本發(fā)明涉及一種基于北斗時空交通信號的殊域渣土車違章分析裝置與方法，屬于高精度定位及大數(shù)據(jù)分析的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
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隨著城市規(guī)模的擴大，社會基礎(chǔ)設(shè)施的需求與日俱增，渣土車的數(shù)量也隨之劇增。但由于渣土車夜間作業(yè)多且管理不嚴格，渣土車交通違法較為猖獗，不僅對交通安全造成重大威脅，且污染城市環(huán)境，給居民生活帶來較大影響，成為輿論討伐的對象。渣土車噸位較大，制動和起步需要較大損耗，渣土車駕駛員為追求較高的經(jīng)濟效益，節(jié)省運送時間，闖紅燈等違法現(xiàn)象也就變得較為常見。但是，渣土車車廂長，交警監(jiān)控攝像頭進行的時候，只能拍到渣土車的腰部，很難拍清楚渣土車車牌。渣土車違章駕駛成為當今社會一個棘手的問題，對人們的出行安全造成了極大的威脅。

中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。是繼美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BDS)和美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO，是聯(lián)合國衛(wèi)星導航委員會已認定的供應商。

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并具短報文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時能力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于北斗時空交通信號的殊域渣土車違章分析裝置。

本發(fā)明還提供一種利用上述裝置進行違章分析的方法。

術(shù)語說明：

殊域：十字、丁字路口，環(huán)形島、并流車道等易發(fā)生交通事故的道路位置。

NTP:NTP是網(wǎng)絡時間協(xié)議(Network Time Protocol)，它是用來同步網(wǎng)絡中各個計算機的時間的協(xié)議。它可以使計算機對其服務器或時鐘源進行時間同步，它可以提供高精準度的時間校正。

發(fā)明概述：

本發(fā)明所述基于北斗時空交通信號的殊域渣土車違章分析裝置，可運行在渣土車等特殊車輛上，以一定頻率上傳一組經(jīng)過處理的定位數(shù)據(jù)(包括車輛編號、實時位置)。

本發(fā)明所述基于北斗時空交通信號的殊域渣土車違章分析的方法，利用北斗高精度定位芯片對渣土車的位置與行駛狀態(tài)進行實時監(jiān)控，將基于北斗高精度時空交通信號的渣土車違章分析分成兩個子問題：一是利用裝有北斗芯片的NTP服務器對各個交通信號燈進行統(tǒng)一授時，從而服務端端網(wǎng)絡中心可以獲取各個路口交通信號燈實時的相位動態(tài)信息，二是裝有車載北斗高精度定位的渣土車會將車輛的實時位置與行駛狀態(tài)發(fā)送到服務端，服務端再根據(jù)渣土車在殊域位置的行駛狀態(tài)判斷渣土車的是否違章行駛，并及時對其進行整治、管理。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于北斗時空交通信號的殊域渣土車違章分析裝置，包括相互連接的客戶端和服務端；客戶端包括，車載北斗定位模塊和指紋匹配模塊；服務端包括，交通信號燈相位采集模塊和違章分析模塊。

優(yōu)選的，所述車載北斗定位模塊為移動設(shè)備內(nèi)置北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)或通過藍牙與移動設(shè)備連接的外置北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述指紋匹配模塊包括指紋采集口、指紋存儲模塊、指紋對比模塊和渣土車打火控制模塊；指紋存儲模塊存儲有指紋信息。指紋對比模塊負責將每一次司機錄入的指紋與指紋存儲模塊中存儲的該車車主的指紋進行對比，如果指紋匹配成功，則認為是該車車主，渣土車打火控制模塊將開啟打火裝置，如果指紋匹配不成功，則認為不是該車車主，渣土車打火控制模塊將切斷打火裝置，無法啟動車輛。

優(yōu)選的，所述交通信號燈相位采集模塊包括，交通信號燈控制器和NTP服務器；NTP服務器內(nèi)設(shè)置有北斗芯片。裝有北斗芯片的NTP服務器負責接收所有交通信號燈控制器上傳的相位狀態(tài)信息。

優(yōu)選的，所述客戶端還包括客戶端通信模塊；所述服務端還包括服務端通信模塊?？蛻舳送ㄐ拍K負責將行駛數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒斩?。服務端通信模塊負責接收客戶端通信模塊上傳的行駛數(shù)據(jù)。

一種利用上述裝置分析殊域渣土車違章的方法，步驟如下：

1)指紋匹配：

司機通過指紋采集口輸入指紋，指紋對比模塊將司機的指紋與指紋存儲模塊中的指紋信息進行匹配，如果指紋匹配成功，則判斷司機為車主，渣土車打火控制模塊開啟打火裝置，如果指紋匹配不成功，則判斷司機不是車主，渣土車打火控制模塊切斷打火裝置；

2)渣土車行駛狀態(tài)信息采集與上傳：

車載北斗定位模塊以采樣頻率f₁采集渣土車行駛數(shù)據(jù)，所述渣土車行駛數(shù)據(jù)包括車輛編號、車輛實時位置和渣土車時速；

3)交通信號燈相位狀態(tài)的實時、動態(tài)采集：

裝有北斗芯片的NTP服務器對所有城市道路路口的交通信號燈進行統(tǒng)一授時，交通信號燈控制器以采樣頻率f₂分別向NTP服務器發(fā)送實時相位狀態(tài)信息并將實時相位狀態(tài)信息存儲在NTP服務器。服務端將裝有北斗芯片的NTP服務器中的實時相位狀態(tài)信息進行匯總以便實時、動態(tài)的查詢所有路口的交通信號燈的相位狀態(tài)。

4)殊域渣土車行駛狀態(tài)實時監(jiān)控與違章分析：

車載北斗定位模塊將渣土車行駛數(shù)據(jù)上傳到服務端，違章分析模塊將各個路口的實時相位狀態(tài)信息與渣土車在相應路口處的渣土車行駛數(shù)據(jù)進行匹配，如果狀態(tài)匹配不成功，則判定渣土車有違章，違章分析模塊記錄違章車輛編號及違章情況并將違章車輛編號及違章情況通知車輛管理部門；違章情況包括，闖紅燈違章和超速行駛。車輛管理部門對相應的渣土車車主進行懲治、處罰。

優(yōu)選的，闖紅燈違章的判斷方法為，如果路口的實時相位狀態(tài)信息顯示信號燈為紅燈，但是渣土車時速不為零，則判定渣土車有闖紅燈違章。

超速行駛的判斷方法為，違章分析模塊將渣土車在路口處的渣土車時速與閾值速度進行對比，如果渣土車時速大于閾值速度，則判定渣土車有超速行駛；其中，閾值速度存儲于違章分析模塊。

進一步優(yōu)選的，實時分析殊域渣土車違章的方法，包括實時測速的步驟；違章分析模塊將渣土車時速與閾值速度進行對比，如果渣土車時速大于閾值速度，則判定渣土車有超速行駛。此步驟是對渣土車時速進行全路段實時監(jiān)控，而不是僅限于路口位置。

優(yōu)選的，渣土車時速其中，T為車載北斗定位模塊將渣土車行駛數(shù)據(jù)上傳到服務端的時間間隔，Δl為T時間段內(nèi)渣土車行駛的距離?，F(xiàn)有技術(shù)中，車載北斗定位模塊計算實時速度是較為成熟的技術(shù)。

優(yōu)選的，所述步驟1)還包括發(fā)出語音提示的步驟，如果指紋匹配不成功，則判斷司機不是車主，指紋對比模塊發(fā)出“重按指紋”的語音提示。

發(fā)明的優(yōu)勢在于：

1.本發(fā)明所述基于北斗時空交通信號的殊域渣土車違章分析裝置，改進了原先利用路口電子攝像頭對違章車輛進行抓拍車牌號的方法，不受環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施影響，判斷準確、迅速；且無需專人看守，無需人工測量位置，可實時獲取并上傳位置數(shù)據(jù)，節(jié)省了人力、物力；

2.本發(fā)明所述基于北斗時空交通信號的殊域渣土車違章分析裝置，通過北斗高精度定位芯片對交通信號燈的相位狀態(tài)進行實時監(jiān)控，實時性強，有利于對渣土車的行駛狀態(tài)進行實時、動態(tài)監(jiān)控；避免了耗費大量的人力、物力進行數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集和勘測，增加了對渣土車違章分析的效率，方便交通管理部門對渣土車進行管理與監(jiān)控；

3.本發(fā)明所述基于北斗時空交通信號的殊域渣土車違章分析裝置，裝有北斗芯片的NTP服務器可以對各個交通信號燈進行統(tǒng)一、精確的授時，誤差小，保證了結(jié)果的準確性；

4.本發(fā)明所述基于北斗時空交通信號的殊域渣土車違章分析裝置，指紋匹配模塊可以確保責任到人的管理強度，確保了執(zhí)法的準確與公正性。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明所述基于北斗時空交通信號的殊域渣土車違章分析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述指紋匹配模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明所述交通信號燈相位采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明所述基于北斗時空交通信號的殊域渣土車違章分析裝置的工作流程圖。

具體實施方式：

下面結(jié)合實施例和說明書附圖對發(fā)明做詳細的說明，但不限于此。

實施例1

一種基于北斗時空交通信號的殊域渣土車違章分析裝置，包括相互連接的客戶端和服務端；客戶端包括，車載北斗定位模塊和指紋匹配模塊；服務端包括，交通信號燈相位采集模塊和違章分析模塊。

實施例2

如實施例1所述的基于北斗時空交通信號的殊域渣土車違章分析裝置，其區(qū)別在于，所述車載北斗定位模塊為移動設(shè)備內(nèi)置的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

實施例3

如實施例2所述的基于北斗時空交通信號的殊域渣土車違章分析裝置，其區(qū)別在于，所述車載北斗定位模塊為通過藍牙與移動設(shè)備連接的外置北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

實施例4

如實施例1所述的基于北斗時空交通信號的殊域渣土車違章分析裝置，其區(qū)別在于，所述指紋匹配模塊包括指紋采集口、指紋存儲模塊、指紋對比模塊和渣土車打火控制模塊；指紋存儲模塊存儲有指紋信息。指紋對比模塊負責將每一次司機錄入的指紋與指紋存儲模塊中存儲的該車車主的指紋進行對比，如果指紋匹配成功，則認為是該車車主，渣土車打火控制模塊將開啟打火裝置，如果指紋匹配不成功，則認為不是該車車主，渣土車打火控制模塊將切斷打火裝置，無法啟動車輛。

實施例5

如實施例1所述的基于北斗時空交通信號的殊域渣土車違章分析裝置，其區(qū)別在于，所述交通信號燈相位采集模塊包括，交通信號燈控制器和NTP服務器；NTP服務器內(nèi)設(shè)置有北斗芯片。裝有北斗芯片的NTP服務器負責接收所有交通信號燈控制器上傳的相位狀態(tài)信息。

實施例6

如實施例1所述的基于北斗時空交通信號的殊域渣土車違章分析裝置，其區(qū)別在于，所述客戶端還包括客戶端通信模塊；所述服務端還包括服務端通信模塊。客戶端通信模塊負責將行駛數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒斩?。服務端通信模塊負責接收客戶端通信模塊上傳的行駛數(shù)據(jù)。

實施例7

一種利用實施例1-6所述裝置分析殊域渣土車違章的方法，步驟如下：

1)指紋匹配：

司機通過指紋采集口輸入指紋，指紋對比模塊將司機的指紋與指紋存儲模塊中的指紋信息進行匹配，如果指紋匹配成功，則判斷司機為車主，渣土車打火控制模塊開啟打火裝置，如果指紋匹配不成功，則判斷司機不是車主，渣土車打火控制模塊切斷打火裝置；

2)渣土車行駛狀態(tài)信息采集與上傳：

車載北斗定位模塊以采樣頻率f₁采集渣土車行駛數(shù)據(jù)，所述渣土車行駛數(shù)據(jù)包括車輛編號、車輛實時位置和渣土車時速；

3)交通信號燈相位狀態(tài)的實時、動態(tài)采集：

裝有北斗芯片的NTP服務器對所有城市道路路口的交通信號燈進行統(tǒng)一授時，交通信號燈控制器以采樣頻率f₂分別向NTP服務器發(fā)送實時相位狀態(tài)信息并將實時相位狀態(tài)信息存儲在NTP服務器。服務端將裝有北斗芯片的NTP服務器中的實時相位狀態(tài)信息進行匯總以便實時、動態(tài)的查詢所有路口的交通信號燈的相位狀態(tài)。

4)殊域渣土車行駛狀態(tài)實時監(jiān)控與違章分析：

車載北斗定位模塊將渣土車行駛數(shù)據(jù)上傳到服務端，違章分析模塊將各個路口的實時相位狀態(tài)信息與渣土車在相應路口處的渣土車行駛數(shù)據(jù)進行匹配，如果狀態(tài)匹配不成功，則判定渣土車有違章，違章分析模塊記錄違章車輛編號及違章情況并將違章車輛編號及違章情況通知車輛管理部門；違章情況包括，闖紅燈違章和超速行駛。車輛管理部門對相應的渣土車車主進行懲治、處罰。

實施例8

如實施例7所述的分析殊域渣土車違章的方法，其區(qū)別在于，闖紅燈違章的判斷方法為，如果路口的實時相位狀態(tài)信息顯示信號燈為紅燈，但是渣土車時速不為零，則判定渣土車有闖紅燈違章。

超速行駛的判斷方法為，違章分析模塊將渣土車在路口處的渣土車時速與閾值速度進行對比，如果渣土車時速大于閾值速度，則判定渣土車有超速行駛；其中，閾值速度存儲于違章分析模塊。

實施例9

如實施例8所述的分析殊域渣土車違章的方法，其區(qū)別在于，還包括實時測速的步驟；違章分析模塊將渣土車時速與閾值速度進行對比，如果渣土車時速大于閾值速度，則判定渣土車有超速行駛。此步驟是對渣土車時速進行全路段實時監(jiān)控，而不是僅限于路口位置。

實施例10

如實施例7所述的分析殊域渣土車違章的方法，其區(qū)別在于，渣土車時速其中，T為車載北斗定位模塊將渣土車行駛數(shù)據(jù)上傳到服務端的時間間隔，Δl為T時間段內(nèi)渣土車行駛的距離?，F(xiàn)有技術(shù)中，車載北斗定位模塊計算實時速度是較為成熟的技術(shù)。

實施例11

如實施例7所述的分析殊域渣土車違章的方法，其區(qū)別在于，所述步驟1)還包括發(fā)出語音提示的步驟，如果指紋匹配不成功，則判斷司機不是車主，指紋對比模塊發(fā)出“重按指紋”的語音提示。