[发明专利]一种基于DSRC的异常车辆行为检测及追踪方法

摘要

本发明公开了一种基于DSRC的车辆异常行为检测及追踪方法。该方法可以通过路侧专用通信单元获取来自车载设备的信息，路基计算机将该信息运算得出车辆的速度、路段的车流量及交通密度，并通过车辆异常检测模块运用阈值比较法进行车速异常判断，通过设计算法判断车辆违章停车与逆行。本发明利用车路间DSRC通信技术，提出了微观交通量：车辆速度，宏观交通量：交通流量和交通密度的计算方法，解决了车联网环境下低成本准确识别车辆异常行为并对其进行追踪的问题。

主权项

1.一种基于DSRC的异常车辆检测与追踪方法，具体的步骤包括：步骤一：路侧专用通信单元与车载终端进行通信，获取车载终端发送的车辆mac地址；步骤二：路基计算机单元与路侧专用通信单元进行socket通信，获取路侧专用通信单元发送的来自车载终端的车辆mac地址，更新获得来自车载终端车辆mac地址的时间，存入数据库，获取车辆出现时间及离去时间；设Kmin秒为车辆在路侧专用通信单元有效通信距离内正常行驶的最短时间，且小于一辆车离开后重返路段的最小时间，计算车辆出现时间、离去时间的步骤为：(1)车辆通过车载单元发送至路侧专用通信单元的数据包被路侧专用通信单元发送至路基计算机时，路基计算机将车辆mac地址及接收时间存入数据库，判断该mac地址是否在其此次接收之前的Kmin秒内出现，若没有出现过则将该mac地址的接收时间定义为出现时间，若出现过，则表明该mac地址代表的车辆在此前就已进入路侧专用通信单元的有效通信距离，跳入步骤(2)判断离去时间；(2)判断自接收该mac地址起的后Kmin～2Kmin秒时间段内，该mac地址是否仍被接收；若不被接收，则将后Kmin秒时间段内的最后出现时间记为离去时间；若仍被接收，则将车辆标记为停止车辆，将该车辆的mac地址及出现时间存入数据库；步骤三：路基计算机单元利用车辆出现时间、离去时间获取车辆速度、道路密度及车流量，并将参数存入数据库，发送至管理中心计算机；车辆速度的获取步骤具体为：1)获取该路侧专用通信单元的有效通信距离L；2)判断是否有车辆离去，若有车辆离去则进行车速计算，若无车辆离去，则不进行计算；3)获取通行时间t，t＝t1‑t0，其中，t1为离去时间，t0为到达时间；4)利用速度公式v＝L/t，求得车辆的速度，将其连同车辆Mac地址及车辆出现时间与离去时间一同存入数据库；步骤四：路基计算机单元对异常车辆进行判断，存入数据库，向管理中心计算机发送；将合法的mac地址存入数据库中，将每一路侧专用通信单元有效通信距离范围内的路段进行编号，具体步骤如下：1)接收到一个新的mac地址后，启动mac地址异常检测模块，将非法的mac地址选出来，将其连同出现时间及路段编号，上传入数据库；2)若mac地址合法，则启动车速异常检测模块，若车速异常，则记录异常车辆mac地址及其出现时间及路段编号，上传入数据库；所述的车速异常检测模块的算法具体为：当所得车速数量未到达次数临界值N时，将当前求得的车速v与预设阀值Vmax及Vmin进行比较，若v大于Vmax，则车辆超速，若v小于Vmin，则车辆速度过低，将异常车辆mac地址及所在路段编号存入数据库，上传至管理中心计算机；当所得车速数量到达N时，启用正态分布模型对Vmax及Vmin及Kmax进行更新；Kmax秒为车辆在路侧专用通信单元有效通信距离内正常行驶的最大时间；所述的正态分布模型对Vmax及Vmin及Kmax进行更新，利用已获得的存入数据库中的N个车速Vi，根据点估计极大似然估计法得出车速正态分布的均值及方差，具体包括：1>极大似然估计法：似然函数为其中，v_i代表某一具体的车辆速度；μ代表所要求得的正态分布的平均值；σ代表所要求得正态分布的标准差；n代表车速数量；对公式两边取对数得令解之得(μ,σ²)的最大似然估计值为其中：代表正态分布的参数平均值的估计值；代表正态分布的参数方差的估计值；代表车辆速度平均值；v_i代表某一具体的车速，由此可得车速的准确正态分布，即2>利用3δ原则，得出车速最大阀值Vmax及Vmin，存入数据库；令：3>利用速度公式的变形Kmax＝L/V_min根据已知的路侧专用通信单元的有效通信距离及Vmin，求得车辆最大通行时间Kmax，存入数据库；3)根据数据库中，停止车辆信息以及该路段是否禁止车辆停止判断是否有车辆违章停车；4)将相邻路侧计算机的数据库记录进行对比，从中发现车辆通过该路段的行驶方向，从而判断车辆是否逆行；步骤五：管理中心调用数据库数据，显示异常车辆信息，追踪异常车辆；管理中心根据各路侧单元上传的车辆mac地址及出现时间、地点，筛选出异常车辆的mac地址及出现时间、地点。