平台远程读取车辆进出分公司大门口的时间和分公司物流园的地址及名称。

冷却水箱水位报警器10安装在挂车车厢底盘下的冷却水箱上部，长途重载车辆在行驶中往往不知道用于冷却轮胎轮毂的水箱内水位，当水箱内冷却水位低于设定值时，水位报警器10发出报警并通过多功能数据采集处理器13和3G通讯车载视频终端14将低水位报警信号实时传送给调度显示屏16，TTS语音播报喇叭17自动发出声音提醒驾驶员，同时后方服务器上的管理平台上也会收到该报警，显示出相应的报警类型。

碰撞传感器11用途在于检测车辆在行驶和静止状态下是否受到外力外物猛烈撞击，当达到6g～7g的撞击加速度时，发出撞击报警信号，并通过多功能数据采集处理器13和3G通讯车载视频终端14将撞击报警信号第一时间传送给后方的管理平台，若管理平台捆绑有单位、家人、120或119急救电话，可第一时间通知单位、家人、或交警、医院部门前来营救。

温度报警器12用于具有冷藏保鲜功能要求的物流车上，对车厢冷藏室内温度实施检测，当车厢冷藏室内温度高于设定值时，发出报警信号并通过多功能数据采集处理器13和3G通讯车载视频终端14将超温报警信号第一时间传送给后方管理平台。

多功能数据采集处理器13除向3G通讯车载视频终端14传送两路油量信息、驾驶员疲劳驾驶报警信息、面部疲劳图片数据包信息、车厢牌号信息、到达地址及时间信息、轮胎散热水箱低水位报警信息、碰撞报警信息、超温报警信息外，还有以下四个特色功能：

1.空档滑行检测报警功能：

多功能数据采集处理器13对车速传感器7和转速传感器8(或者是车速传感器7和空档指示开关9两者)送来的两路实时信号进行比较分析处理，判断车辆是否符合空挡滑行报警条件，当符合空挡滑行报警条件时，发出报警信号并通过3G通讯车载视频终端14将空挡滑行报警信号第一时间传送给后方的管理平台，并在管理平台上形象显示出滑行起始时间、滑行时长、及滑行速度。

2.与车上里程表完全一致的累积里程计算统计功能：

通过原始设定后，能将准确的原始累积里程数值传送至后方的管理平台，便于软件参与准确计算统计各种与里程有关的报表数值(如准确的车速、针对车辆的全天百公里油耗、针对每个驾驶员的各自累计驾驶里程及百公里油耗等)，即使系统掉电断电，总里程数据也不会丢失。

3.当实时车速聚降时触发报警功能：

当车辆实时车速在2秒内变化量超过设定值(可后台设定)时，自动触发报警，利用此报警信号可在后台设定自动触发视频实时上传或即时抓拍功能，以便出现事故时在后方平台实时获取事故现场证据，以免车毁人亡时连证据也没了。

4.真实准确的超速报警功能：

当实时车速超过设定值(可后台设定)时，产生报警信号，通过3G通讯车载视频终端14上传至后方的管理平台，在相应轨迹点上显示出超速警情。此超速警情是由硬件触发报警，而非平台软件计算报警。

3G通讯车载视频终端14在工作状态下，将四路摄像头(前方、后方，左后、右后)拍摄的视频信号储存在SD存储卡15内，当有客户端访问服务器时，3G通讯车载视频终端14将相应通道内的视频信号通过CDMA天线25传送至服务器，客户端从服务器中调取相应的视频信息。当车辆倒车时，倒车开关触发后视摄像头拍摄的实时视频在调度显示屏上实时播放，驾驶员在驾驶室内即可轻松看到车厢尾部画面，消除了视线盲区。当通过后方管理平台向车辆传送短信等调度信息时，车载终端14将接收到的短信内容传送给调度显示屏16,在调度显示屏16上显示出来，同时通过内置的TTS语音播报喇叭17将短信内容以语音形式播报出来，避免了司机行驶过程中扭头看的不安全隐患。

当驾驶员换人时，驾驶员身份识别IC卡18被更换，调度显示屏16内置的读卡器读出驾驶员身份信息，并将该身份信息通过3G通讯车载视频终端14实时上传并保存至服务器，客户端访问服务器时获取相应信息。

当车辆到达或离开异地城市物流园大门口时，牵引车上读卡器读取大门口旁的地址识别IC卡26内的信息，连同读取识别到的时间一同传送至数据采集处理器13，再通过车载视频终端14上传至服务器，客户端访问服务器时获取相应信息。

与此同时，ACC开关、刹车、左转向、右转向、远灯、近灯、喇叭、车门启闭等安全信号通过采集线束19实时传输并保存在3G通讯车载视频终端14内的SD视频存储卡内。

本实用新型发明最大亮点就是在安全预警方面在系统中增加集成了：

1.防疲劳驾驶预警功能，能提前发现司机疲劳状态并提醒警示司机和后台，属于事前预防型功能，而非事后报警型。对于避免或挽救司机生命及保障车辆财产安全将起到不可估量的作用。

2.空档滑行检测预警功能，及时发现下坡长时间空档滑行及滑行速度警情。

3.碰撞报警功能，第一时间将车辆碰撞信息通知单位或急救单位，最大限度缩短了救援时间，这对抢救驾驶员生命极为重要。

4.轮胎轮毂冷却水箱低水位报警功能，及时提醒司机补水，最大限度减少因断水、高温而导致的刹车失灵隐患。

5.车辆发生碰撞前车速聚降时立即报警，触发实时视频上传或即时抓拍功能，以便在后方的管理平台上及时获得即将发生事故时的现场证据，此功能在车毁人亡无法取证时尤为重要。

另外在功能方面系统中集成了：

1.双路油量检测功能，实时发现车上各种油量异常情况，测量更精准。

2.一车多厢识别管理功能及车辆到达或离开目标地时间的准时传送功能，实时检索牵引车上车厢身份信息、位置信息及分离牵挂状态。当车辆到达或离开异地城市物流园门口时，读卡器实时读取大门口IC卡上的地址及物流园名称并通过多功能数据采集处理器13上传至3G通讯车载视频终端14。在平台软件统计功能的帮助下，后台管理人员不但准确知道车辆何时离开(或进入)异地城市物流园大门口，总部还可知道已脱离车厢的脱离分开时间及位置，以及各地区的分布数量，防止车厢丢失和闲置。对于大型物流公司来说，这对提高车辆班线考核手段提供了强有力的技术支持，对提高各地区车厢的利用率有极大的帮助，避免了繁杂的人工查找，避免了失误。

3.与车上里程表完全一致的累积里程计算统计功能，当前里程统计和车速统计都是依靠平台软件计算出的，软件计算里程是根据每30秒车辆两轨迹点之间形成的线段长度之和得出的，软件车速计算是按每30秒上报一次位置轨迹信息，两轨迹点之间线段距离除以30秒而来。因此，软件计算出的里程和车速都是近似值，而非精准值，与实际相比具有一定误差，属于系统误差。而数据采集处理器13计算出的里程是根据车速传感器实时脉冲数按一定比例系数换算出来的，并具有累积保存功能，能确保与车上里程表数值完全一致，原始累积里程数值具有非常高的准确性，而这就需要把电路板上的快闪存储器更换为铁电存储器，以防频繁的数据存储导致里程数值丢失。该功能将为平台软件计算统计当月或当天里程报表及对司机的单趟路线考核和百公里油耗考核提供科学精准的数值，进而实现精益管理。

其中，多功能数据采集处理器13的功能是通过内部整合的现有程序实现的。

以上几点是当前任何车载卫星定位终端及其辅助系统中所没有的功能。

替代实施例：

在一车多厢管理读卡器4中，本实用新型采用的是RFID(无线射频识别)技术，在用户能接受的前提下，也可通过改造车厢上线路，在车厢底部安装一个电路板盒子，电路板内部存储有车厢的车牌ID号，电路板盒子以有线方式实现牵引车头与车厢的连接，当车厢与车头结合时，电路板盒子的插头与牵引车头上的多功能数据采集处理器13相关插座接通，读取电路板盒子的车牌ID号信息，传至后方平台上。只不过该方案在安装和司机使用操作中麻烦些。不便于分散地点安装，在司机挂车或分离车厢操作时，若一时不慎忘记电路板盒子的插拔，易导致后台无法找到车厢ID号或易把电路板盒子的线束接头损坏。

本实用新型核心保护点是：

1.多功能数据采集处理器13及其配套附件中所集成的八大特色功能：双路油量实时远程监测功能、防疲劳驾驶预警功能、空档滑行实时远程预警功能、一车多厢识别管理功能、轮胎轮毂散热水箱低水位报警功能、碰撞报警功能、车速聚降触发即时抓拍或视频实时上传功能，与车上里程表完全一致的累积里程计算功能。

2.双路油量监测采用左、右油箱各安装一个油量传感器，实时上报各油箱中剩余油量位置，实时识别各种油量异常情况。

3.防疲劳驾驶预警功能采用视网膜瞳孔检测技术，即使睁眼状态下的瞌睡疲劳驾驶，也能被检测出并及时报警。不论在夜晚还是阳光下，系统都可以对司机的疲劳状态做出正确的分析。

4.空档滑行实时远程预警功能根据车型采用两种模式判断：a)根据车速和发动机转速智能判断；b)根据车速和空档指示开关智能判断。

5.水箱水位报警器与数据采集处理器之间采用载波通信方式，利用原车厢前端上的七芯插座线束，在不改变原线束结构，不影响各路传递原有信号功能的前提下，将低水位报警信号加载在某一路线束上，通过车上原有线路传送至牵引车头上，在牵引车头端将低水位报警信号检出后再通过信号采集线束16送至数据采集处理器13。另外水箱水位报警器10通过原车上单线，即可把低水位报警信号传送，也可把加满水后产生的高水位报警信号送出。

6.数据采集处理器内存储器采用铁电存储器，而非快闪存储器，以免频繁的数据存储超过一定存储次数后存储失效，存储导致后期累积里程数据丢失。

7.一车多厢识别管理读卡器不但能读取车厢身份信息，而且还能读取车辆到达或离开异地城市物流园的时间、物流园名称及地址。地址识别IC卡采用有源IC卡，而车厢身份识别IC卡采用无源IC卡。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (8)

1.一种货运车辆油耗实时监控与安全预警系统，其特征在于：包括多功能数据采集处理器，通过信号采集线束与多功能数据采集处理器连接的油箱油量传感器、实时车速传感器和发动机转速传感器，与多功能数据采集处理器连接的3G通讯车载视频终端，与3G通讯车载视频终端连接的、内嵌读卡器的调度显示屏。

2.根据权利要求1所述的货运车辆油耗实时监控与安全预警系统，其特征在于：还包括与3G通讯车载视频终端连接的GPS信号天线和CDMA网络天线。

3.根据权利要求1所述的货运车辆油耗实时监控与安全预警系统，其特征在于：还包括与多功能数据采集处理器连接的防疲劳驾驶预警系统。

4.根据权利要求1所述的货运车辆油耗实时监控与安全预警系统，其特征在于：还包括与多功能数据采集处理器连接的一车多厢管理读卡器和与一车多厢管理读卡器相匹配的车厢牌号识别IC卡和地址识别IC卡。

5.根据权利要求1所述的货运车辆油耗实时监控与安全预警系统，其特征在于：还包括通过信号采集线束、与多功能数据采集处理器连接的空档指示开关、冷却水箱水位报警器、碰撞传感器和温度报警器。

6.根据权利要求1所述的货运车辆油耗实时监控与安全预警系统，其特征在于：还包括所述调度显示屏内嵌TTS语音播报喇叭及读卡器，以及与所述调度显示屏内嵌读卡器相匹配的驾驶员身份识别IC卡。

7.根据权利要求1所述的货运车辆油耗实时监控与安全预警系统，其特征在于：还包括与所述3G通讯车载视频终端连接的摄像头和SD视频存储卡。

8.根据权利要求1所述的货运车辆油耗实时监控与安全预警系统，其特征在于：还包括与多功能数据采集处理器连接的车辆安全信号采集线束。