一种基于车联网的重大交通事故主动救援系统

摘要

本发明涉及一种交通安全救助系统，特别是一种基于车联网的重大交通事故主动救援系统，由车载终端、监控中心上位机系统、紧急报警终端、移动互联网构成；车载终端在车速大于等于某个设定阀值时激活报警程序，不断检测车辆加速度和速度趋零时间两个变量，当这两个变量值均符合设计阀值时触发报警；车载终端发出语音和蜂鸣声讯警报，引起行人和附近居民注意，以获得近距离快速救援；系统通过车联网将报警信息和事故地点信息发送到监控中心上位机系统和紧急报警终端，触发远程报警以获得专业机构的准确及时救援。该系统能在驾驶员昏迷或迷路的情况下主动实施近程和远程报警并确定事故地点，能大大缩短事故救援时间，保障生命财产安全。

说明书

技术领域

本发明涉及一种交通安全救助系统，特别是一种基于车联网的重大交通事故主动救援系统。

背景技术

及时准确的重大交通事故救援是挽救生命、减少损失的重大手段。世界各国都在研究和开发相关的技术，发达国家在这方面有比较多的研究和使用。其中法国标志雪铁龙是世界上第一个运用交通事故紧急救援系统的汽车，现在已经使用在各种型号的小型乘用车上。

1、法国标志雪铁龙汽车紧急呼叫系统。这种紧急呼叫系统是一种三级安全系统，能够通过以下几种方式起动：一是自动启动，在出事车辆的安全气囊打开后系统自动激活。二是手动启动，按住SOS按钮不松手，保持至少两秒钟，如果出事车辆的驾驶员还可以移动的话，由他负责按按钮，或者由一起严重事故的目击者在装有该系统的车中按按钮。紧急呼叫系统启动后，操纵台上的GSM电话发出SMS信号。这一信息中包括车辆型号、其准确的地理位置和电话号码等信息。掌握了由SMS信号传递的信息后，互助救援中心话务员开始与出事车辆建立声讯联系，由此能够对现场的情况做出判断，包括车祸的严重程度、受伤人员的数目等等。一位24小时随时待命的急救医生在必要的情况下能够通过远程手段提供医疗建议。在互助救援中心的要求下，消防人员、警察、医生等救援人员将被派往事故现场

这是一种混合求助技术，主动救援依赖于安全气囊的动作，存在局限性；被动救援取决于多长时间能够被目击者发现，救援时间比较长。

2、泛欧车辆紧急呼叫系统eCall。要使用该系统，汽车生产商必须在车辆的车载计算机上安装SIM卡以及GPS模块，eCall系统的触发装置与安全气囊传感器相连。若遇到重大事故，eCall系统会自动将车辆的GPS坐标、事故时间、事故车辆车牌号、甚至车辆中系了安全带的乘客数量等信息发送给欧洲各国通用的紧急呼叫号码112。呼叫中心的工作人员能根据这些信息派救援队或急救队赶往事故现场，或与车辆里的人建立语音连接。

这种系统与标志雪铁龙的紧急呼叫系统相类似，依赖于车辆安全气囊的动作，如果安全气囊没有打开则不能引发报警，没有装备安全气囊的车辆无法使用。

3、通用汽车的安吉星。这是一种依赖于CDMA网络进行语音、数据通信以及GPS卫星进行定位和导航服务的系统，具有事故救援、医院服务、维修服务等功能。发生事故后由驾驶员或目击者按下事故救援按键进行远程呼救。

这是一种被动援救系统，如果驾驶员昏迷、没有被及时发现则救援缓慢。

4、基于加速度传感器或碰撞传感器的自动报警系统。这方面的研究比较多，多数存在于各类文献中。比如《车载无线定位技术在高速公路事件检测中的应用研究》(李传志；胡如夫；何杰；杭文；陶向丽；，中国公共安全(综合版)，2008，(Z1)，142-146)，《陆路交通事故自动检测报警及人工应急报警装置》(CN201383219)，《汽车碰撞自动报警系统》(CN101556735)，《Vehicle-used automatic alarming system based on MEMS accelerometer》(Source ChineseJournal of Sensors and Actuators887-922009)，《Traffic accident informing method for vehicle i.e.car，involves outputting vehicle traveling information from global positioning system navigationunit to accident center server by using mobile communication terminal i.e.cellular phone》(KR2008052310-A)，《Vehicle automatic alarming and navigation system》(SourceMicrocomputer Information210-11，2422008)，《ACN(Automatic CollisionNotification)--reducing fatalities in traffic accidents by automated accident reporting》(SourceKongressbd Dtsch Ges Chir Kongr119546-82002)，《Effecting alarm at vehicle in trafficaccidentusing crash sensor，GPS receiver，system control and telephone to determine gravity andposition of vehicle accident and automatically transmitting alarm signal contg.relevant data》(DE4421960-A；DE4421960-A1；DE4421960-C2)

以上文献所涉及的技术基于上都是以加速度变化作为唯一识别参数，由于加速传感器或碰撞传感器自身精度和车辆振动、冲击、碰撞位置等影响，系统的漏报和误报比较严重。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于车联网的重大交通事故主动救援系统与其救助方法。重大交通事故往往会造成驾驶员受伤昏迷或迷路。本系统在发生交通事故后系统可以自动触发语音和鸣叫的近程报警，以引起行人和附近居民的注意，实施及时求援；与此同时将事故信息和事故位置通过车联网发送给企业监控中心或紧急报警终端，比如122、120、110等，以获得及时而准确的专业救援。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

1、一种基于车联网的重大交通事故主动救援系统：包括车载终端、监控中心上位机系统、紧急报警终端、移动互联网；

其中车载终端安装在驾驶室中，由核心控制模块、存贮模块、卫星定位模块、移动通信模块、加速度模块、音频处理单元、讯响器、电源处理单元构成；

核心控制模块用于事务管理、数据处理；

存贮模块用于程序、算法和数据的存贮；

卫星定位模块用于宿主车辆的定位、速度、时间授入；

移动通信模块包括SIM卡和读卡器，用于数据编码、远程通信信道建立和数据收发；

加速度模块用于测量车辆在各个方向上的加速度变化；

音频处理单元用于系统各类状态的语音提示；

讯响器用于系统危险状态的警报提示；

电源处理单元用于提供不同电子元件所需要的适合电压范围，并提供极性反接和过电压保护；

其中监控中心上位机系统包括服务器、浏览器和交通事故救援管理软件平台；

服务器为普通WEB服务器和数据库服务器，用于提供网络端口、接收远程数据、存贮数据、数据计算和事务处理；

浏览器为B/S架构模式下客户机所安装的浏览器，用于处理后的数据显示和指令、信息输入；

交通事故救援管理软件平台为安装在服务器硬盘上用于监控中心对远程车辆进行交通事故监控和数据分析的软件系统；

其中紧急报警终端是系统指定并记录的紧急联系通信终端，用于接收重大交通事故报警短消息；

其中移动互联网由车载终端、监控中心上位机系统WEB服务器、紧急报警终端通过移动通信技术和Internet构成；

2、基于车联网的重大交通事故主动救援系统的救助方法如下：

1)远程通信信道建立

(1)车载终端上电，核心控制模块主程序启动，通信接口初始化；

(2)车载终端卫星定位模块寻找卫星，获取定位数据；

(3)卫星定位模块获取到定位数据，系统自检通过，定位数据及其它信息经核心控制模块处理后存入存贮模块；

(4)核心控制模块利用AT指令通过移动通信模块拨号，移动通信模块经移动通信基站与当地的移动通信业务节点进行无线通信，并通过该移动通信网关进入该移动互联网，一条物理通道就在移动通信模块和移动互联网之间建立起来；

(5)数据链路控制协议将原始的物理通道连接改造成无差错的数据链路，通过移动互联网网关支持节点远程登录互联网，并得到移动互联网网关分配的地址；

(6)网络层协议将接入互联网的具有不同地址的终端都联系起来。经过路由选择，可以实现连在互联网上的任一终端之间进行数据交互；

(7)车载终端清空接收/发送缓冲区并开启中断；

(8)核心控制模块将获取的经处理过的信息从存贮模块中取出，通过通信接口传输给移动通信模块；

(9)移动通信模块将卫星定位数据进行编码调制生成报文，利用前述已经建立的信道传输到互联网；

(10)传输层协议将调制好的报文按路由选择地址传输给监控中心上位机系统服务器；

(11)监控中心上位机系统服务器接收到来自互联网的数据报文后进行解调，确认数据源并计算，存入数据库；

(12)服务器调用交通事故救援管理软件平台，对接收到的信息按预定程序进行处理，将处理结果显示在浏览器中；

(13)车载终端每隔一定的时间向监控中心上位机系统服务器上传一条卫星定位数据；

2)交通事故救援程序自动激活与挂起

(1)车载终端上电，核心控制模块主程序启动，通信接口初始化；

(2)卫星定位模块获取到定位数据，系统自检通过，远程通信信道建立；

(3)系统检测卫星授入的车辆速度信息；

(4)当车速大于等于某个设定值时，系统自动激活交通事故救援程序；

(5)当车速小于某个设定值时，系统自动挂起交通事故救援程序；

3)重大交通事故主动报警

(1)当交通事故救援程序处于激活状态时，系统不断检测加速度传感器采集的加速度值和卫星授入的车辆速度信息；

(2)当加速度值达到或超过设计阀值，同时卫星授入的车辆速度小于1km/h，且速度下降时间小于等于设计阀值，核心控制模块自动发出报警指令；

(3)报警指令触发音频处理单元以语音进行近距离求助，同时触发讯响器以鸣叫音进行近距离求助；

(4)核心控制模块将报警指令传输给移动通信模块；

(5)移动通信模块对指令进行调制，以报文格式通过移动互联网发送给监控中心上位机系统进行远程求助，以短消息格式通过移动互联网发送给紧急联系终端进行远程求助；

(6)监控中心上位机系统接收到远程求助信息后调用交通事故主动救援管理软件平台，在浏览器新窗口中显示出现重大交通事故的目标位置，并以语音和文字进行提示；

(7)紧急报警终端接收到远程求助短消息；

(8)监控中心和紧急报警终端在收到求助信息后可以立即确定事故地点并实施救援；

(9)车载终端在事故发生后持续以语音和警报进行近距离求助，在对伤者实施救援后，按重置键可取消报警。

本发明的有益效果在于：

(1)实现了重大交通事故的自动求助。

系统在发生重大交通事故后几秒内便可自动发出语音和鸣叫的近距离呼救，吸引行人和附近居民前来救助；在20秒内便可自动将交通事故报警信息和地点信息等传输到所有系统相关者，得到更加及时的专业救助。尤其在驾驶员受伤昏迷或迷路的情况下，能够大大缩短救援时间，提高搜救的准确性，据有关数据显示，紧急救援系统可以使平均救援时间缩短50％以上

(2)提高了自动判断重大交通事故的有效性和救援的及时性

系统将加速度变化和速度趋零时间两个变量引入重大交通事故的判断中。在车辆发生正、侧碰和翻滚等重大交通事故时，其反向加速度会产生极为显著的变化；最后一撞后车辆会迅即停下，速度趋零时间也会产生极为显著的变化。双变量的模式可以提高事故判断准确率，避免资源浪费。系统将近距离报警求助和远程报警救援有效结合，大大提高救援的及时性。

(3)实现了货运车辆重大交通事故的主动救援。

货运车辆经常会长途行驶、夜间行驶、在陌生区域行驶，但是货运车辆并不装备安全气囊，与安全气囊联动的紧急呼叫技术无法运用，一但出现重大交通事故，会造成严重的人员伤亡和财产损失。本系统可以运用在货运车辆上，在发生重大交通事故后主动发起近距离和远程求助，可以让企业监控中心第一时间得到事故信息，实施及时而准确的救援。

(4)实现了重大交通事故的联网救援。

本系统是一种基于车联网的救援系统，求助信息通过移动互联网传输，数据可以在移动过程中上传至服务器进行事故报警、地点定位和救援实施；通过与紧急报警终端的SMS通信，可以实现多向报警或如与110、120、122报警平台的联动。联网救援使救援的参与者更广泛，即使一个终端未能收到求助，其它终端也可提供及时准确的救援

附图说明

图1是基于车联网的重大交通事故主动救援系统结构框图

图2是基于车联网的重大交通事故主动救援系统功能活动图

具体实施方式

如图1所示，为本发明设计的基于车联网的重大交通事故主动救援系统结构框图。由车载终端、监控中心上位机系统、紧急报警终端、移动互联网几部分组成，通过GPRS、Internet和SMS等移动互联网技术组成车联网。车载终端获取卫星定位数据，检测车辆加速度和速度趋零时间。核心控制模块对接收到卫星定位数据、车辆加速度数据、速度趋零时间数据等信息进行处理，当加速度和速度趋零时间两个变量值均达到设计阀值则触发音频处理单元语音和讯响鸣叫报警，同时将报警信息和事故位置数据通过GPRS和Internet网关上传到监控中心上位机系统；监控中心上位机系统收到报警后调用重大交通事故主动救援管理软件平台，在浏览器中打开新窗口显示事故车辆及其位置。车载终端同时通过SMS向紧急报警终端发送报警短消息。

如图2所示，是基于车联网的重大交通事故主动救援系统功能活动图，图中点划线为无线通信，实线为有线通信，虚线为卫星数据。卫星定位系统获取卫星数据并传输给主机，主机通过自检，主程序启动。当车速大于等于23km/h，系统激活重大交通事故报警程序；当车速小于23km/h，断续进行速度判断，如此循环。当车速小于1km/h，车载终端开始记录速度下降时间。在激活重大交通事故报警程序状态下，车载终端不断获取和检测加速度值，当加速度的绝对值小于40g(即40倍重力加速度)，则断续检测加速度值；当加速度的绝对值大于等于40g，车载终端同时对速度趋零时间进行检测，如果速度趋零时间大于200ms，则不判定为重大交通事故，继续对两个变量进行检测；如果速度趋零时间小于等于200ms，则判定发生重大交通事故，车载终端自动触发语音和鸣叫报警。与此同时，车载终端通过车联网向监控中心上位机系统发送事故报警信息和位置信息；监控中心上位机系统接到报警信息后自动以语音和文字进行提示，同时可以向专业救援机构求助，如交警、医疗、消防等；车载终端也通过车联网向紧急报警终端发送事故报警信息和位置信息；紧急报警终端可以专业机构，也可以是驾驶员亲友。紧急报警终端接到报警信息可以迅速组织救援或向外求助。事故车辆得到救援后可以按重置键中止报警；监控中心上位机系统可以关闭报警窗口而中止报警。