高速公路危险驾驶预警与诱导屏联动发布的方法及系统

摘要

本说明书提供一种高速公路危险驾驶预警与诱导屏联动发布的方法及系统，通过物联网采集车辆实时运行数据和道路环境数据，分析得到危险驾驶预警信息，识别出危险驾驶车辆的行驶路段和行驶方向，将预警信息展示在与车辆行驶路段方向相关的指定诱导屏中，不仅可监测车辆超速驾驶行为，还能通过其他算法分析判定其他危险驾驶行为，检测维度更广更精准，行驶车辆和情报板设备做到了智能联动，全程无需人工干预，提高了道路服务水平，相对于传统的龙门架设备采集车速，数据更精准、全面、及时，基于区块链的软硬结合物联网平台的运用，推动高速公路物联网数据的安全可信采集和上链应用，提高电子数据证明力，实现物联数据隐私安全共享应用。

说明书

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及高速公路智能交通信息化及区块链技术领域，尤其涉及一种高速公路危险驾驶预警与诱导屏联动发布的方法及系统。

背景技术

近年来，我国高速公路交通事业有了巨大的飞跃，为国民经济的发展和社会的进步做出了巨大的贡献。与此同时，我国面临的道路交通安全形势也异常严峻，每年发生的道路交通事故和由此造成的人员伤亡非常突出。其中发生群死群伤性特重大交通事故多与大货车、“两客一危”等车辆的机动车驾驶人危险驾驶行为有直接关系。主要表现在疲劳驾驶、“两客一危”凌晨禁行或未按照安全车速驾驶(含超速行驶和最低速行驶)等危险驾驶行为。因此高速公路运营管理企业能够通过技术手段有效的对此类重点车辆驾驶员危险驾驶行为进行预判和及时告知显得尤为重要；

另一方面，区块链作为自主创新的重要突破口，我国正加快推动区块链技术和产业创新发展，有必要将区块链技术结合到高速公路安全中，推动区块链与物联网相结合的物联数据安全共享应用；

目前传统技术主要是通过设置双龙门架，两个龙门架相距300-500米，在第一个龙门架上安装高速车牌照识别视频测速设备，自动完成对经过该断面的所有车辆的车牌识别和车速计算；第二个龙门架上安装有LED情报板，对经过第一个龙门架的车，一旦车速超出书读设定上下范围时，及时在前方的LED情报板上显示相应的车牌号和速度信息，并提醒该车超速或者行驶过慢，司机就能够及时看到提示信息，从而减速行驶或者加速行驶，双龙门架部署方案如图2和图3所示；

但该技术系统监测数据单一，监测覆盖仅限于龙门架路段，监测覆盖范围小，系统实施成本高，设备无法复用。

发明内容

有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种高速公路危险驾驶预警与诱导屏联动发布的方法及系统，以解决上述提出的全部或其中一个技术问题。

基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种高速公路危险驾驶预警与诱导屏联动发布的方法，包括：

通过物联网采集车辆实时运行数据和道路环境数据；

对采集到车辆实时运行数据和道路环境数据进行处理，得到危险驾驶预警信息；

监测到有车辆危险驾驶时，识别出危险驾驶车辆的行驶路段和行驶方向；

根据识别出的行驶路段和行驶方向，得到所需发布的诱导屏对象信息；

根据需要发布的预警信息和所需发布的诱导屏对象，编排发布内容；

将编排好的发布内容下发至指定诱导屏进行信息展示。

优选地，危险驾驶预警信息包括但不限于：疲劳驾驶预警、凌晨驾驶预警及超速、低速行驶预警。

优选地，得到危险驾驶预警信息中，疲劳驾驶预警判定规则为：

以固定时间间隔采集车辆在设定时长内的动态数据点；

根据车辆行驶速度将动态数据点分类为速度不为0的数据点Vn和速度为0的数据点Vo；

依次将相邻的速度状态相同的点组合成时间段Tx，形成若干集合T1,T2,T3……Tn；

循环遍历各集合中的每个元素，依次将时间段累加为T

若该时间段小于第一设定时间，则将该时间段累加后更新T

若T

优选地，得到危险驾驶预警信息中，凌晨驾驶预警判定规则为：

判定车辆在凌晨时间段，辖区路段内连续五分钟内采集到的车辆行驶速度都不为零，且该车辆为客运车辆，则输出凌晨驾驶预警。

优选地，识别出危险驾驶车辆的行驶路段和行驶方向包括：

将高速公路上辖区始末两点记为a(a

计算a、P两点之间的距离

计算b、p两点之间的距离

若D

优选地，根据识别出的行驶路段和行驶方向，得到所需发布的诱导屏对象信息包括：

根据车辆位置P(p

选取该路段同方向上的单个诱导屏E(e

若同时满足D

遍历选取该路段同方向上的所有诱导屏，得到所有所需发布的诱导屏对象。

优选地，得到所需发布的诱导屏对象信息后，方法还包括，将预警信息和所需发布的诱导屏数据归档记录。

优选地，将编排好的发布内容下发至指定诱导屏进行信息展示前包括：

将编排好的发布内容通过MQTT传输协议上传至物联网平台，同时记录诱导屏节目的发布信息和发布结果，对预警车辆进行监控，当预警车辆驶离此路段时，向物联网发送删除对应节目指令，结束对此预警车辆的监控；

物联网平台接收到发布或删除指令后，下发至指定诱导屏进行信息展示。

优选地，本方法还包括：将网关和物联网平台作为区块链节点接入物联网联盟链，保证物联数据的安全存储和共享。

一种高速公路危险驾驶预警和诱导屏联动发布的系统，包括：

数据采集模块，用于通过物联网采集车辆实时运行数据和道路环境数据；

数据处理模块，用于对采集到车辆实时运行数据和道路环境数据进行处理，得到危险驾驶预警信息；

识别模块，用于监测到有车辆危险驾驶时，识别出危险驾驶车辆的行驶路段和行驶方向；

发布选定模块，用于根据识别出的行驶路段和行驶方向，得到所需发布的诱导屏对象信息；

编排模块，用于根据需要发布的预警信息和所需发布的诱导屏对象，编排发布内容；

信息展示模块，用于将编排好的发布内容下发至指定诱导屏进行信息展示。

从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的高速公路危险驾驶预警与诱导屏联动发布的方法及系统，通过物联网采集车辆实时运行数据和道路环境数据，分析得到危险驾驶预警信息，识别出危险驾驶车辆的行驶路段和行驶方向，将预警信息展示在与车辆行驶路段方向相关的指定诱导屏中，不仅可监测车辆超速驾驶行为，还能通过其他算法分析判定如疲劳驾驶、客运车辆凌晨行驶等其他危险驾驶行为，检测维度更广，更精准，行驶车辆和情报板设备做到了智能联动，全程无需人工干预，提高了道路服务水平，相对于传统的龙门架设备采集车速，改为通过成熟的物联网平台采集数据，做到了数据更精准、更全面、更及时、范围更广。同时不需要在路段上大量安装监测设备，大大的降低了设备成本，将监控范围从某段路扩展到了全程监控。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本说明书一个或多个实施例的高速公路危险驾驶预警与诱导屏联动发布的方法流程示意图；

图2为本说明书一个或多个实施例的背景技术中双龙门架系统布置图；

图3为本说明书一个或多个实施例的背景技术中的双龙门架系统设备连接示意图；

图4为本说明书一个或多个实施例的T1,T2,T3……Tn集合结构图；

图5为本说明书一个或多个实施例的疲劳驾驶预警判断流程示意图；

图6为本说明书一个或多个实施例的基于区块链的软硬结合物联网平台架构图；

图7为本说明书一个或多个实施例的情报板信息展示流程图；

图8为本说明书一个或多个实施例的高速公路危险驾驶预警与诱导屏联动发布的系统架构示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本说明书一个或多个实施例提供一种高速公路危险驾驶预警与诱导屏联动发布的方法，包括以下步骤：

S101通过物联网采集车辆实时运行数据和道路环境数据；

举例来说，运行数据和道路环境数据包括车速、方向、位置、里程等，所有采集到的数据将可上传到车联网后台服务器进行统一的处理，得到所需要的业务数据，为数据分析系统提供可靠的数据支持。

S102对采集到车辆实时运行数据和道路环境数据进行处理，得到危险驾驶预警信息；

举例来说，可运用大数据分析技术将车联网采集的业务数据进行分析处理和信息的发布，危险驾驶预警信息包括但不限于：疲劳驾驶预警、凌晨驾驶预警及超速、低速行驶预警。

S103监测到有车辆危险驾驶时，识别出危险驾驶车辆的行驶路段和行驶方向；

举例来说，此步骤利用路段基础数据库中的数据，包括：路段方向、路段开始和结束位置、经纬度等。

S104根据识别出的行驶路段和行驶方向，得到所需发布的诱导屏对象信息；

上述诱导屏也可以为可变情报板，该具体选择对方法的实施并无实质影响。

S105根据需要发布的预警信息和所需发布的诱导屏对象，编排发布内容；

举例来说，根据字体大小和诱导屏尺寸，自动编排节目。根据字号和诱导屏分辨率1:1的对应关系实现节目内容自动换行。

S106将编排好的发布内容下发至指定诱导屏进行信息展示。

本说明书实施例通过物联网采集车辆实时运行数据和道路环境数据，分析得到危险驾驶预警信息，识别出危险驾驶车辆的行驶路段和行驶方向，将预警信息展示在与车辆行驶路段方向相关的指定诱导屏中，不仅可监测车辆超速驾驶行为，还能通过其他算法分析判定如疲劳驾驶、客运车辆凌晨行驶等其他危险驾驶行为，检测维度更广，更精准，行驶车辆和情报板设备做到了智能联动，全程无需人工干预，提高了道路服务水平，相对于传统的龙门架设备采集车速，改为通过成熟的物联网平台采集数据，做到了数据更精准、更全面、更及时、范围更广。同时不需要在路段上大量安装监测设备，大大的降低了设备成本，将监控范围从某段路扩展到了全程监控。

作为一种实施方式，得到危险驾驶预警信息中，疲劳驾驶预警判定规则为：

以固定时间间隔如5分钟采集车辆在设定时长如24小时内的动态数据点，采集方式可采用通过车辆上的车载设备用过无线通信技术，对车联网平台中的所有车辆动态信息进行采集；

根据车辆行驶速度将动态数据点分类为速度不为0的数据点Vn和速度为0的数据点Vo；

依次将相邻的速度状态相同的点组合成时间段Tx，形成若干集合T1,T2,T3……Tn，如图4所示；

循环遍历各集合中的每个元素，依次将时间段累加为T

若该时间段小于第一设定时间，则将该时间段累加后更新T

若T

举例来说，结合相关法律法规要求，车辆连续驾驶不超过4小时，每次停车休息时间不少于20分钟，则第一设定时间为4小时，第二设定时间为20分钟。

作为一种实施方式，得到危险驾驶预警信息中，凌晨驾驶预警判定规则为：

判定车辆在凌晨时间段，辖区路段内连续五分钟内采集到的车辆行驶速度都不为零，且该车辆为客运车辆，则输出凌晨驾驶预警。

作为一种实施方式，识别出危险驾驶车辆的行驶路段和行驶方向包括：

将高速公路上辖区始末两点记为a(a

计算a、P两点之间的距离

计算b、p两点之间的距离

若D

举例来说，通过对辖区路段建立电子围栏，车联网平台将路段中车辆的驶入和驶离的车辆实时数据通知到数据分析系统，系统会将驶入车辆记录并监控，对驶离车辆解除监控。通过车辆位置信息和系统路段基础数据分析，筛选出预警车辆当前所在路段行驶前方的情报板，对预警信息精准投放，平台中预先采集了一些有关路段和情报板部署情况的基础数据：

情报板数据：位置经纬度、所属路段、所在路段通行方向等

路段数据：开始和结束位置经纬度、路段电子围栏、通行方向(上行、下行)等。

根据识别出的行驶路段和行驶方向，得到所需发布的诱导屏对象信息包括：

根据车辆位置P(p

选取该路段同方向上的单个诱导屏E(e

若同时满足D

遍历选取该路段同方向上的所有诱导屏，得到所有所需发布的诱导屏对象。

作为一种实施方式，得到所需发布的诱导屏对象信息后，本方法还包括，将预警信息和所需发布的诱导屏数据归档记录，可依据该归档记录对车辆进行监控，或用于大数据分析。

作为一种实施方式，将编排好的发布内容下发至指定诱导屏进行信息展示前包括：

将编排好的发布内容通过MQTT传输协议上传至物联网平台，同时记录诱导屏节目的发布信息和发布结果，对预警车辆进行监控，当预警车辆驶离此路段时，向物联网发送删除对应节目指令，结束对此预警车辆的监控；

物联网平台接收到发布或删除指令后，下发至指定诱导屏进行信息展示。

上述信息展示流程如图7所示，其中情报板与诱导屏互为替代。

还可以通过将网关和物联网平台作为区块链节点接入物联网联盟链，保证物联数据的安全存储和共享。

诱导屏和情报板作为高速公路上最重要的信息发布渠道，诱导屏及情报板设备的数据通信安全和数据溯源至关重要。本说明书实施例中将安全网关与物联网平台相结合，能够打通情报板局域网与互联网的信息交互，建立安全可靠的信息通道。

其中，物联网联盟链针对物联网应用特征，实现低成本、隐私保护、设备安全、可证可溯、可跨链协作的物联网联盟链平台，并基于可信计算环境TEE实现高性能、隐私安全的物联数据共享。解决了大量物联网设备产生的动态数据安全存储与共享问题。

区块链可信安全网关为宽带网络接入设备，保护整个内部网络安全，防止Internet或外网不安全因素蔓延到自己内部网络。网关内置5G宽带无线通信模块，提供高性能高可靠的无线通信链路，内置基于可信计算环境TEE的区块链节点，实现数据高速公路物联数据的安全可信采集和上链应用。

基于区块链的软硬结合物联网服务为设备提供安全可靠的连接通信能力，向下连接海量设备，支撑设备数据采集上云；向上提供云端API，服务端通过调用云端API将指令下发至设备端控制设备。实现基于CPU芯片可信计算环境TEE来保护区块链代码安全、数据安全、物联数据共享安全技术，支撑物联数据上链的真实性和安全性。

本说明书实施例还提供一种高速公路危险驾驶预警和诱导屏联动发布的系统，包括：

数据采集模块，用于通过物联网采集车辆实时运行数据和道路环境数据；

数据处理模块，用于对采集到车辆实时运行数据和道路环境数据进行处理，得到危险驾驶预警信息；

识别模块，用于监测到有车辆危险驾驶时，识别出危险驾驶车辆的行驶路段和行驶方向；

发布选定模块，用于根据识别出的行驶路段和行驶方向，得到所需发布的诱导屏对象信息；

编排模块，用于根据需要发布的预警信息和所需发布的诱导屏对象，编排发布内容；

信息展示模块，用于将编排好的发布内容下发至指定诱导屏进行信息展示。

其中数据采集模块属于基础数据采集层，数据处理模块、识别模块和发布选定模块属于数据处理层，信息展示模块属于信息发布层，数据来源及存储属于基础数据层。

本说明书实施例，利用车联网平台实时采集车辆基础数据，结合危险驾驶场景分析，形成一套研判算法，可对超速、低速、疲劳驾驶、凌晨行驶等危险驾驶行为进行识别，且根据交通部要求，目前大货车、“两客一危”车辆均配备了车载物联网设备，依托于此车联网平台，本发明能够针对辖区路段的车辆进行管控，能够在车辆经过整个辖区路段时间周期内对车辆实时动态分析，做到全程监控。

此外本实施例将情报板接入物联网平台统一管控，既可以用于发布预警提示，也可以用于发布日常诱导，实现了设备复用，降低设备使用成本。后端服务均为分布式云服务，可通过低成本的动态扩容来适应更大范围的路段监控。

本说明书实施例基于区块链的软硬结合物联网平台的运用，推动高速公路物联网数据的安全可信采集和上链应用，提高电子数据证明力，实现物联数据隐私安全共享应用。

本发明实现了路段车辆与道路服务的场景智能联动，提高了道路服务水平和提高了道路行驶安全性。降低了人工管理成本和相关设备设施建设成本，综合运用物联网技术、大数据分析技术和云平台技术，结合多种数据分析算法实现车辆各种危险驾驶行为识别和警示的解决方案，并提供一种基于区块链的软硬结合物联网平台网络部署方案。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。