[发明专利]一种基于GPS数据的高速公路车辆异常行为检测方法

权利要求书

1.一种基于GPS数据的高速公路车辆异常行为检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

获取数据阶段：通过车载GPS装置获得车辆动态信息；

数据处理阶段：将车辆动态信息通过坐标转换得到高斯坐标系下的坐标数据；

特征提取阶段：根据不同时刻的坐标数据，提取经转换后的车辆动态参数特征；

所述特征提取阶段，通过GPS实验和VISSIM软件仿真提取车辆在超速、倒车逆行、低速行驶、紧急制动、临时停车、紧急停车和正常行驶时的加速度和速度的参数特征，分析得到车辆动态参数特征；

识别预警阶段：根据车辆动态参数特征，采用标准偏差法和神经网络对车辆行为进行识别，并对识别车辆异常行为进行分级预警；其具体方法为：

采用BP神经网络作为车辆异常行为检测分类器，将连续N次定位的车辆速度、加速度作为输入参数，采用神经网络对参数进行数据趋势分析，判断事件类型；以正常行驶、超速、倒车逆行、低速行驶、紧急制动、停车行为这6种车辆驾驶行为作为神经网络的输出结果；神经网络分类器对车辆行为进行分类识别，识别之后需要对异常行为进行反馈预警；

所述识别预警阶段，采用BP神经网络作为车辆异常行为检测分类器对车辆行为进行分类识别，针对不同异常驾驶行为进行分级预警；

进行分级预警的方法具体为：

超速分级预警：

1)1级超速预警：检测到超速车辆在t_k时刻速度超速20％以下；

2)2级超速预警：检测到超速车辆在t_k时刻速度超速20％以上，50％以下；

3)3级超速预警：检测到超速车辆在t_k时刻速度超速50％以上；

逆行分级预警：

1)1级逆行预警：检测到逆行车辆在t_k时刻逆行速度小于20km/h；

2)2级逆行预警：检测到逆行车辆在t_k时刻逆行速度大于20km/h，小于40km/h；

3)3级逆行预警：检测到逆行车辆在t_k时刻逆行速度大于40km/h；

停车分级预警：

1)紧急制动预警：检测到车辆发生紧急制动行为；

2)低速行驶预警：检测到车辆发生低速行驶行为；

3)临时停车预警：检测到车辆发生停车行为，且前两次判断中没有发生紧急制动行为；

4)紧急停车预警：检测到车辆发生停车行为，且在前两次判断中有发生紧急制动行为；

所述数据处理阶段，转换后的坐标数据符合本地高斯平面系统，再对加速度和速度参数进行计算；

计算加速度和速度的公式为：

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

2.根据权利要求1所述的基于GPS数据的高速公路车辆异常行为检测方法，其特征在于，所述获取数据阶段，获取的车辆动态信息包括车辆ID、反馈时间、车辆经纬度。