行人闯红灯处罚的执行系统与方法

摘要

本发明采用通信和自动检测技术，涉及基于精确定位技术的交通管理系统与方法，适用于交通管理和安防领域，尤其涉及一种行人闯红灯处罚的执行系统与方法，该系统主要包括移动终端、定位装置、定位服务器、分析系统、红绿灯信息系统、ID识别系统、扣费系统，利用定位装置对漫游到某一监控区域附近的移动终端进行定位，跟踪并存储移动终端在该红绿灯路口监控区域内的运动轨迹；结合红绿灯信息与该移动终端的运动轨迹分析计算，确定移动终端的违章情况，并获取此违章的移动终端的信息；将违章的移动终端的信息提供给扣费系统，通过扣费系统，自动扣除其相应的违章金额。本发明具有成本低，可操作性强，处罚公平公正，自动高效的特点。

说明书

【技术领域】

本发明采用通信和自动检测技术，涉及基于精确定位技术的交通管理方法与系统，适用于交通管理或安防领域，尤其涉及一种行人闯红灯处罚的执行系统与方法。

【背景技术】

现在对于机动车辆的闯红灯违章的处罚都是基于利用高清数字摄像机拍摄机动车辆违章照片的原理来实现的。对于行人闯红灯等违章现象还没有一个很好的治理办法，原因在于，行人闯红灯这种现象流动性很大，而且多体现为群众性，靠个别的执法人员很难大规模的制止，同时即使捉到了违章的行人，也很难对其进行处罚。在现场处罚，行人会谎称没带财物，但是又不能对行人采取强制措施，所以罚款难以落实，通过视频取证的方法事后处罚，由于明确的身份标志，所以更难处罚。

然而信息社会中每个人都几乎至少拥有一台手机或者小灵通，我们将此统称为移动终端，而每台移动终端都至少拥有一个独立的ID，即入网信息，也就是我们的通讯号码，该ID存储在移动终端的SIM卡中，而每个通讯号码只会同时被一台移动终端使用，所以通过通讯号码就可以准确的锁定移动终端。

在有无线通讯网络覆盖的地方，带有GPS功能的移动终端只要开机并开启GPS功能，就会自动登记到无线通讯网络里，通过无线通讯网络的定位系统，就可以检测到这台移动终端的实际地理位置，也可以同时对该移动终端的移动轨迹进行跟踪。现在基于GSM移动网络最高精确的手机定位技术是AGPS和基于CDMA网络的GPSONE手机定位技术，其理论精确度可以达到5-10米，由于受天气以及障碍物的影响会使其定位精确度降低到10-50米，这样的定位精度对于行人在红灯亮时依然进入人行道的违章现象很难判断，所以要能准确的判断行人是否在红灯亮时跨过人行道，就必须采用其他辅助设备来更加准确的判断其准确的位置信息，即地理坐标。

单独的基于GPS定位技术的移动终端，用户可以通过关闭GPS功能来逃避其被定位跟踪，而且目前一般的移动终端具有GPS功能还很少，对定位跟踪其违章情况实来说有一定的困难，所以就必须采用一种被动定位技术，使每一个持有移动终端的人都能在红绿灯路口的监控区域被跟踪和定位。而现在每一个移动终端都有无线通讯服务提供商提供的SIM卡，SIM卡里暂时存放的有关网络的数据，可以通过SIM卡传输给定位卫星或者发射基站数据的时间来确定移动终端的具体地理位置。

利用现代地理信息技术和其他的高精度定位技术已经可以准确的把某个特定的地理区域划分出来，形成一个静态的“面”，而我们可以将移动终端视作一个动态的“点”，每当这个“点”入侵到这个“面”内的时候，我们就可以将其运动轨迹记录下来，形成原始数据。

既然我们有办法检测到行人违章闯红灯的行为，但如何去处罚并且是制止呢？申请号为200710024749.X的中国专利，其申请公开说明书中所述的系统是通过其驾驶的机动车拍照来锁定违章者的身份信息的，然后通过身份者的银行卡来扣款的，这样的罚款方式显然不适合与行人闯红灯违章现象。因为，每一个违章者所持有的手机不一定是自己的，而且现在通讯号码都不是实名制，所以通过移动终端也不一定能锁定持有者的身份，所以通过手机号码去追溯持有者的身份信息是不实际的，所以只能就移动终端的本身进行处罚。

现在的移动终端都是采取预付费的通讯模式，所以每个移动终端的通讯号码(ID)上都存有一定的话费，从移动终端的通讯号码(ID)上直接扣款成为一种可能。

【发明内容】

本发明中所述的移动终端是指具有无线通讯功能的移动通讯设备，不仅仅局限于手机、小灵通等，而且无需具备GPS功能，所述的无线通讯网络泛指所有的移动通讯网络，不仅仅局限于PHS、GSM、和CDMA网络，所述的无线通讯服务提供商也不仅仅局限于目前所存在的移动、联通和电信小灵通等。

本发明的其一目的就是为了解决行人闯红灯处罚执行难的问题，而提供有效的行人闯红灯处罚的执行系统。

一种行人闯红灯处罚的执行系统，其特征在于，该系统包括包括移动终端、定位装置、定位服务器、分析系统、红绿灯信息系统和扣费系统，定位装置向移动终端发出定位信号，该移动终端在某一监控区域内的定位信号返回给定位装置，该定位装置向定位服务器传输移动终端的位置信息，定位服务器生成的移动终端运行轨迹数据传输给分析系统，该分析系统同时接收红绿灯信息系统的数据，分析系统分析出的违章移动终端SIM卡信息传输给扣费系统。

所述的定位装置包括至少三个定位设备，该定位设备设置在监控区域周围的不同位置，每个定位设备的信号均覆盖监控区域。

所述的定位装置还包括感应线圈，所述的感应线圈设置在监控区域外围的边沿。

所述的定位装置还可采用高精度的全球卫星定位系统，该卫星定位系统包括定位卫星、发射基站和辅助接收器。

所述的定位设备包括识别移动终端SIM卡信息的模块。

所述的定位装置对移动终端发出的定位信号至少为GPS、蓝牙或者射频中的一种。

所述的定位服务器中包括存储模块和定位分析模块，定位分析模块包括计算机处理单元，存储模块存储有移动终端的在监控区域内的运动轨迹数据与移动终端SIM卡信息。

所述的红绿灯信息系统的数据包括红绿灯信号转换时的时间信息和红绿灯所处的地理位置信息。

所述的分析系统包括一个分析在监控区域内的移动终端是否违章的计算机处理单元。

所述的执行系统还包括ID识别系统，所述的ID是指移动终端SIM卡卡号，分析系统分析出的违章移动终端SIM卡信息传输给ID识别系统，ID识别系统分析出的违章移动终端ID信息返回给分析系统，ID信息通过分析系统传输给扣费系统。

所述的扣费系统包括无线服务提供商的话费系统。

该系统还包括交管中心处罚备案系统，该备案系统存储有话费系统传递给该系统的扣费信息。

该系统还包括交管中心的视频监控系统，该视频监控系统的数据传输给分析系统，分析系统中处理的违章照片信息传输给交管中心处罚备案系统。

所述的扣费信息通过无线网络传输给移动终端。

所述的视频监控系统包括高清数字摄像机。

本发明的另一目的是提供对行人闯红灯进行处罚的执行方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)利用定位装置对漫游到某一监控区域附近的移动终端进行定位，跟踪并存储移动终端在该红绿灯路口监控区域内的运动轨迹；

(2)结合红绿灯信息与该移动终端的运动轨迹分析计算，确定移动终端的违章情况，并获取此违章的移动终端的信息；

(3)将违章的移动终端的信息提供给扣费系统，通过扣费系统，自动扣除其相应的违章金额。

所述的步骤(1)包括以下步骤：

(1.1)预先在红绿灯路口划定监控区域，对该监控区域进行精确定位，并将其地理位置信息存储在定位服务器中；

(1.2)在每个红绿灯路口设置至少三个定位设备，并使其信号同时覆盖的范围包含步骤(1.1)所述的监控区域，给每个定位设备做精确定位，确定其所处的地理位置信息，并将其地理位置信息存储在定位服务器中；

(1.3)并将这些定位设备通过无线通信网络或者光纤与定位服务器相连，并给每个定位设备分配其在网络中的IP，在定位服务器中存储该IP对应的定位设备的地理位置信息；

(1.4)在监控区域外围的外沿设置感应线圈，并通过无线通信网络或者光纤与定位服务器3相连；

(1.5)当感应线圈检测到移动终端的感应信号时，定位设备跟踪并记录其每隔一秒的位置，将这些运动轨迹通过网络传输给定位服务器，同时定位设备也将搜索到的移动终端的SIM卡信息通过网络传输传输给定位服务器；

(1.6)在定位服务器中存储该移动终端在红绿灯路口监控区域的运动轨迹和SIM卡信息；

所述的步骤(2)包括以下步骤：

(2.1)通过网络从交管中心的红绿灯信号信息系统获取红绿灯转换时的时间信息和该红绿灯所处的地理位置信息；

(2.2)从定位服务器中获取移动终端1在监控区域内的运动轨迹数据和SIM卡信息；

(2.3)结合红绿灯的转换信息和该红绿灯所处的地理位置信息以及处在该红绿灯路口监控区域内的移动终端的运动轨迹数据分析并确定移动终端是否违章，并获得违章的移动终端的SIM卡信息以及违章的时间和地点信息；

(2.4)将SIM卡信息通过网络传送给无线通讯服务提供商的ID识别系统，获取其SIM卡对应的ID。

所述的步骤(3)包括以下步骤：

(3.1)将此违章的移动终端的ID转移到无线通讯服务提供商的话费系统；

(3.2)无线通讯服务提供商依照交管中心的授权自动从移动终端的话费中扣除违章罚款。

所述的步骤(3.2)后还包括以下步骤：

A、将处罚结果通过网络传给交管中心处罚备案系统；

B、将处罚金额和处罚流水号以短信息的方式通知移动终端的持有人。

依据步骤(2.4)所述的获取移动终端的违章时间和地点信息，再通过架设在红绿灯路口的视频监控系统获取其违章照片，将照片通过网络传送给交管中心处罚备案系统。

一种行人闯红灯处罚的执行系统，其特征在于，该系统包括包括移动终端、定位装置、定位服务器、分析系统、红绿灯信息系统和扣费系统，定位装置向移动终端发出定位信号，该移动终端在某一监控区域内的定位信号返回给定位装置，该定位装置向定位服务器传输移动终端的位置信息，定位服务器生成的移动终端运行轨迹数据传输给分析系统，该分析系统同时接收红绿灯信息系统的数据，分析系统分析出的违章移动终端SIM卡信息传输给扣费系统。

所述的定位装置包括至少三个定位设备，该定位设备设置在监控区域周围的不同位置，每个定位设备的信号均覆盖监控区域。

所述的定位装置还包括感应线圈，所述的感应线圈设置在监控区域外围的边沿。

所述的定位装置还可采用高精度的全球卫星定位系统，该卫星定位系统包括定位卫星、发射基站和辅助接收器。

所述的定位设备包括识别移动终端SIM卡信息的模块。

所述的定位装置对移动终端发出的定位信号至少为GPS、蓝牙或者射频中的一种。

所述的定位服务器中包括存储模块和定位分析模块，定位分析模块包括计算机处理单元，存储模块存储有移动终端的在监控区域内的运动轨迹数据与移动终端SIM卡信息。

所述的红绿灯信息系统的数据包括红绿灯信号转换时的时间信息和红绿灯所处的地理位置信息。

所述的分析系统包括一个分析在监控区域内的移动终端是否违章的计算机处理单元。

所述的执行系统还包括ID识别系统，所述的ID是指移动终端SIM卡卡号，分析系统分析出的违章移动终端SIM卡信息传输给ID识别系统，ID识别系统分析出的违章移动终端ID信息返回给分析系统，ID信息通过分析系统传输给扣费系统。

所述的扣费系统包括无线服务提供商的话费系统。

该系统还包括交管中心处罚备案系统，该备案系统存储有话费系统传递给该系统的扣费信息。

该系统还包括交管中心的视频监控系统，该视频监控系统的数据传输给分析系统，分析系统中处理的违章照片信息传输给交管中心处罚备案系统。

所述的扣费信息通过无线网络传输给移动终端。

所述的视频监控系统包括高清数字摄像机。

本发明所提供的此基于移动终端定位原理的行人闯红灯处罚方法的有益效果在于：

1.整个处罚过程全部由机器完成，无需大量的执法人员的介入，节省了人力物力。

2.整个处罚过程非常及时，同时也给违章者及时的提醒和通知，使违章者及时的意识到自己的错误，避免下次再犯，很好的起到交通管理的作用。

3.整套系统所针对的移动终端无需GPS主动定位功能，只要开机并且在无线通讯服务提供商登记后就可以被动定位，适用范围广。

4.处罚的金额和流水号通过短消息及时的通知移动终端持有者，同时也通过网络传到交管中心进行备案，并且将行人闯红灯的照片传到交管中心备案，这样，移动终端的持有者如果有异议可以到交管中心查询照片求证，做到公平和透明。

5.通过采用本发明所述的定位装置，定位精度可以减小到很小，我们可以很精确的计算出移动终端在监控区域内的运动轨迹，从而能够准确的判断其违章情况，为处罚的公平性提供了有力的保障。

6.整套系统主要依托无线通讯网络，只在红绿灯路口增加一些辅助的定位设备，就可以实现精确定位，定位服务器和分析系统采用PC即可，成本低廉，可操作性强。

7.利用违规移动终端的话费余额来进行处罚，解决了一直以来对违章行人闯红灯的现象难以处罚的难题。

【附图说明】

图1是本发明的执行系统框架示意图；

图2是本发明的定位装置定位原理示意图；

图3是本发明的执行系统的执行方法工作示意图，

其中，1：移动终端；2：定位装置；3：定位服务器；4：分析系统；5：ID识别系统；6：话费系统；7：视频监控系统；8：红绿灯信息系统；9：处罚备案系统；10：监控区域。21：定位设备；22：感应线圈。

【具体实施方式】

本发明基于现代通信技术的精确定位原理，将需定位的移动终端和已设定的监控区域作一个相对定位，通过计算机系统分析并处理该移动终端在已设定的监控区域的内的运动轨迹，并结合交通信号来判断该移动终端的违章情况，再通过现在目前已经很成熟的话费扣费系统来实现自动处罚的目的。

结合图1-2所示，本发明的具体技术方案如下：

本发明涉及到的该执行系统包括移动终端1、定位装置2、定位服务器3、分析系统4、ID识别系统5、话费系统6、视频监控系统7、红绿灯信息系统8和处罚备案系统9。

定位装置2包括多个定位设备21，定位设备21设置在交通路口的4个转角处，其定位的对象为移动终端1，定位设备21不间断的向移动终端1发出搜索信号，当有移动终端1漫游到定位设备21的信号范围内的时候，移动终端1接收到定位设备21的搜索信号，并将信号返回给定位设备21。

在有三个不在同一直线上的定位设备21接收到移动终端2的返回信号是就可以测定出移动终端1的具体位置，定位设备21的个数越多，移动终端的定位越精确。

每个定位设备21获得从移动终端1接收的返回信号所需要的时间数据，会被传输给定位服务器3，而传输的途径有两个：一是采用无线通信技术传输，主要是是利用通信卫星或者移动基站传输，另外一个途径则通过光纤传输，每个定位设备21都接入互联网，向定位服务器3传输时间数据。每个定位设备21向定位服务器3传输的不仅有时间数据，还有每个定位定位设备21的IP信息，每个IP信息对应的是此定位设备21的地理位置信息。

定位服务器3包括存储模块和定位分析模块，定位分析模块主要包括一个分析移动终端所处地理位置的计算机处理单元，定位设备21获得的时间数据，会首先传输给定位分析模块，定位分析模块对时间数据进行分析，从而确定移动终端1与定位设备21的相对距离；每个定位设备21的IP信息同时也交给定位分析模块分析，而每个定位设备21的IP信息对应的地理位置信息都存储在定位服务器3的存储模块中，通过IP就可以分析出这些定位设备21的地理位置信息；知道了这些定位设备21的地理位置信息后，再结合移动终端1与每个定位设备21相对距离，就可以准确的判断出移动终端1的准确的地理位置信息。

如图2所示，在存储模块中存储有红绿灯路口的监控区域的地理位置信息，要想准确的定位出移动终端1在监控区域10内的运动轨迹，则必须使监控区域10在4个定位设备21同时覆盖的信号范围之内(如图2中每个虚线表示的圆圈表示定位设备21的覆盖范围，四个圆圈的交集则为信号同时覆盖的范围，即监控区域10在四个圆圈的交集范围内，图中感应线圈22所围起来的区域为监控区域10)，即便如此，但是由于对移动终端1的定位有一定的延时，所以想要准确的判断出移动终端刚刚进入监控区域10的时刻则需要在监控区域的外围的边沿设置感应线圈22，移动终端1跨过感应线圈22能被很灵敏的检测出来，所以能够很准确的判断出移动终端1进入监控区域10内的时刻，根据这个时间可以准确的调用视频监控系统7和红绿灯信息系统8的数据。

知道了移动终端1的准确的地理位置信息和进入监控区域的时间之后，定位服务器3的定位分析模块则可以跟踪其在监控区域10内的运动轨迹，并将此运动轨迹数据暂时存储在存储模块中。

每个移动终端1都包含有至少一个无线通讯服务提供商提供的SIM卡，定位设备21就是通过向移动终端1的SIM卡或者其他的例如设备发送搜索信号搜寻到移动终端1的。定位设备21将搜寻到的移动终端1的SIM卡信息通过无线通讯网络或者光纤传输到定位服务器中。

定位服务器3将移动终端1的运动轨迹数据，通过光纤或传输给分析系统4，红绿灯信息系统8将也同时将交管中心的红绿灯信号转换的时间信息和红绿灯所处的地理位置信息传送给分析系统4，分析系统4结合移动终端1在监控区域10内的运动轨迹和红绿灯信息，即可以判断出移动终端1是否在红灯亮时闯红灯，也即是否违章。当黄绿灯亮时，分析系统4会将移动终端1在此时间段内的运动轨迹数据做无效处理。当红灯亮时，则分析其运动轨迹数据，判断其是否违章，如果违章，则向定位服务器3索取该违章的移动终端1的SIM卡信息。

分析系统4再将违章的移动终端1的SIM卡信息传送给无线通讯服务提供商的ID识别系统5，ID识别系统5将移动终端SIM卡所对应的ID再返回给无线通讯服务提供商的话费系统6。

无线通讯服务提供商的话费系统6依据交管部门的授权，直接从移动终端1的话费里扣除相应的罚款金额，并将扣款信息通过无线通讯网络以短信息的方式告知移动终端1的持有者，同时扣款时会产生一个扣款流水号，也将此流水号一并以短信的方式告知该持有者。同时话费系统6还将扣款流水号和移动终端的ID发送到交管中心的处罚备案系统9。

在分析系统4判定移动终端1违章后，不仅会分析出它的SIM卡信息，同时还可以分析出它违章的时间和地点信息，根据这个时间和地点信息，可以截取视频监控系统7的视频监控画面，获得其在违章时候的照片，分析系统4再将此照片通过网络传送给交管中心的处罚备案系统9。

被罚款的移动终端持有者可以通过扣款流水号和移动终端ID查询到违章时的照片，以求证自己是否违章。

该执行系统的一系列的操作步骤都是其自动完成的，其具体执行步骤如下：

(1)预先在对每个红绿灯路口的监控区域进行精确定位，测定监控区域10的地理位置信息，并将此地理位置信息存储在定位服务器3中；

(2)在每个红绿灯路口设置4个定位设备21，并使其信号同时覆盖的范围包含监控区域10，给每个定位设备21做精确定位，确定其所处的地理位置信息，并将这些定位设备21通过无线通信网络或者光纤与定位服务器3相连，并给每个定位设备21分配其在网络中的IP，在定位服务器3的存储模块中存储该IP对应的定位设备21的地理位置信息；

(3)在监控区域外围的外沿设置感应线圈22，并通过无线通信网络或者光纤与定位服务器3相连；

(4)当感应线圈22检测到移动终端1的感应信号时，定位设备21跟踪并记录其每隔一秒的位置，将这些运动轨迹通过网络传输给定位服务器3，同时定位设备21也将搜索到的移动终端1的SIM卡信息通过网络传输传输给定位服务器3；

(5)在定位服务器3中存储该移动终端1在红绿灯路口监控区域10的运动轨迹和SIM卡信息；

(6)通过网络从交管中心的红绿灯信息系统8获取红绿灯信号转换时的时间信息和该红绿灯所处的地理位置信息；

(7)从定位服务器3中获取移动终端1在监控区域内的运动轨迹数据和SIM卡信息；

(8)结合红绿灯的转换时的时间信息和该红绿灯所处的地理位置信息以及处在该红绿灯路口监控区域10内的移动终端1的运动轨迹数据分析并确定移动终端1是否违章，获得违章的移动终端的SIM卡信息以及违章的时间和地点信息；

(9)从视频监控系统7中获取移动终端1在该红绿灯路口违章时的录像，并截取其违照片；

(10)将违章的移动终端的SIM卡信息通过网络传送给无线通讯服务提供商的ID识别系统5，获取其SIM卡对应的ID；

(11)将ID识别系统7识别的违章的移动终端的ID转移到无线通讯服务提供商的话费系统6；

(12)无线通讯服务提供商依照交管中心的授权自动从移动终端的话费中扣除违章罚款；

(13)将处罚的流水号和该流水号对应的ID通过网络传给交管中心处罚备案系统9；

(14)将该ID对应的移动终端违章时的照片通过网络传给交管中心处罚备案系统9；

(15)将处罚金额和处罚流水号以短信息的方式通知移动终端1的持有人。

定位设备对移动终端的定位可以通过上述的SIM卡定位外，还可以通过移动终端的GPS模块、蓝牙、射频识别模块来定位，当移动终端具有GPS、蓝牙、射频识别模块时，定位装置上也应该有相应的搜索GPS、蓝牙、射频识别模块的设备。

由于目前存在全球卫星定位系统的定位精度不是很高，无法满足对移动终端在红绿灯路口这一很小的区域进行精确定位的目的，但是随着科技的发展，全球卫星定位系统的定位精度会逐步提高到厘米级，这时就可以满足本发明对红绿灯路口的行人进行精确定位的作用，这个时候定位装置就可以采用全球卫星定位系统，该定位系统主要包括定位卫星、发射基站和辅助接收器。

整套系统不仅可以应用在交通管理领域，还可以运用在安防领域。应用在此领域时，我们可以预先在无线通讯网络中对需要监控的区域进行精确定位，然后在监控区域设置定位装置，一旦有移动终端进入此监控区域的时候，我们即可以通过短信方式或者GPS、蓝牙等其他设备通知其持有者，同时将移动终端进入监控区域的信息提供给监控人员。