[發明專利]一種基于GPS數據的高速公路車輛異常行為檢測方法

有效

• 申請號: 201810123628.9
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108399743B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 吳超仲;楊曼;張暉;楚文慧;李思瑤
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/052;G08G1/056
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

1.一種基于GPS數據的高速公路車輛異常行為檢測方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

獲取數據階段：通過車載GPS裝置獲得車輛動態信息；

數據處理階段：將車輛動態信息通過坐標轉換得到高斯坐標系下的坐標數據；

特征提取階段：根據不同時刻的坐標數據，提取經轉換后的車輛動態參數特征；

所述特征提取階段，通過GPS實驗和VISSIM軟件仿真提取車輛在超速、倒車逆行、低速行駛、緊急制動、臨時停車、緊急停車和正常行駛時的加速度和速度的參數特征，分析得到車輛動態參數特征；

識別預警階段：根據車輛動態參數特征，采用標準偏差法和神經網絡對車輛行為進行識別，并對識別車輛異常行為進行分級預警；其具體方法為：

采用BP神經網絡作為車輛異常行為檢測分類器，將連續N次定位的車輛速度、加速度作為輸入參數，采用神經網絡對參數進行數據趨勢分析，判斷事件類型；以正常行駛、超速、倒車逆行、低速行駛、緊急制動、停車行為這6種車輛駕駛行為作為神經網絡的輸出結果；神經網絡分類器對車輛行為進行分類識別，識別之后需要對異常行為進行反饋預警；

所述識別預警階段，采用BP神經網絡作為車輛異常行為檢測分類器對車輛行為進行分類識別，針對不同異常駕駛行為進行分級預警；

進行分級預警的方法具體為：

超速分級預警：

1)1級超速預警：檢測到超速車輛在t_k時刻速度超速20％以下；

2)2級超速預警：檢測到超速車輛在t_k時刻速度超速20％以上，50％以下；

3)3級超速預警：檢測到超速車輛在t_k時刻速度超速50％以上；

逆行分級預警：

1)1級逆行預警：檢測到逆行車輛在t_k時刻逆行速度小于20km/h；

2)2級逆行預警：檢測到逆行車輛在t_k時刻逆行速度大于20km/h，小于40km/h；

3)3級逆行預警：檢測到逆行車輛在t_k時刻逆行速度大于40km/h；

停車分級預警：

1)緊急制動預警：檢測到車輛發生緊急制動行為；

2)低速行駛預警：檢測到車輛發生低速行駛行為；

3)臨時停車預警：檢測到車輛發生停車行為，且前兩次判斷中沒有發生緊急制動行為；

4)緊急停車預警：檢測到車輛發生停車行為，且在前兩次判斷中有發生緊急制動行為；

所述數據處理階段，轉換后的坐標數據符合本地高斯平面系統，再對加速度和速度參數進行計算；

計算加速度和速度的公式為：

式中：表示t_k時刻路段i上車輛j的位置，m；表示t_k時刻路段i上車輛j的速度，m/s；表示t_k時刻路段i上車輛j的加速度，m/s²；T表示采用周期。

2.根據權利要求1所述的基于GPS數據的高速公路車輛異常行為檢測方法，其特征在于，所述獲取數據階段，獲取的車輛動態信息包括車輛ID、反饋時間、車輛經緯度。