基于gps衛(wèi)星定位及ecu的車輛動態(tài)信息系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供基于GPS衛(wèi)星定位及ECU的車輛動態(tài)信息系統(tǒng)，包括：安裝在機動車輛上的車輛信息采集模塊，用于采集車輛的GPS定位信息、車輛狀態(tài)信息；位于服務(wù)端的車輛GPS數(shù)據(jù)分析模塊、車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)分析模塊、視頻數(shù)據(jù)分析模塊和GIS模塊。車輛信息采集模塊會自動獲取GPS定位數(shù)據(jù)以及車輛行車電腦數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)壓縮及編碼轉(zhuǎn)換后，通過GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)傳送給網(wǎng)關(guān)服務(wù)器接收，網(wǎng)關(guān)服務(wù)將數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換、解碼之后，得出終端原始記錄并存儲進入數(shù)據(jù)庫中。終端用戶通過WEB瀏覽器可以在訪問系統(tǒng)，查看車輛動態(tài)數(shù)據(jù)。本發(fā)明能有效解決交通安全、交通堵塞、環(huán)境污染等問題，還能提高車輛作業(yè)出行效率、減少車輛被盜、減少公車私用。
【專利說明】基于GPS衛(wèi)星定位及ECU的車輛動態(tài)信息系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛信息處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及基于GPS衛(wèi)星定位及E⑶的車輛動態(tài)信息系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市人口的增多和汽車的增加，城市交通問題日益突出。在許多大城市，由于過量的汽車，經(jīng)常導(dǎo)致交通阻塞，交通事故頻繁，大氣遭到污染等。交通問題已經(jīng)給城市社會經(jīng)濟發(fā)展帶來了嚴重影響。一般大城市主要存在以下一些交通問題，交通阻塞、.交通事故、公共交通問題。
[0003]交通擁堵帶來的環(huán)境污染等問題也不可忽視，如車輛尾氣污染排放物影響人類健康等諸多問題。針對日益嚴重的交通安全、交通堵塞及環(huán)境污染等問題，大城市迫切需要一種切實可行的車輛動態(tài)信息系統(tǒng)，從而提高道路交通的安全性，提供與道路交通相關(guān)聯(lián)的信息服務(wù)，降低能源消耗減少環(huán)境污染，提升區(qū)域競爭力和循環(huán)活力。
[0004]GPS是英文Global Positioning System (全球定位系統(tǒng))的簡稱。其基本原理是測量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機之間的距離，然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機的具體位置。通過該項技術(shù)，車載終端能夠獲取定位精度能達到10米的定位信息，定位信息包括衛(wèi)星時間、經(jīng)度、緯度、高度、速度等等。
[0005]GPRS是通用分組無線服務(wù)技術(shù)(General Packet Radio Service)的簡稱,這項技術(shù)位于第二代(2G)和第三代(3G)移動通訊技術(shù)之間它通過利用GSM網(wǎng)絡(luò)中未使用的TDMA信道，提供中速的數(shù)據(jù)傳遞。GPRS突破了 GSM網(wǎng)只能提供電路交換的思維方式，只通過增加相應(yīng)的功能實體和對現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進行部分改造來實現(xiàn)分組交換，這種改造的投入相對來說并不大，但得到的用戶數(shù)據(jù)速率卻相當(dāng)可觀。
[0006]GIS是地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System)是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)處理、管理的對象是多種地理空間實體數(shù)據(jù)及其關(guān)系，包括空間定位數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等，用于分析和處理在一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種現(xiàn)象和過程，解決復(fù)雜的規(guī)劃、決策和管理問題。
[0007]隨著經(jīng)濟活動的活躍，各類型的車輛運輸企業(yè)或個人私家車的數(shù)量增長亦出現(xiàn)持續(xù)的增長趨勢。隨之而帶來的就是對車輛行駛監(jiān)管及保養(yǎng)維護需求的增加。隨著GPS定位技術(shù)的成熟，市場上已經(jīng)出現(xiàn)了很多基于GPS定位技術(shù)的車輛監(jiān)控運營企業(yè)。由于GPS定位設(shè)備的限制，該類型的監(jiān)控系統(tǒng)只能獲得車輛的GPS行駛數(shù)據(jù)，例如是GPS時間、GPS速度、經(jīng)度、緯度等，并通過這些原始數(shù)據(jù)來統(tǒng)計車輛的運行情況。
[0008]隨著汽車電子技術(shù)的高速發(fā)展，目前95%以上的乘用車、商務(wù)車都配置了 E⑶(電子控制單元，俗稱行車電腦)，而且ECU的數(shù)量也越來越多，并各自處理不同的范圍的數(shù)據(jù)，比如發(fā)動機ECU主要負責(zé)發(fā)動機動力部分，ABS ECU主要負責(zé)汽車剎車部分的相關(guān)應(yīng)用等。一輛中高檔的乘用車，ECU的數(shù)量可以達到30-100種。ECU內(nèi)存儲了車輛大量有價值的動態(tài)數(shù)據(jù)，通過CAN總線連接GPS終端，終端就可以實時獲取這些數(shù)據(jù)并傳送至后臺，經(jīng)過分析分析處理后，就可以提供給車主或者維修人員進行分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題中的至少一種，提供基于GPS衛(wèi)星定位及ECU的車輛動態(tài)信息系統(tǒng)，具體技術(shù)方案如下。
[0010]基于GPS衛(wèi)星定位及E⑶的車輛動態(tài)信息系統(tǒng)，其包括:
安裝在機動車輛上的車輛信息采集模塊，用于采集車輛的GPS定位信息、車輛狀態(tài)信息；位于服務(wù)端的車輛GPS數(shù)據(jù)分析模塊、車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)分析模塊、視頻數(shù)據(jù)分析模塊、GIS模塊，
所述車輛GPS數(shù)據(jù)分析模塊用于對車輛信息采集模塊上傳的GPS定位數(shù)據(jù)進行處理，得到車輛的位置、方向、速度數(shù)據(jù)，據(jù)此分析得到交通擁堵情況、安全狀況的實時道路概況并進行交通擁堵情況的相關(guān)預(yù)測；
所述車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)分析模塊用于處理車輛狀態(tài)信息，分析車輛安全與健康狀況；
所述視頻數(shù)據(jù)分析模塊使用底層云計算支撐子系統(tǒng)所提供的服務(wù)，結(jié)合GPU超強的并行計算能力，實現(xiàn)對海量的交通監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)的實時綜合分析，包括車輛計數(shù)、車輛速度檢測、車輛的分類識別，并在車輛檢測與跟蹤的基礎(chǔ)上，運用事件檢測算法檢測不同類型的交通事件，交通事件包括車輛停止、交通阻塞、違章行駛、高速公路上異物，該系統(tǒng)的分析結(jié)果能通過交通信息發(fā)布平臺提供給交通監(jiān)管部門及廣大車主，并對車輛狀況進行智能預(yù)測，為車主提供被動查詢或主動預(yù)警功能；
所述GIS模塊為整個系統(tǒng)提供地理信息系統(tǒng)，包括普通地圖、衛(wèi)星地形圖、實時交通狀況圖，以及一系列地圖相關(guān)功能，包括地點查詢、地點位置對應(yīng)關(guān)系。
[0011]進一步地，車輛信息采集模塊包括GPS模塊、視頻及音頻采集裝置、行車電腦E⑶、CAN Bus和用于采集汽車相關(guān)狀態(tài)信息的傳感器，所述相關(guān)狀態(tài)信息包括儀表盤信息、引擎狀態(tài)、波箱狀態(tài)，所述CAN Bus采集的車輛狀態(tài)信息包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車輛速度、門/燈開關(guān)狀態(tài)、水溫油壓信息；視頻及音頻采集裝置通過一路或多路攝像頭采集汽車上的視頻/圖片信息，通過麥克風(fēng)采集音頻信息。
[0012]進一步地，所述車輛信息采集模塊通過GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)端進行通信。
[0013]進一步地，所述GPS數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、交通參數(shù)分析、交通狀況檢測及報警模塊，其中數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊負責(zé)將車輛數(shù)據(jù)按照車輛的當(dāng)前地理位置進行分類，利用GIS電子地圖，把同一路段的浮動車數(shù)據(jù)歸并在一起；交通參數(shù)分析模塊負責(zé)對已按路段分類的車輛數(shù)據(jù)進行實時分析，從而得出對應(yīng)路段的平均車速；交通狀況檢測模塊結(jié)合GIS電子地圖中的路段信息，根據(jù)交通參數(shù)分析模塊所得出的平均車速，分析檢測出對應(yīng)路段的交通狀況，并可通過交通信息發(fā)布平臺發(fā)布，所述交通狀況包括順暢、擁擠、堵塞；所述路段信息包括維修、限速信息；
;報警模塊根據(jù)事先設(shè)定的參數(shù)，當(dāng)設(shè)定的交通狀況出現(xiàn)時，自動地通過交通信息發(fā)布平臺報警。
[0014]進一步地，所述視頻數(shù)據(jù)分析模塊包括目標(biāo)檢測、目標(biāo)跟蹤、交通參數(shù)檢測、事件檢測、事件記錄及報警模塊，其中目標(biāo)檢測模塊負責(zé)從視頻流中檢測提取車輛目標(biāo)；目標(biāo)跟蹤模塊負責(zé)對檢測出來的車輛目標(biāo)進行識別跟蹤；交通參數(shù)檢測模塊利用目標(biāo)跟蹤模塊的數(shù)據(jù)提取交通參數(shù)，包括車流量、車速、車道占有率、車頭間距、車流密度、排隊長度；事件檢測模塊負責(zé)在車輛檢測與跟蹤的基礎(chǔ)上，運用事件檢測算法，檢測不同類型的交通事件；事件記錄模塊利用底層云計算系統(tǒng)提供的云數(shù)據(jù)庫和云存儲服務(wù)，保存檢測到的交通事件，并通過交通信息發(fā)布平臺發(fā)布交通事件；報警模塊根據(jù)事先設(shè)定的條件，當(dāng)合乎條件的交通事件發(fā)生時，自動通過交通信息發(fā)布平臺發(fā)布報警信息；這些模塊在底層云計算系統(tǒng)的支撐下，利用GPU超強的并行計算能力，實現(xiàn)對交通監(jiān)控視頻流的分布式并行分析處理，能在不影響交通事件檢測準確度的前提下，對交通監(jiān)控視頻的實時分析和預(yù)測。
[0015]進一步地，基于GPS衛(wèi)星定位及E⑶的車輛動態(tài)信息系統(tǒng)還包括云計算支撐子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)應(yīng)用分布式計算技術(shù)，為系統(tǒng)中的各個模塊提供云數(shù)據(jù)庫、云搜索引擎、云存儲及分布式并行計算服務(wù)；所述云數(shù)據(jù)庫是分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，用來存儲海量的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；所述云搜索引擎提供了分布式的索引系統(tǒng)，通過和云數(shù)據(jù)庫相結(jié)合實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的快速檢索和訪問；所述云存儲提供了分布式的存儲系統(tǒng)。
[0016]進一步地，基于GPS衛(wèi)星定位及E⑶的車輛動態(tài)信息系統(tǒng)還包括還包括平臺的客戶立而，包括能普通PC和Android手持設(shè)備、iOS手持設(shè)備，讓用戶無需安裝任何客
戶端軟件，只要客戶端連上因特網(wǎng)即能通過瀏覽器接入系統(tǒng)，獲取必須的信息或被動得到系統(tǒng)下發(fā)的預(yù)警信息；
進一步地，基于GPS衛(wèi)星定位及ECU的車輛動態(tài)信息系統(tǒng)還包括呼叫模塊，用于接受各種用戶的呼入要求，支持傳統(tǒng)電話、傳真接入，同時還提供短信識別與接入、網(wǎng)上呼叫受理方式。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和技術(shù)效果:
本發(fā)明的系統(tǒng)是將先進的地理信息系統(tǒng)技術(shù)、視頻及圖像分析技術(shù)、云計算技術(shù)、電子通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)、以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等有效地、綜合地運用于道路交通動態(tài)管理體系，從而建立起一種針對交通安全、交通堵塞及環(huán)境污染等問題的實時、準確、高效的交通動態(tài)綜合管理和控制系統(tǒng)。通過系統(tǒng)集成將道路、駕駛員和車輛有機地結(jié)合在一起，加強相互之間的聯(lián)系，借助于系統(tǒng)的智能化技術(shù)，駕駛員可以了解實時道路交通以及車輛的狀況，以最為安全和經(jīng)濟的方式到達目的地。同時，管理人員通過對車輛，駕駛員和道路實時信息的采集、分析和處理來提高其管理效率，以達到充分利用交通資源。有效解決交通安全、交通堵塞、環(huán)境污染和提高車輛作業(yè)出行效率等問題。本發(fā)明對改善交通狀況、減少車輛被盜、減少公車私用、提高出行效率都具有直接的、明顯的效益，而間接的，改善交通帶來的社會效益也非常顯著。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的車輛動態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是車載終端車輛信息采集模塊與服務(wù)端之間的報文處理流程。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施作進一步說明，但本發(fā)明的實施和保護不限于此。
[0021]為解決一般基于GPS衛(wèi)星定位的車輛定位系統(tǒng)無法獲取車輛行車電腦(又稱電子控制單元)中的各類傳感數(shù)據(jù)，本實例利用衛(wèi)星定位監(jiān)控及無線通訊傳輸技術(shù)，對車輛自身的診斷技術(shù)進行整合，形成了車輛信息的動態(tài)信息系統(tǒng)(包含終端、平臺及手機客戶端)。
[0022]如圖1所示，基于GPS衛(wèi)星定位及E⑶的車輛動態(tài)信息系統(tǒng)包括以下子系統(tǒng)/模塊:
1.車輛信息采集模塊；2.車輛定位數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)；3.車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)分析模塊；4.視頻數(shù)據(jù)分析模塊；5.GIS模塊；6.云計算支撐子系統(tǒng)；以上6個模塊構(gòu)成系統(tǒng)的核心部分——信息的處理、分析與存儲，根據(jù)原始數(shù)據(jù)進行處理與分析，并根據(jù)結(jié)果進行一定程度上的預(yù)測，同時保留原始數(shù)據(jù)及中間結(jié)果備查。
[0023]圖1中還包括交通信息發(fā)布平臺和客戶端系統(tǒng)；上面兩個子系統(tǒng)構(gòu)成了平臺與各類型用戶之間主要的交互窗口。
[0024]云計算支撐子系統(tǒng)是系統(tǒng)的核心和支撐，它為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析和GIS、發(fā)布系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的接口，同時在數(shù)據(jù)和計算上提供了云端的支持，為系統(tǒng)的擴展性和計算能力提供良好的基礎(chǔ)。移動終端和Call Center是直接面對客戶的部分，系統(tǒng)的分析、處理結(jié)果就通過這兩個部分為用戶提供服務(wù)，同時獲取用戶的反饋信息，使用戶能與系統(tǒng)做進一步的交互。
[0025]如圖2所示，本發(fā)明在車輛中安裝一套帶有GPS定位功能以及帶有CAN總線的終端設(shè)備——車輛信息采集模塊，終端設(shè)備會自動獲取GPS定位數(shù)據(jù)以及車輛行車電腦數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)壓縮及編碼轉(zhuǎn)換后，通過GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)傳送給網(wǎng)關(guān)服務(wù)器接收，網(wǎng)關(guān)服務(wù)將數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)義、解密、解碼之后，得出終端原始記錄并存儲進入數(shù)據(jù)庫中。終端用戶通過WEB瀏覽器可以在訪問系統(tǒng)網(wǎng)站，通過GIS地圖、文字報表、圖形化報表、電子郵件、手機短信等方式查看車輛動態(tài)數(shù)據(jù)。
[0026]以下再對各模塊或子系統(tǒng)的實現(xiàn)進行詳細說明。
[0027]車輛信息采集模塊:該硬件安裝在機動車輛上，除通過天線采集衛(wèi)星信號，得到車輛定位信息外，還將通過CAN Bus采集車輛狀態(tài)信息，包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車輛速度、門/燈開關(guān)狀態(tài)、水溫油壓等關(guān)鍵信息，再通過移動通信APN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中；
車輛信息采集模塊是安裝在汽車上的一套硬件系統(tǒng)，它包括如下功能:
(I)定位信息采集。這個部分通過GPS天線獲取GPS衛(wèi)星信號，計算得到車輛當(dāng)前位置的經(jīng)緯度以及速度、高度等相關(guān)數(shù)據(jù)；汽車狀態(tài)信息采集。通過CAN Bus或其他專用傳感器采集汽車相關(guān)狀態(tài)信息，如儀表盤信息、引擎狀態(tài)、波箱狀態(tài)等；通過一路或多路攝像頭采集汽車上的視頻/圖片信息、麥克風(fēng)采集音頻信息；車輛信息采集模塊將上述幾種信號通過制定的協(xié)議進行打包后發(fā)往數(shù)據(jù)傳輸部分。
[0028]車輛GPS數(shù)據(jù)分析模塊:對上傳的GPS定位數(shù)據(jù)進行處理，得到車輛的位置、方向、速度等基本要素，再在此結(jié)果的基礎(chǔ)上，分析得到交通擁堵情況、安全狀況等實時道路概況與進行相關(guān)預(yù)測；GPS數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)由數(shù)據(jù)預(yù)處理、交通參數(shù)分析、交通狀況檢測及報警等4大功能模塊組成:1.數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊負責(zé)將浮動車數(shù)據(jù)按照浮動車的當(dāng)前地理位置進行分類，利用GIS電子地圖，把同一路段的浮動車數(shù)據(jù)歸并在一起，由其它模塊進行分析處理；2.交通參數(shù)分析模塊負責(zé)對已按路段分類的浮動車數(shù)據(jù)進行實時分析，從而得出對應(yīng)路段的平均車速；3.交通狀況檢測模塊結(jié)合GIS電子地圖中的路段信息，如維修、限速等，根據(jù)交通參數(shù)分析模塊所得出的平均車速，分析檢測出對應(yīng)路段的交通狀況，如順暢、擁擠、堵塞等，并可通過交通信息發(fā)布平臺發(fā)布；4.報警模塊根據(jù)事先設(shè)定的參數(shù)，當(dāng)特定交通狀況出出現(xiàn)時，自動地通過交通信息發(fā)布平臺報警。這些模塊在底層云計算系統(tǒng)的支撐下，實現(xiàn)對海量浮動車狀態(tài)數(shù)據(jù)的分布式并行分析處理。
[0029]車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)分析模塊:負責(zé)處理車輛狀態(tài)信息，分析車輛安全與健康狀況，并對車輛狀況進行智能預(yù)測，為車主提供被動查詢或主動預(yù)警功能。
[0030]視頻數(shù)據(jù)分析模塊:該模塊通過使用底層云計算支撐子系統(tǒng)所提供的服務(wù)，結(jié)合GPU超強的并行計算能力，實現(xiàn)對海量的交通監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)的實時綜合分析:車輛計數(shù)、車輛速度檢測、車輛的分類識別，并在車輛檢測與跟蹤的基礎(chǔ)上，運用事件檢測算法檢測不同類型的交通事件，如車輛停止、交通阻塞、違章行駛、高速公路上異物等等。本系統(tǒng)的分析結(jié)果可通過交通信息發(fā)布平臺提供給交通監(jiān)管部門及廣大車主。視頻數(shù)據(jù)分析模塊由目標(biāo)檢測、目標(biāo)跟蹤、交通參數(shù)檢測、事件檢測、事件記錄及報警等6大功能模塊組成:1.目標(biāo)檢測模塊負責(zé)從視頻流中檢測提取車輛目標(biāo)；2.目標(biāo)跟蹤模塊負責(zé)對檢測出來的車輛目標(biāo)進行識別跟蹤；3.交通參數(shù)檢測模塊利用目標(biāo)跟蹤模塊的數(shù)據(jù)提取交通參數(shù)，主要包括車流量、車速、車道占有率、車頭間距、車流密度、排隊長度等；4.事件檢測模塊負責(zé)在車輛檢測與跟蹤的基礎(chǔ)上，運用事件檢測算法，檢測不同類型的交通事件，如車輛停止、交通阻塞、違章行駛、高速公路上異物等等；5.事件記錄模塊利用底層云計算系統(tǒng)提供的云數(shù)據(jù)庫和云存儲服務(wù)，安全、可靠、高效地保存檢測到的交通事件，并可通過交通信息發(fā)布平臺發(fā)布交通事件；6.報警模塊根據(jù)事先設(shè)定的條件，當(dāng)合乎條件的交通事件發(fā)生時，自動通過交通信息發(fā)布平臺發(fā)布報警信息。這些模塊在底層云計算系統(tǒng)的支撐下，利用GPU超強的并行計算能力，實現(xiàn)對交通監(jiān)控視頻流的分布式并行分析處理，從而能在不影響交通事件檢測準確度的前提下，保證了對交通監(jiān)控視頻的實時分析和預(yù)測。
[0031]GIS模塊:為平臺提供基本功能一地理信息系統(tǒng)，包括普通地圖、衛(wèi)星地形圖、實時交通狀況圖等，以及一系列地圖相關(guān)功能，如地點查詢、地點位置對應(yīng)關(guān)系等。
[0032]云計算支撐子系統(tǒng):該子系統(tǒng)應(yīng)用分布式計算技術(shù)，為項目中的其它子系統(tǒng)提 供可靠、高效及可擴展的云數(shù)據(jù)庫，云搜索引擎、云存儲及分布式并行計算服務(wù)。云數(shù)
據(jù)庫是一種高性能的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以用來存儲海量的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。云搜索引擎提供了分布式的索引系統(tǒng)，通過和云數(shù)據(jù)庫相結(jié)合實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的快速檢索和訪問。云存儲提供了分布式的存儲系統(tǒng)。以云數(shù)據(jù)庫、云搜索引擎及云存儲服務(wù)為支撐，該子系統(tǒng)通過使用MapReduce技術(shù)，可實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的分布式并行處理及分析，從而為其它子系統(tǒng)提供了分布式并行計算服務(wù)。
[0033]云計算與分析部分是平臺的核心，系統(tǒng)接收大量的浮動車數(shù)據(jù)(包括定位信息、汽車狀況信息、汽車內(nèi)的視頻音頻等)和高速路視頻數(shù)據(jù)，然后進行分析和必要的處理，再在分析結(jié)果的基礎(chǔ)上進行一定量的預(yù)測，從而為用戶提供主動的交通狀況推送。云計算支撐子系統(tǒng)為項目中的其它子系統(tǒng)提供可靠、高效及可擴展的云數(shù)據(jù)庫，云搜索引擎、云存儲及分布式并行計算等4種服務(wù):1.云數(shù)據(jù)庫是一種高性能的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以用來存儲海量的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。3.云搜索引擎提供了分布式的索引系統(tǒng)，通過和云數(shù)據(jù)庫相結(jié)合實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的快速檢索和訪問。3.云存儲提供了分布式的存儲系統(tǒng)，通過分布式保存一份數(shù)據(jù)的多個拷貝，充分保證了數(shù)據(jù)的安全性及可靠性，并能實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的高效訪問。4.以云數(shù)據(jù)庫、云搜索引擎及云存儲服務(wù)為支撐，該子系統(tǒng)通過使用MapReduce技術(shù)，可實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的分布式并行處理及分析，從而為其它子系統(tǒng)提供了分布式并行計算服務(wù)。
[0034]在普通PC端，系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)架設(shè)的瘦客戶端，讓用戶無需安裝任何客戶端軟件，只要系統(tǒng)可以連上因特網(wǎng)即能接入系統(tǒng)，在瀏覽器的支持方面，時下主流的瀏覽器，如Internet Explorer、Safar1、Chrome和Firefox等均能正常接入使用，這位用戶帶來了非常的便利，而不會強制用戶安裝某個指定產(chǎn)品。
[0035]云計算支撐子系統(tǒng)是系統(tǒng)的核心和支撐，它為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析和GIS、發(fā)布系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的接口，同時在數(shù)據(jù)和計算上提供了云端的支持，為系統(tǒng)的擴展性和計算能力提供良好的基礎(chǔ)。移動終端和Call Center是直接面對客戶的部分，系統(tǒng)的分析、處理結(jié)果就通過這兩個部分為用戶提供服務(wù)，同時獲取用戶的反饋信息，使用戶能與系統(tǒng)做進一步的交互。
[0036]交通信息發(fā)布平臺:此平臺為用戶、管理人員等提供管理交互界面，通過此平臺，
用戶/管_理人員可以與車載的車輛信息采集模塊進行一定量的交互，可以對系統(tǒng)
進行一定的管理，以及其他操作。以上6個子系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)的核心部分——信息的處理、分析與存儲，根據(jù)原始數(shù)據(jù)進行處理與分析，并根據(jù)結(jié)果進行一定程度上的預(yù)測，同時保留原始數(shù)據(jù)及中間結(jié)果備查。
[0037]客戶端系統(tǒng):平臺的客戶端系統(tǒng)將能支持普通PC和Android手持設(shè)備、iOS手持設(shè)備等目下主流的設(shè)備，從而讓用戶可以有更多的選擇，方便用戶隨時隨地進入本平臺，獲取必須的信息或被動得到系統(tǒng)下發(fā)的預(yù)警信息等。交通信息發(fā)布平臺、客戶端系統(tǒng)構(gòu)成了平臺與各類型用戶之間主要的交互窗口。
[0038]呼叫模塊:平臺將組建一個呼叫中心，接受各種用戶的呼入要求，包括系統(tǒng)保障、用戶使用疑問、車輛信息采集模塊的相關(guān)問題等，并組織技術(shù)力量解答用戶的各種疑問，同時保證系統(tǒng)的運行正常。呼叫中心在系統(tǒng)的交互窗口之外，提供了一個人工交互通道，達到更好調(diào)配資源的目的；呼叫模塊也稱呼叫中心不僅包括了核心的軟件系統(tǒng)，還包括車載終端這一硬件
部分，同時還有呼叫中心。呼叫中心作為另外一種類型的用戶界面，可以直接接受用戶的語音呼入，也能將用戶需要的信息以語音的形式反饋給用戶，讓用戶感到親切，而不是對著冷冰冰的電腦、機器。而呼叫中心同時也能比電腦更快速、智能的處理客戶的投訴與不滿，能有效安撫客戶的反面情緒。這些均是電腦所做不到的。建立的一套電子呼叫系統(tǒng)，將支持傳統(tǒng)電話、傳真接入，同時還提供短信識別與接入、網(wǎng)上呼叫受理等新型服務(wù)方式，讓用戶在接入方式上具有更多的選擇。
[0039]本發(fā)明的系統(tǒng)能綜合分析、處理浮動車定位數(shù)據(jù)、車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)和高速路的視頻數(shù)據(jù)，同時，系統(tǒng)對靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)均進行有效的分析，這在結(jié)果的正確性、實時性方面也有了一個質(zhì)的提高。系統(tǒng)的建成，將使衛(wèi)星定位和道路交通狀況信息方面的應(yīng)用走上一個更高的層次。
[0040]從結(jié)構(gòu)上，信息采集是系統(tǒng)數(shù)據(jù)的源頭。車輛信息采集模塊采集GPS數(shù)據(jù)預(yù)計車輛本身的數(shù)據(jù)，結(jié)合外部機構(gòu)提供的道路交通視頻數(shù)據(jù)，并傳輸給云計算分析部分，從而達到系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理部分進行分析與處理。云計算機支撐子系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心支柱，它作為所有源數(shù)據(jù)的存儲與處理核心，是平臺的最基本組件；而車輛定位數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、視頻信息分析系統(tǒng)、車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)與GIS模塊是平臺的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理組件，它們分別對各自負責(zé)的源數(shù)據(jù)進行相關(guān)的業(yè)務(wù)處理，并最終在云計算支撐子系統(tǒng)處進行整合、統(tǒng)一，得到最終我們需要的車輛安全與健康狀況、道路交通狀況，在需要的時候提供給用戶進行查詢或進行主動預(yù)警。系統(tǒng)最終通過客戶端與呼叫中心跟客戶進行交互。不同用戶之間也可以進行交互(如管理員發(fā)送實施交通狀況信息到用戶終端上)?？梢哉f，這個部分的子系統(tǒng)是平臺的嘴巴與耳朵，通過這個嘴巴與耳朵，我們才能讓用戶獲得相關(guān)信息，達到讓用戶規(guī)避交通擁堵地點、獲取交通信息的目的。
【權(quán)利要求】
1.基于GPS衛(wèi)星定位及ECU的車輛動態(tài)信息系統(tǒng)，其特征在于包括: 安裝在機動車輛上的車輛信息采集模塊，用于采集車輛的GPS定位信息、車輛狀態(tài)信息；位于服務(wù)端的車輛GPS數(shù)據(jù)分析模塊、車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)分析模塊、視頻數(shù)據(jù)分析模塊、GIS模塊， 所述車輛GPS數(shù)據(jù)分析模塊用于對車輛信息采集模塊上傳的GPS定位數(shù)據(jù)進行處理，得到車輛的位置、方向、速度數(shù)據(jù)，據(jù)此分析得到交通擁堵情況、安全狀況的實時道路概況并進行交通擁堵情況的相關(guān)預(yù)測； 所述車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)分析模塊用于處理車輛狀態(tài)信息，分析車輛安全與健康狀況； 所述視頻數(shù)據(jù)分析模塊使用底層云計算支撐子系統(tǒng)所提供的服務(wù)，結(jié)合GPU超強的并行計算能力，實現(xiàn)對海量的交通監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)的實時綜合分析，包括車輛計數(shù)、車輛速度檢測、車輛的分類識別，并在車輛檢測與跟蹤的基礎(chǔ)上，運用事件檢測算法檢測不同類型的交通事件，交通事件包括車輛停止、交通阻塞、違章行駛、高速公路上異物，該系統(tǒng)的分析結(jié)果能通過交通信息發(fā)布平臺提供給交通監(jiān)管部門及廣大車主，并對車輛狀況進行智能預(yù)測，為車主提供被動查詢或主動預(yù)警功能； 所述GIS模塊為整個系統(tǒng)提供地理信息系統(tǒng)，包括普通地圖、衛(wèi)星地形圖、實時交通狀況圖，以及一系列地圖相關(guān)功能，包括地點查詢、地點位置對應(yīng)關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS衛(wèi)星定位及ECU的車輛動態(tài)信息系統(tǒng)，其特征在于車輛信息采集模塊包括GPS模塊、視頻及音頻采集裝置、行車電腦ECU、CAN Bus和用于采集汽車相關(guān)狀態(tài)信息的傳感器，所述相關(guān)狀態(tài)信息包括儀表盤信息、引擎狀態(tài)、波箱狀態(tài)，所述CAN Bus采集的車輛狀態(tài)信息包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車輛速度、門/燈開關(guān)狀態(tài)、水溫油壓信息；視頻及音頻采集裝置通過一路或多路攝像頭采集汽車上的視頻/圖片信息，通過麥克風(fēng)采集音頻信息。`
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS衛(wèi)星定位及ECU的車輛動態(tài)信息系統(tǒng)，其特征在于所述車輛信息采集模塊通過GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)端進行通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS衛(wèi)星定位及ECU的車輛動態(tài)信息系統(tǒng)，其特征在于所述GPS數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、交通參數(shù)分析、交通狀況檢測及報警模塊，其中數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊負責(zé)將車輛數(shù)據(jù)按照車輛的當(dāng)前地理位置進行分類，利用GIS電子地圖，把同一路段的浮動車數(shù)據(jù)歸并在一起；交通參數(shù)分析模塊負責(zé)對已按路段分類的車輛數(shù)據(jù)進行實時分析，從而得出對應(yīng)路段的平均車速；交通狀況檢測模塊結(jié)合GIS電子地圖中的路段信息，根據(jù)交通參數(shù)分析模塊所得出的平均車速，分析檢測出對應(yīng)路段的交通狀況，并可通過交通信息發(fā)布平臺發(fā)布，所述交通狀況包括順暢、擁擠、堵塞；所述路段信息包括維修、限速信息； 報警模塊根據(jù)事先設(shè)定的參數(shù)，當(dāng)設(shè)定的交通狀況出現(xiàn)時，自動地通過交通信息發(fā)布平臺報警。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS衛(wèi)星定位及ECU的車輛動態(tài)信息系統(tǒng)，其特征在于所述視頻數(shù)據(jù)分析模塊包括目標(biāo)檢測、目標(biāo)跟蹤、交通參數(shù)檢測、事件檢測、事件記錄及報警模塊，其中目標(biāo)檢測模塊負責(zé)從視頻流中檢測提取車輛目標(biāo)；目標(biāo)跟蹤模塊負責(zé)對檢測出來的車輛目標(biāo)進行識別跟蹤；交通參數(shù)檢測模塊利用目標(biāo)跟蹤模塊的數(shù)據(jù)提取交通參數(shù)，包括車流量、車速、車道占有率、車頭間距、車流密度、排隊長度；事件檢測模塊負責(zé)在車輛檢測與跟蹤的基礎(chǔ)上，運用事件檢測算法，檢測不同類型的交通事件；事件記錄模塊利用底層云計算系統(tǒng)提供的云數(shù)據(jù)庫和云存儲服務(wù)，保存檢測到的交通事件，并通過交通信息發(fā)布平臺發(fā)布交通事件；報警模塊根據(jù)事先設(shè)定的條件，當(dāng)合乎條件的交通事件發(fā)生時，自動通過交通信息發(fā)布平臺發(fā)布報警信息；這些模塊在底層云計算系統(tǒng)的支撐下，利用GPU超強的并行計算能力，實現(xiàn)對交通監(jiān)控視頻流的分布式并行分析處理，能在不影響交通事件檢測準確度的前提下，對交通監(jiān)控視頻的實時分析和預(yù)測。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項所述的基于GPS衛(wèi)星定位及ECU的車輛動態(tài)信息系統(tǒng)，其特征在于還包括云計算支撐子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)應(yīng)用分布式計算技術(shù)，為系統(tǒng)中的各個模塊提供云數(shù)據(jù)庫、云搜索引擎、云存儲及分布式并行計算服務(wù)；所述云數(shù)據(jù)庫是分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，用來存儲海量的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；所述云搜索引擎提供了分布式的索引系統(tǒng)，通過和云數(shù)據(jù)庫相結(jié)合實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的快速檢索和訪問；所述云存儲提供了分布式的存儲系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于GPS衛(wèi)星定位及ECU的車輛動態(tài)信息系統(tǒng)，其特征在于還包括平臺的客戶端，包括能普通PC和Android手持設(shè)備、iOS手持設(shè)備，讓用戶無需安裝任何客 戶端軟件，只要客戶端連上因特網(wǎng)即能通過瀏覽器接入系統(tǒng)，獲取必須的信息或被動得到系統(tǒng)下發(fā)的預(yù)警信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于GPS衛(wèi)星定位及ECU的車輛動態(tài)信息系統(tǒng)，其特征在于還包括呼叫模塊，用于接受各種用戶的呼入要求，支持傳統(tǒng)電話、傳真接入，同時還提供短信識別與接入、網(wǎng)上呼叫受理方式。`
【文檔編號】G08G1/01GK103854483SQ201410105404
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】陳其耀 申請人:廣東新快易通智能信息發(fā)展有限公司