基于智慧交通的公路车辆雷达监测系统及方法与流程

本发明涉及公路车辆雷达监测，尤其涉及基于智慧交通的公路车辆雷达监测系统及方法。

背景技术：

1、随着我国社会的发展和人们生活需求的提高，机动车数量逐年递增，高速公路及配套设施建设需求也明显增加，高速与安全的矛盾日益凸显，团雾、突发车祸、人畜闯入、逆行违停等无法预测的突发危情，极易导致连环撞的重大事故，是高速公路交通安全的最大隐患；

2、但是，现有交通雷达技术中，无法对雷达的运行状态和前端干扰进行监管分析，进而降低雷达的检测稳定性和及时性，同时降低对监测区域内的车辆进行监管，无法及时的对存在危险驾驶的车辆进行预警管理，进而导致危险驾驶车辆影响其他车辆正常行驶，导致车辆行驶风险增大，以及无法对雷达的预警性能进行监管，进而降低雷达的预警效果；

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于智慧交通的公路车辆雷达监测系统及方法，去解决上述提出的技术缺陷，本发明通过从雷达的状态表现和前端干扰两个角度进行分析，以判断雷达是否正常运行，以保证雷达的监测效果和运行稳定性，且在雷达无干扰正常前提下，对风险驾驶数据进行驾驶监测预警反馈分析，以判断目标车辆在监测区域内是否存在风险驾驶，以便及时的预警反馈管理，以提高道路车辆的行驶安全性，以及通过信息反馈的方式对预警数据进行预警管控监管分析，以判断雷达预警性能是否稳定，以便根据信息反馈情况对雷达进行管理，以保证雷达的预警及时性和稳定性。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：基于智慧交通的公路车辆雷达监测系统，包括监管平台、信息采集单元、状态评估单元、车辆监管单元、前端监管单元、反馈管理单元以及执行管理单元；

3、当监管平台生成运管指令时，将运管指令发送至信息采集单元，信息采集单元在接收到运管指令后，立即采集雷达的状态数据，状态数据包括状态风险值和表现风险值，并将状态数据发送至状态评估单元，状态评估单元在接收到状态数据后，立即对状态数据进行运行监测风险监管分析，将得到的稳定信号发送至前端监管单元和车辆监管单元，将得到的风险信号发送至执行管理单元；

4、前端监管单元在接收到稳定信号后，立即采集雷达的干扰数据，干扰数据包括运行电压曲线和元件兼容值，并对干扰数据进行运行干扰自检反馈分析和深入式比对分析，将得到的正常信号经状态评估单元发送至车辆监管单元，将得到的干扰信号经状态评估单元发送至执行管理单元；

5、车辆监管单元在接收到稳定信号和正常信号后，立即采集车辆的风险驾驶数据，风险驾驶数据包括行驶风险值和变道风险值，并对风险驾驶数据进行驾驶监测预警反馈分析，将得到的反馈信号和危险信号发送至执行管理单元和反馈管理单元；

6、反馈管理单元在接收到反馈信号后，立即采集雷达的预警数据，预警数据包括实际预警传输值和预警次数，并对预警数据进行预警管控监管分析，将得到的优化信号发送至执行管理单元。

7、优选的，所述状态评估单元的运行监测风险监管分析过程如下：

8、s1：设置监测周期，并将其设定为时间阈值，获取到时间阈值内雷达的状态风险值，状态风险值表示雷达的实际监测区域的最大面积低于设定监测区域面积的部分，与雷达回波信号幅度低于预设幅度阈值的部分经数据归一化处理后得到的积值；

9、s2：获取到时间阈值内雷达的表现风险值，表现风险值表示雷达的运行最大温度值超出初始运行温度值的部分与运行最大温度值所对应持续时长经数据归一化处理后得到的积值，再与环境干扰参数所对应数值超出预设阈值所对应的个数经数据归一化处理后得到的积值，环境干扰参数包括环境温度值、环境粉尘浓度值；

10、s3：将状态风险值和表现风险值与其内部录入存储的预设状态风险值阈值和预设表现风险值阈值进行比对分析：

11、若状态风险值小于预设状态风险值阈值，且表现风险值小于预设表现风险值阈值，则生成稳定信号；

12、若状态风险值大于等于预设状态风险值阈值，或表现风险值大于等于预设表现风险值阈值，则生成风险信号。

13、优选的，所述前端监管单元的运行干扰自检反馈分析过程如下：

14、将时间阈值划分为i个子时间段，i为大于零的自然数，获取到各个子时间段内雷达的运行电压曲线，进而获取到运行电压曲线中上升线段的变化值超出预设阈值所对应个数与下降线段的变化值超出预设阈值所对应个数之和，再与上升线段和下降线段的总个数之间的比值，并将其设定为波动倍率值，同时将运行电压曲线中的最大波峰值和最小波谷值之间的差值设定为电压跨度值；

15、获取到各个子时间段内雷达的元件兼容值，元件兼容值表示雷达内部元件的实际运行电阻值超出预设运行电阻值的部分，再与线路干扰值经数据归一化处理后得到的积值，线路干扰值表示线路损耗值超出预设线路损耗值阈值的部分，将波动倍率值、电压跨度值以及元件兼容值分别标号为bbi、dki以及yji。

16、优选的，所述前端监管单元的深入式比对分析过程如下：

17、根据公式得到各个子时间段的运行失控风险系数，其中，a1、a2以及a3分别为波动倍率值、电压跨度值以及元件兼容值的预设比例因子系数，a1、a2以及a3均大于零，a4为预设修正因子系数，取值为2.298，ki为各个子时间段的运行失控风险系数，将运行失控风险系数ki大于等于预设运行失控风险系数阈值所对应的子时间段标记为“1”，将运行失控风险系数ki小于预设运行失控风险系数阈值所对应的子时间段标记为“2”，进而获取到时间阈值内“1”和“2”构建的排序序列，并将其设定为失控识别序列，获取到失控识别序列中“1”的连续出现的概率，并将其设定为失控干扰率，并将失控干扰率与其内部录入存储的预设失控干扰率阈值进行比对分析：

18、若失控干扰率与预设失控干扰率阈值之间的比值小于1，则生成正常信号；若失控干扰率与预设失控干扰率阈值之间的比值大于等于1，则生成干扰信号。

19、优选的，所述车辆监管单元的驾驶监测预警反馈分析过程如下：

20、t1：获取到时间阈值内雷达监测区域内的车辆，并将其设定为目标车辆，获取到时间阈值内各个目标车辆的行驶风险值，行驶风险值表示实时行驶速度与行驶偏离值经数据归一化处理后得到的积值，行驶偏离值表示目标车辆在当前车道摆动频率超出预设摆动频率阈值的部分；

21、t2：获取到时间阈值内目标车辆的变道风险值，变道风险值表示目标车辆变道时间段内目标车辆车尾与待进入车道后车的最小距离，与目标车辆连续变道数经数据归一化处理后得到的比值，同时获取到目标车辆变道时间段内车头与待进入车道后车的最小距离，并将其设定为插入式风险值，将行驶风险值、变道风险值以及插入式风险值分别标号为xf、bd以及cs；

22、t3：根据公式得到危险驾驶评估系数w，将危险驾驶评估系数w与其内部录入存储的预设危险驾驶评估系数阈值进行比对分析：

23、若危险驾驶评估系数w与预设危险驾驶评估系数阈值之间的比值小于1，则生成反馈信号；

24、若危险驾驶评估系数w与预设危险驾驶评估系数阈值之间的比值大于等于1，则生成危险信号。

25、优选的，所述反馈管理单元的预警管控监管分析过程如下：

26、获取到时间阈值内雷达的实际预警传输值，实际预警传输值表示危险信号开始传输时刻到结束传输时刻之间的时长，同时获取到雷达历史危险信号所对应的预警次数，获取到各个预警次数所对应的预警传输值，进而获取到预警传输值所对应的最大值，并将预警传输值所对应的最大值设定为预警临界值，将实际预警传输值与内部录入存储的预警临界值进行比对分析，将实际预警传输值大于预警临界值的部分设定为预警偏离值，同时获取到稳定信号所对应的失控干扰率，获取到正常信号所对应的状态风险值和表现风险值，将预警偏离值、失控干扰率、状态风险值以及表现风险值分别标记为yp、sk、zf、bx；

27、根据公式得到实时预警性能系数，其中，v1、v2、v3以及v4分别为预警偏离值、失控干扰率、状态风险值以及表现风险值的预设误差因子系数，v5为预设补偿因子系数，v1、v2、v3、v4以及v5均大于零，h为实时预警性能系数，获取到雷达最近一次维护时刻到当前时刻之间时长内的实时预警性能系数个数，进而获取到实时预警性能系数均值，并将其设定为预警稳定率，将预警稳定率与其内部录入存储的预设预警稳定率阈值进行比对分析：

28、若预警稳定率与预设预警稳定率阈值之间的比值小于1，则不生成任何信号；

29、若预警稳定率与预设预警稳定率阈值之间的比值大于等于1，则生成优化信号。

30、本发明的有益效果如下：

31、(1)本发明通过从雷达的状态表现和前端干扰两个角度进行分析，以判断雷达是否正常运行，以保证雷达的监测效果和运行稳定性，即从雷达的状态表现角度对状态数据进行运行监测风险监管分析，以判断雷达运行监测风险是否过高，以便及时的进行预警反馈管理，以提高雷达的监测效果，从前端干扰角度对干扰数据进行运行干扰自检反馈分析，以判断干扰因素对雷达稳定运行是否造成影响，以便及时的进行信息反馈管理，以降低干扰因素的影响；

32、(2)本发明在雷达无干扰正常前提下，对风险驾驶数据进行驾驶监测预警反馈分析，以判断目标车辆在监测区域内是否存在风险驾驶，以便及时的预警反馈管理，以提高道路车辆的行驶安全性，以及通过信息反馈的方式对预警数据进行预警管控监管分析，以判断雷达预警性能是否稳定，以便根据信息反馈情况对雷达进行管理，以保证雷达的预警及时性和稳定性。