基于四维实景交通仿真的高速公路稽查追逃费报警系统技术方案

本发明专利技术提出了基于四维实景交通仿真的高速公路稽查追逃费报警系统；包括多个全方位跟踪检测雷达、云处理服务器和四维仿真监控管理站；利用全方位跟踪检测雷达可以获取每一辆车的及时速度和运动轨迹等重要信息，利用车牌抓拍摄像机获取车辆信息进行前后比对，并结合雷同车辆的全程行驶路径，能够及时发现，长途载重货车是否发生倒卡行为，及时报警维护高速正常的运营秩序。通过与预先设定好车辆的行驶路径规则进行对比就可以轻松的获取车辆是否在按照高速公路规定的行驶路径在行驶，如果有异常立刻发出报警信息给收费站管理人员与交警对异常车辆采取管制或扣押并给予处罚。

【技术实现步骤摘要】
基于四维实景交通仿真的高速公路稽查追逃费报警系统
本专利技术涉及车辆行人跟踪定位技术、车牌抓拍技术、车辆行人三维仿真技术、道路视频监控技术、道路环境监控技术、交通状况仿真技术、网络通信技术、气象仿真技术、计算机图形技术、视频渲染技术、三维高精GIS地图技术、虚拟现实融合技术以及车路协同技术和导航技术、高速监控、收费
，特别涉及一种基于四维实景交通仿真的高速公路稽查追逃费报警系统。
技术介绍
随着我国高速公路通车里程的迅速增长和车流量的加大，高速公路运输在国民经济的地位越来越高。但同时，高速公路运营管理中暴露逃漏通行费问题，车辆倒卡存在两种形式，一种是两辆同型号车同向行驶，其中一辆车，多为空车，一般从另一载重车将要下高速的那个收费站附近的站点上，上高速后将领取的通行卡，交给在高速公路上等待的另一辆远途载重车，如果没有套牌就互换车牌，两车就近下高速，达到远途载重车偷逃通行费的目的。也有该空车拿着载重车通行卡到载重车上高速时附近的收费站再下的情况，达到两车逃费的目的；另一种是两车逆向行驶，套牌车居多，中途互换通行卡，分别从对方驶入高速的那个收费站附近的另一收费站下，利用距离差实现逃费，换卡一般有组织的较多。不但给国家带来经济损失，而且给正常的运营秩序带来较大的冲击。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。为了实现上述目的，本专利技术一方面的实施例提供一种基于四维实景交通仿真的高速公路稽查追逃费报警系统，包括全方位跟踪检测雷达、车辆抓拍摄像机、数据采集分析处理器、云处理服务器和四维仿真监控管理站；所述多要素全方位跟踪检测雷达传感器设备通过360°全方位高速扫描的方式，将雷达区域内所有移动的车辆或行人进行实时跟踪定位并获取每一个目标的实时位置和雷达的原始数据信息；所述车辆抓拍摄像机用于获取当前对应高速路段上，行驶的每一辆车的车辆图像；并将所述车辆图像发送至数据采集分析处理器；所述全方位跟踪检测雷达，用于获取高速路上行驶的每一辆车的当前雷达扫描数据；并将所述雷达扫描数据发送至数据采集分析处理器；所述数据采集分析处理器同时接收车辆图像和雷达扫描数据，根据车辆图像提取车辆特征信息，根据雷达扫描数据提取车辆雷达信息；所述数据采集分析处理器根据初次接收到的车辆雷达扫描数据为每辆车分配唯一标识的ID编号；提取该ID编号车辆的雷达扫描数据得到车辆雷达信息，并根据提取的车辆特征信息，将该ID编号的车辆雷达信息与车辆特征信息进行匹配；将匹配后的车辆特征信息和车辆雷达信息发送至云处理服务器；所述数据采集分析处理器获取在云处理服务器中设定的高速公路稽查追逃费报警规则；一旦车辆满足报警规则立即上报报警信息云处理服务器；并对违规车辆进行跟踪；所述云处理服务器接收并存储所有的匹配后的车辆特征信息和车辆雷达信息；利用三维仿真模块根据接收到车辆特征信息、车辆雷达信息与预存的三维高精度GIS地图进行三维车辆仿真融合；生成三维车辆仿真融合数据；所述云处理服务器中还预存车辆模型，根据生成的三维车辆仿真融合数据与预存车辆模型进行四维模拟，根据接收到的匹配后的车辆特征信息和车辆雷达信息，模拟得出各个ID编号的车辆的行驶路径；根据车辆的行驶路径设定的高速公路稽查追逃费报警规则，所述报警规则中的车辆信息特征比对机制和不合理行驶路径判断机制确定逃费违规车辆；根据接收的报警信息进行大数据综合分析，生成报警处理预案，并将所述报警处理预案发送至数据采集分析处理器，存储报警事件录像，并上报报警事件至四维仿真监控管理站；所述四维仿真监控管理站接收云处理服务器发送的三维车辆仿真融合数据和四维仿真行驶路径进行仿真动画显示；根据接收的报警事件进行报警事件存查、生成报警事件报表。优选的，所述多要素全方位跟踪检测雷达在检测到车辆时，获取该车辆雷达扫描数据并同步触发车牌抓拍摄像机，进行该时刻车辆图像的抓拍；将车辆雷达扫描数据和该时刻抓拍到的车辆图像一并发送至数据采集分析处理器，确保该车辆信息和该车辆图像属于同一车辆。优选的，所述车辆信息包括牌照编号、车辆尺寸、车身颜色、车辆型号和车标；所述雷达扫描数据包括行驶速度、运动方向、经纬度、ID编号和方向角。优选的，云处理服务器中预存有各种车辆的三维模型；所述云处理服务器进行四维仿真时，获取每个ID编号车辆的车辆特征，与云处理服务器的数据库中三维车辆模型的参数进行对比，将参数一致或接近的三维车辆模型提取出来，多要素全方位跟踪检测多要素全方位跟踪检测雷达再将该车辆的跟踪信息、位置信息、经纬度信息、速度信息、运动方向信息、方向角信息与该车辆的三维模型融合，并同时将该车辆三维模型显示在三维高清GIS地图上，形成车辆行驶动画。优选的，同一车辆在通过多个检测区域重叠的全方位跟踪检测雷达的高速路时，ID编号不变。优选的，在所述四维仿真监控管理站中进行四维仿真模拟时，利用三维GIS地图作为渲染引擎底层，通过无人机拍摄画面和卫星画面进行三维仿真修正；得到的三维高精度的GIS地图；将车辆模型的行驶动画融合到三维高精度的GIS地图中，实现四维仿真模拟。优选的，所述数据采集分析处理器在进行车辆信息特征比对，识别逃费违规车辆时，将车牌抓拍摄像机初次获取的该车的车辆信息和最后一次获取的该车的车辆信息进行对比；如果前后车辆信息一致，则判断为同一辆车，将车辆信息一致并且车辆信息雷同的车辆，继续进行不合理行驶路径判断；如果前后车辆信息不一致，判断为不是同一辆车；则识别为逃费违规车辆。优选的，所数据采集分析处理器在进行路径识别，识别逃费违规车辆时，所述四维仿真监控管理站预设车辆行驶路径判断规则；调取车辆信息雷同的车辆的行驶路径，当雷同车辆的行驶路径符合不合理路径判断机制时，则判断为逃费违规车辆，形成报警信息。优选的，所述云处理服务器接收到报警信息后，继续提取雷同车辆的的行驶路径符合不合理路径判断机制的起始时间；确定雷同车辆违规倒卡的位置，并根据起始时间查找该时间雷同车辆对应的车辆图像；确定违规倒卡的证据。优选的，所述不合理路径判断机制包括高速公路上车辆单程行驶时出现中途折返、车辆经过的收费站不连续。根据本专利技术实施例提供的一种基于四维实景交通仿真的高速公路稽查追逃费报警系统，相比于现有的高速检测装置，至少具有以下优点：1、通过车牌抓拍摄像机获取车辆特征信息并结合全路径布设的全方位跟踪检测雷达采集到的跟踪定位信息；将车牌抓拍摄像机获取车辆信息进行前后比对，并结合雷同车辆的全程行驶路径，能够及时发现，长途载重货车是否发生倒卡行为，及时报警维护高速正常的运营秩序。2、根据时间节点对道路上行驶的每个车辆的行驶路径进行精确绘制可以获取车辆全程行驶路径，结合三维高精度的GIS地图，实现了在车辆全程行驶路径的动态四维交通仿真。3、同一车辆在通过被N个检测区域重叠的全方位跟踪检测全方位跟踪检测雷达的道路上行驶时，系统会给该车辆分配唯一的识别信息；来保持车辆在四维实景交通仿真中信息的唯一性和可持续性。4、车牌抓拍摄像机的触发信号由全方位跟踪检测全方位跟踪检测雷达通过数据采集分析处理器来实现同步触发抓拍，保证车牌抓拍摄像机抓取的车辆信息与被雷达跟踪的车辆数据信息能够完美融合。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于四维实景交通仿真的高速公路稽查追逃费报警系统，其特征在于，包括全方位跟踪检测雷达、车辆抓拍摄像机、数据采集分析处理器、云处理服务器和四维仿真监控管理站；所述多要素全方位跟踪检测雷达传感器设备通过360°全方位高速扫描的方式，将雷达区域内所有移动的车辆或行人进行实时跟踪定位并获取每一个目标的实时位置和雷达的原始数据信息；所述车辆抓拍摄像机用于获取当前对应高速路段上，行驶的每一辆车的车辆图像；并将所述车辆图像发送至数据采集分析处理器；所述全方位跟踪检测雷达，用于获取高速路上行驶的每一辆车的当前雷达扫描数据；并将所述雷达扫描数据发送至数据采集分析处理器；所述数据采集分析处理器同时接收车辆图像和雷达扫描数据，根据车辆图像提取车辆特征信息，根据雷达扫描数据提取车辆雷达信息；所述数据采集分析处理器根据初次接收到的车辆雷达扫描数据为每辆车分配唯一标识的ID编号；提取该ID编号车辆的雷达扫描数据得到车辆雷达信息，并根据提取的车辆特征信息，将该ID编号的车辆雷达信息与车辆特征信息进行匹配；将匹配后的车辆特征信息和车辆雷达信息发送至云处理服务器；所述数据采集分析处理器获取在云处理服务器中设定的高速公路稽查追逃费报警规则；一旦车辆满足报警规则立即上报报警信息云处理服务器；所述云处理服务器接收并存储所有的匹配后的车辆特征信息和车辆雷达信息；利用三维仿真模块根据接收到车辆特征信息、车辆雷达信息与预存的三维高精度GIS地图进行三维车辆仿真融合；生成三维车辆仿真融合数据；所述云处理服务器中还预存车辆模型，根据生成的三维车辆仿真融合数据与预存车辆模型进行全方位多角度四维实景交通仿真，根据接收到的匹配后的车辆特征信息和车辆雷达信息，模拟得出各个ID编号的车辆的行驶路径；根据车辆的行驶路径设定的高速公路稽查追逃费报警规则，所述报警规则中的车辆信息特征比对机制和不合理行驶路径判断机制确定逃费违规车辆；根据接收的报警信息进行大数据综合分析，生成报警处理预案，并将所述报警处理预案发送至数据采集分析处理器，存储报警事件录像，并上报报警事件至四维仿真监控管理站；所述四维仿真监控管理站接收云处理服务器发送的三维车辆仿真融合数据和四维仿真行驶路径进行仿真动画显示与异常车辆条件判断；根据接收的报警事件进行报警事件存查、生成报警事件报表。...

【技术特征摘要】
1.基于四维实景交通仿真的高速公路稽查追逃费报警系统，其特征在于，包括全方位跟踪检测雷达、车辆抓拍摄像机、数据采集分析处理器、云处理服务器和四维仿真监控管理站；所述多要素全方位跟踪检测雷达传感器设备通过360°全方位高速扫描的方式，将雷达区域内所有移动的车辆或行人进行实时跟踪定位并获取每一个目标的实时位置和雷达的原始数据信息；所述车辆抓拍摄像机用于获取当前对应高速路段上，行驶的每一辆车的车辆图像；并将所述车辆图像发送至数据采集分析处理器；所述全方位跟踪检测雷达，用于获取高速路上行驶的每一辆车的当前雷达扫描数据；并将所述雷达扫描数据发送至数据采集分析处理器；所述数据采集分析处理器同时接收车辆图像和雷达扫描数据，根据车辆图像提取车辆特征信息，根据雷达扫描数据提取车辆雷达信息；所述数据采集分析处理器根据初次接收到的车辆雷达扫描数据为每辆车分配唯一标识的ID编号；提取该ID编号车辆的雷达扫描数据得到车辆雷达信息，并根据提取的车辆特征信息，将该ID编号的车辆雷达信息与车辆特征信息进行匹配；将匹配后的车辆特征信息和车辆雷达信息发送至云处理服务器；所述数据采集分析处理器获取在云处理服务器中设定的高速公路稽查追逃费报警规则；一旦车辆满足报警规则立即上报报警信息云处理服务器；所述云处理服务器接收并存储所有的匹配后的车辆特征信息和车辆雷达信息；利用三维仿真模块根据接收到车辆特征信息、车辆雷达信息与预存的三维高精度GIS地图进行三维车辆仿真融合；生成三维车辆仿真融合数据；所述云处理服务器中还预存车辆模型，根据生成的三维车辆仿真融合数据与预存车辆模型进行全方位多角度四维实景交通仿真，根据接收到的匹配后的车辆特征信息和车辆雷达信息，模拟得出各个ID编号的车辆的行驶路径；根据车辆的行驶路径设定的高速公路稽查追逃费报警规则，所述报警规则中的车辆信息特征比对机制和不合理行驶路径判断机制确定逃费违规车辆；根据接收的报警信息进行大数据综合分析，生成报警处理预案，并将所述报警处理预案发送至数据采集分析处理器，存储报警事件录像，并上报报警事件至四维仿真监控管理站；所述四维仿真监控管理站接收云处理服务器发送的三维车辆仿真融合数据和四维仿真行驶路径进行仿真动画显示与异常车辆条件判断；根据接收的报警事件进行报警事件存查、生成报警事件报表。2.根据权利要求1所述的基于四维实景交通仿真的高速公路稽查追逃费报警系统，其特征在于，所述全方位跟踪检测雷达在检测到车辆时，获取该车辆雷达扫描数据并同步触发车牌抓拍摄像机，进行该时刻车辆图像的抓拍；将车辆雷达扫描数据和该时刻抓拍到的车辆图像一并发送至数据采集分析处理器，确保该车辆信息和该车辆图像属于同一车辆。3.根据权利要求1所述的基于四维实景交通仿真的高速公路稽查...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯保国，付增辉，
申请(专利权)人：河北德冠隆电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13