一种大货车和卡车安全预警与监测系统技术方案

在大型运输车辆日益严峻的事故安全隐患背景下，针对目前常规辅助安全系统功能单一、不能有效预警和预防潜在的安全隐患和事故等问题，开发了一种包含车辆驾驶员主动安全模块、车辆行驶安全模块、车辆外部环境安全模块、交警云服务平台安全模块等多模块组合的多功能大型车辆安全预警与监测系统装置，是一种旨在提高大货车和卡车安全性能、降低道路风险、提高道路运输效率和人员安全系数的辅助安全预警与监测系统装置。

A Safety Early Warning and Monitoring System for Large Freight Cars and Trucks

【技术实现步骤摘要】
一种大货车和卡车安全预警与监测系统
本专利技术提供了一种大货车和卡车安全预警与监测系统，具体地说，是涉及一种提高大货车和卡车安全性能、降低道路风险、提高道路运输效率和人员安全系数的辅助安全预警与监测系统装置。
技术介绍
经济社会的快速持续发展使物流行业发展迅猛，公路货物运输在我国综合货物运输体系中占有十分重要的地位。重型货车具有运输量大、运输速度快且工作灵活等特点，在公路货运中占有举足轻重的地位。2015年，中国营运性质的货车货运量为315亿吨，同比增长1.2％，占全国货运总量的75.4％。由于重型货车具有体积大、载重多的特点以及经常存在疲劳驾驶、超速等违法违规行为，其造成的交通事故严重且特殊。威胁大货车和道路上其他车辆、人员的安全隐患主要如下：1、驾驶员疲劳驾驶：驾驶员驾驶大货车多是独自行驶长途路线，驾驶任务重、时间长；驾驶员精神长时间高度集中易产生疲倦，继而引发交通事故；2、驾驶员猝死：驾驶货车行驶途中，驾驶员由于休息时间不充分或是相关疾病等原因导致心率过快而猝死，继而引发交通事故；3、驾驶员驾驶行为不当：驾驶过程中，驾驶员由于注意力不集中及抽烟、打电话等不良或违规行为使驾驶中存在较大交通事故安全隐患；4、驾驶舱内环境：现今大部分货车采用驻车柴暖的取暖方式，大多数柴暖安装时将加热口安装在卧铺底下，尾气口设置在驾驶室下面；若驾驶室底部密封性不佳，长期停车使用时尾气有渗入驾驶室内的风险，造成室内人员中毒及缺氧等严重事故，且室内人员在睡眠中对此类事故发生意识较为迟缓，加剧了该类事故严重性；5、大货车超速行驶：当大货车车速超过路段规定最高时速时，发生交通事故概率将大幅增加；6、刹车失灵等机械故障：在货车的长途行驶过程中，刹车片存在温度过高导致刹车失灵继而引发交通事故的风险；7、雨雪雾恶劣天气：雨雪雾恶劣天气将严重影响行车安全，驾驶员必须根据当前天气及路面状况提前采取相关保护或避险措施；8、陡坡、长下坡、急转弯等事故易发路段：货车在陡坡、长下坡、急转弯等危险路段极易发生事故，驾驶员在事故高发路段必须高度集中注意力并提前做好事故规避准备。因此，开发新型大货车和卡车安全预警与监测系统就显得尤为必要。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题：在大型运输车辆日益严峻的事故安全隐患背景下，针对目前常规大型运输车辆辅助安全系统功能单一、不能有效预警和预防潜在的安全隐患和事故等问题，开发了一种包含车辆驾驶员主动安全模块、车辆行驶安全模块、车辆外部环境安全模块、交警云服务平台安全模块多模块组合的多功能大型车辆安全预警与监测系统装置，是一种旨在提高大货车和卡车安全性能、降低道路风险、提高道路运输效率和人员安全系数的辅助安全预警与监测系统装置。本专利技术工作原理：本专利技术主要原理有四点：1.基于电子设备检测判断驾驶员的疲劳程度；2.车辆主要安全行驶参数的检测，主要包括刹车片温度、水箱过热、车辆速度、刹车失效模式分析；3.道路和气候等参数的采集，比如陡坡、长下坡、急弯等事故易发路段，大雨、大雾、冰冻等恶劣天气参数；4.交警云服务平台的接受、分析、指令发出以及特殊路段温度测量、声光自动报警装置的运行警示。目前常用的客观疲劳驾驶检测方法主要有基于驾驶员生理参数检测方法、基于驾驶员行为特征检测方法、基于车辆行为特征方法三大类：1.基于驾驶员生理参数如脑电图、心电图、肌电图、脉搏和皮肤温度等参数的检测是指驾驶员通过穿戴传感器来获取其生理参数，进而判断驾驶员的疲劳程度；2.基于驾驶员行为特征的检测方法是指利用机器视觉或模式识别等技术对驾驶员头部、眼部、嘴部等特征的变化规律进行分析，从而对驾驶员是否疲劳进行判断；3.基于车辆行为特征的方法是指通过检测方向盘运动、车道偏离时间、车辆行驶速度、加速踏板开度以及车辆横向位置等间接判断驾驶员疲劳状态。本专利技术的目的是在原有刹车、车用安全带、车用导航等系统的基础上，增加以下功能：1、安全带时长预警根据现行的交通法规，驾驶员在行驶过程中必须系安全带。现有的主流货车都已有安全带提醒，当主驾驶位安全带扣紧时间接近四个小时时，安全带时长预警系统将发出预警并远传数据至交警处，此时司机需就近休息二十分钟以上后方可解除预警。2、人脸识别装置结合当前较为先进的人脸识别技术，在仪表盘处安装摄像装置，使人脸识别系统能在司机有疲劳驾驶的表现时发出预警，驾驶员需停车休息二十分钟以上，人脸识别系统预警方可解除。此外，使用人脸识别技术还可对驾驶员注意力不集中及驾驶员可能存在的抽烟、打手机等危险驾驶行为进行实时监控和进行警告。同时人脸识别系统会将记录的驾驶员驾驶时不良或违规行为汇总并上传至所在车队和交通管理部门，便于事后相关部门对驾驶员行为进行教育。3、方向盘心率检测在方向盘上加装心率检测装置，驾驶员手握方向盘驾驶时，方向盘心率检测系统就能随时感应驾驶员心率的异常变化，并及时其发出预警。4、车内环境检测在车内设置相关仪器实时监测驾驶舱内一氧化碳浓度及氧气浓度，当驾驶舱内环境出现异常时，车内环境检测系统将对其及时预警并于必要时进行自动开窗等紧急处理。5、速度实时预警速度实时预警系统通过GPS及相关设备获得货车行驶的速度信息，在大货车行驶超过所在道路的限速时，系将对驾驶员予以警示。6、刹车片红外线测温在大货车刹车部位加装红外测温装置，对刹车片温度进行实时监控。当温度超过100摄氏度时，对刹车盘进行喷雾降温作业；若温度仍超过130-150摄氏度，刹车片红外线测温系统将发出预警，并将车辆信息上传至交通管理部门。7、网络实时天气预报网络实时天气预报系统与网络实时天气预报相关联，对于行驶路段的雨雪雾恶劣天气及路况及时发出预警，并提供相关避险信息建议。8、定位导航技术定位导航系统内部加装定位导航及重力感应装置，当大货车行驶至陡坡、长下坡、急转弯等事故多发路段，或是在一定时间段内连续下坡时间过长或坡度过大的情况下，发出实时预警，并将车辆信息上传至交通管理部门。9、特殊路段刹车片温度红外检测和声光报警装置设置在长下坡、急弯、陡坡等事故高发路段设置一定数量的红外温度检测装置，专门用于检测大货车、卡车、大巴车等特殊大型车辆刹车片的温度，并及时传输至交警云服务平台服务器，服务器根据接受到的该车辆系列行驶参数(刹车片温度、驾驶员疲劳性状表征参数、行驶速度、行驶连续行驶时长、天气情况等)与设定的模型进行比对分析，继而自动向被检测车辆驾驶员、路警、特殊路段的声光报警装置等发出报警信号，提醒驾驶员及前后车辆提前做好紧急规避或制动等避险措施。所述的大货车和卡车安全预警和监测系统包括车辆驾驶员主动安全模块、车辆行驶安全模块、车辆外部环境安全监测模块、交警云服务平台模块。所述的车辆驾驶员主动安全模块包括驾驶员安全带正确佩戴警示系统、驾驶员疲劳驾驶监测系统、驾驶员突发疾病猝死监测、驾驶员驾驶行为监测系统、驾驶舱内环境监测系统。1、驾驶员安全带正确佩戴警示系统当未正确佩戴安全带的司乘人员所乘坐的高速行驶的汽车发生碰撞或遇到意外紧急制动时，将产生巨大的惯性力，不仅使司乘人员撞击车门方向盘等物体，更可能使司乘人员被甩出车外，继而导致严重交通事故。针对现有的三点式腰部安全带正确系带方法，本专利技术实现了对驾驶员安全带正确佩戴的监控与警示。该功能的实现过程如下：司机进入驾驶舱发动汽车后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大货车和卡车安全预警与监测系统，其特征在于：所述系统装置具体包括车辆驾驶员主动安全模块、车辆行驶安全模块、车辆外部环境安全监测模块、交警云服务平台模块；所述的车辆驾驶员主动安全模块包括驾驶员安全带正确佩戴警示系统、驾驶员疲劳驾驶监测系统、驾驶员突发疾病猝死监测、驾驶员驾驶行为监测系统、驾驶舱内环境监测系统；所述的车辆行驶安全模块包括刹车片温度检测控制系统、水箱温度检测控制系统、速度实时记录系统、刹车失效预警与防护系统；所述车辆外部环境安全监测模块包括陡坡、长下坡、急转弯等事故易发路段预警系统以及雨雪雾等恶劣天气预警系统；所述交警云服务平台模块从车载系统、道路部门、驾驶员等处接受预警后将数据同步至公路管理、交警、用户APP终端；特殊路段设置刹车片温度红外检测和声光报警装置。

【技术特征摘要】
1.一种大货车和卡车安全预警与监测系统，其特征在于：所述系统装置具体包括车辆驾驶员主动安全模块、车辆行驶安全模块、车辆外部环境安全监测模块、交警云服务平台模块；所述的车辆驾驶员主动安全模块包括驾驶员安全带正确佩戴警示系统、驾驶员疲劳驾驶监测系统、驾驶员突发疾病猝死监测、驾驶员驾驶行为监测系统、驾驶舱内环境监测系统；所述的车辆行驶安全模块包括刹车片温度检测控制系统、水箱温度检测控制系统、速度实时记录系统、刹车失效预警与防护系统；所述车辆外部环境安全监测模块包括陡坡、长下坡、急转弯等事故易发路段预警系统以及雨雪雾等恶劣天气预警系统；所述交警云服务平台模块从车载系统、道路部门、驾驶员等处接受预警后将数据同步至公路管理、交警、用户APP终端；特殊路段设置刹车片温度红外检测和声光报警装置。2.根据权利要求1所述特殊路段设置刹车片温度红外检测和声光报警装置，其特征在于：在事故高发路段设置一定数量的红外温度检测装置，用于检测大型车辆刹车片的温度，并及时传输至交警云服务平台服务器，服务器根据接受到的该车辆系列行驶参数(刹车片温度、驾驶员疲劳性状表征参数、行驶速度、行驶连续行驶时长、天气情况等)与设定的模型进行比对分析，继而自动向被检测车辆驾驶员、路警、特殊路段的声光报警装置等发出报警信号，提醒驾驶员及前后车辆提前做好紧急规避或制动等避险措施。3.根据权利要求1所述一种大货车和卡车安全预警与监测系统，其特征在于：安全带时长预警功能，现有的主流货车都已有安全带提醒，当主驾驶位安全带扣紧时间接近四个小时，系统将发出预警并远传数据至交警处，此时司机需就近休息二十分钟以上后方可解除预警。4.根据权利要求1所述一种大货车和卡车安全预警与监测系统，其特征在于：人脸识别功能，在仪表盘处安装摄像装置，使系统能在司机有疲劳...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵昭，林航冰，陈海江，江轶政，刘益才，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43