基于路侧单元的尾气超标车辆的检测方法及路侧单元与流程

1.本技术涉及物联网技术领域，尤其涉及到一种基于路侧单元(roadsideunit，rsu)的尾气超标车辆的检测方法及路侧单元。


背景技术：

2.目前，检测尾气超标车辆的技术主要分为三类：第一类是传统检测方式，这种传统检测方式通过汽车尾气检测仪检测车辆尾气是否超标，这种传统检测方式需要车辆停靠，并且在车辆上加装取样装置进行定点检测。第二类是机动车尾气遥测技术，这类技术通常采用光感技术判断车辆尾气是否超标，并与旁边的摄像机同时工作，完成对某一车辆的尾气排放监测，一次只能测一辆车。第三类是在车内安装车载检测尾气设备(obd)检测尾气，并结合当前车辆速度、加速度、转数、发动机排量、动机运行参数等判断尾气排放是否超标，最后通过车联网上传数据到云中心。


技术实现要素：

3.本技术实施例公开一种基于路侧单元的尾气超标车辆的检测方法及路侧单元。
4.本技术第一方面公开一种基于路侧单元的尾气超标车辆的检测方法，所述路侧单元安装有空气监测设备，所述方法包括：
5.所述路侧单元利用其安装的所述空气监测设备监测所述路侧单元的监测范围的即时空气质量指数；
6.所述路侧单元根据当天空气质量指数aqi、指定历史时长内通过所述路侧单元的监测范围内的监控路段的车辆数量、所述监控路段的路段长度以及所述监控路段的路段宽度，计算出尾气超标阈值；
7.对比检测到的所述即时空气质量指数和所述尾气超标阈值，判断所述路侧单元的监测范围是否有车辆尾气超标事件发生；
8.若所述路侧单元的监测范围有车辆尾气超标事件发生，将所述指定历史时长内通过所述路侧单元的监测范围内的监控路段的车辆信息上传至监测中心，由所述监测中心根据各个路侧单元上传的在所述指定历史时长内通过所述各个路侧单元的监测范围内的监控路段的车辆信息筛选出尾气超标的车辆。
9.本技术实施例第二方面公开一种路侧单元，所述路侧单元安装有空气监测设备，所述路侧单元包括：
10.指数检测单元，用于利用所述路侧单元安装的所述空气监测设备监测所述路侧单元的监测范围的即时空气质量指数；
11.阈值计算单元，用于根据当天空气质量指数aqi、指定历史时长内通过所述路侧单元的监测范围内的监控路段的车辆数量、所述监控路段的路段长度以及所述监控路段的路段宽度，计算出尾气超标阈值；
12.对比判断单元，用于对比检测到的所述即时空气质量指数和所述尾气超标阈值，
判断所述路侧单元的监测范围是否有车辆尾气超标事件发生；
13.通信单元，用于若所述路侧单元的监测范围有车辆尾气超标事件发生，将所述指定历史时长内通过所述路侧单元的监测范围内的监控路段的车辆信息上传至监测中心，由所述监测中心根据各个路侧单元上传的在所述指定历史时长内通过所述各个路侧单元的监测范围内的监控路段的车辆信息筛选出尾气超标的车辆。
14.本技术实施例第三方面公开一种路侧单元，所述路侧单元安装有空气监测设备，所述路侧单元包括：
15.存储有可执行程序代码的存储器；
16.与所述存储器耦合的处理器；
17.所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本技术实施例第一方面公开的所述基于路侧单元的尾气超标车辆的检测方法的步骤。
18.与现有技术相比，本技术实施例至少具有以下有益效果：
19.实施本技术实施例，有助于监控部门简明、快速地监控并检测出尾气超标车辆，减少驾驶者有意驾驶尾气超标车辆而不及时处理的情况出现；此外，有效避免车载尾气检测设备太大不方便携带的情况；此外，有效避免obd检测不准确或者失效的情况；此外，有效防止机动车尾气遥测技术单次检测不准确的情况。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本技术实施例公开的一种网络架构示意图；
22.图2是本技术实施例公开的一种基于rsu的尾气超标车辆的检测方法的流程示意图；
23.图3是本技术实施例公开的一种rsu的结构示意图；
24.图4是本技术实施例公开的另一种rsu的结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.在详细描述本技术实施例公开的基于rsu的尾气超标车辆的检测方法及rsu之前，下面先对本技术实施例涉及到的网络架构进行介绍。
27.请参阅图1，图1是本技术实施例公开的一种网络架构示意图。如图1所示，本技术实施例涉及到的网络结构可以包括监控中心和多个rsu，监控中心与多个rsu建立通信连接(以双箭头表示)，并且每一个rsu上安装有空气监测设备(也可以称为空气监测器)。每一个rsu可以在监控中心的控制下，利用该rsu安装的空气监测设备监测其监测范围的即时空气
质量指数，并且在对比检测到的即时空气质量指数和尾气超标阈值之后，若判断该rsu的监测范围有车辆尾气超标事件发生，该rsu可以将指定历史时长内通过该rsu的监测范围内的监控路段的车辆信息上传至监测中心，由监测中心根据各个rsu上传的在指定历史时长内通过各个rsu的监测范围内的监控路段的车辆信息筛选出尾气超标的车辆。
28.基于图1所示的网络架构，本技术实施例公开了一种基于rsu的尾气超标车辆的检测方法。请参阅图2，图2是本技术实施例公开的一种基于rsu的尾气超标车辆的检测方法的流程示意图。如图2所示，该基于rsu的尾气超标车辆的检测方法可以包括以下步骤：
29.201、rsu利用其安装的空气监测设备监测该rsu的监测范围的即时空气质量指数。
30.作为一种可选的实施方式，rsu执行步骤201之前，还可以先执行以下步骤：
31.rsu获取监控中心远程下发的测量指令，该测量指令用于触发该rsu利用其安装的空气监测设备监测该rsu的监测范围的即时空气质量指数。
32.示例性的，监控中心可以每隔t时长，远程的向rus下发测量指令。该rsu平时可以不利用其安装的空气监测设备监测该rsu的监测范围的即时空气质量指数，只有在获取到监控中心远程下发的测量指令时，才利用其安装的空气监测设备监测该rsu的监测范围的即时空气质量指数。
33.作为另一种可选的实施方式，rsu执行步骤201之前，还可以先执行以下步骤：
34.rsu判断与其前一次利用其安装的空气监测设备监测该rsu的监测范围的即时空气质量指数的时间点之间的时间间隔是否达到t时长，若达到t时长，该rsu执行步骤201。这种实施方式可以省去监控中心每隔t时长触发该rsu利用其安装的空气监测设备监测该rsu的监测范围的即时空气质量指数，而是由该rsu主动上报该rsu的监测范围的即时空气质量指数，降低监控中心的功耗。
35.由车辆排放最主要的污染物是一氧化碳co，因此，上述步骤201中，该rsu的监测范围的即时空气质量指数可以包括即时co指数(也称为当前co指数)。
36.202、该rsu根据当天空气质量指数aqi、指定历史时长内通过该rsu的监测范围内的监控路段的车辆数量、该监控路段的路段长度以及该监控路段的路段宽度，计算出尾气超标阈值。
37.示例性的，上述指定历史时长可以为该rsu前、后两次利其安装的空气监测设备监测其监测范围的即时空气质量指数的时间间隔(如上述t时长)；或者，上述指定历史时长也可以由监控中心根据实际需要进行远程灵活设置，本技术实施例不作限定。
38.作为一种可选的实施方式，上述步骤202的实现方式可以为：
39.该rsu获取当天空气质量指数aqi对应的co的平均值c；
40.以及，该rsu结合公式p＝b*n/v c计算出尾气超标阈值；
41.其中，p为尾气超标阈值，b为指定历史时长内通过该rsu的监测范围内的监控路段的每辆车每公里的co排放量，单位为mg；n表示指定历史时长内通过该rsu的监测范围内的监控路段的车辆数量；v表示该rsu的监测范围的体积，v＝l*m*h，l为该rsu的监测范围内的监控路段的路段长度，m为该rsu的监测范围内的监控路段的路段宽度(视具体车道个数而定)，h为指定高度，单位为m，一般取值10m。
42.其中，当天空气质量指数aqi通常被划分为0一50、51—100、101-150、151一200、201-300和大于300六档；其中，100以上为污染。其中，当天空气质量指数aqi对应的co的平
均值c与当天空气质量指数aqi之间可以存在如下表1所示的对应关系，即：
43.表1co的平均值c与当天空气质量指数aqi的对应关系
[0044] aqi≤100100《aqi≤200aqi》200co的平均值cc＝aqi/10c＝(aqi-100)/2 10c＝(aqi-200)*0.3 60
[0045]
相应的，该rsu获取当天空气质量指数aqi对应的co的平均值c的方式可以为：
[0046]
若当天空气质量指数aqi≤100，则该rsu根据公式c＝aqi/10，计算出当天空气质量指数aqi对应的co的平均值c；
[0047]
或者，若100﹤当天空气质量指数aqi≤1200，则该rsu根据公式c＝(aqi-100)/2 10，计算出当天空气质量指数aqi对应的co的平均值c；
[0048]
又或者，当天空气质量指数aqi》200，则该rsu根据公式c＝(aqi-200)*0.3 60，计算出当天空气质量指数aqi对应的co的平均值c。
[0049]
203、该rsu对比检测到的即时空气质量指数和尾气超标阈值，判断该rsu的监测范围是否有车辆尾气超标事件发生，若该rsu的监测范围有车辆尾气超标事件发生，执行步骤204；若该rsu的监测范围未有车辆尾气超标事件发生，结束本流程。
[0050]
其中，该rsu可以对比上述步骤201监测到的即时空气质量指数包括的即时co指数与步骤202计算出的尾气超标阈值p，若判断出即时co指数》尾气超标阈值p，则若该rsu的监测范围有车辆尾气超标事件发生，执行步骤204；反之，则该rsu的监测范围未有车辆尾气超标事件发生，结束本流程。
[0051]
204、该rsu将该指定历史时长内通过该rsu的监测范围内的监控路段的车辆信息上传至监测中心，由监测中心根据各个rsu上传的在该指定历史时长内通过各个rsu的监测范围内的监控路段的车辆信息筛选出尾气超标的车辆。
[0052]
示例性的，车辆信息可以包括车辆的车牌号码、车架号等。
[0053]
本技术实施例中，由于车辆经过各个rsu的监挖区域的时间有先后(t)，并且各个rsu监测到有车辆尾气超标事件发生的时间也有先后。因此，根据马尔科夫链，上述步骤204中，监测中心根据各个rsu上传的在该指定历史时长内通过各个rsu的监测范围内的监控路段的车辆信息筛选出尾气超标的车辆的实现方式可以为：
[0054]
监测中心根据各个rsu上传的在所述指定历史时长内通过所述各个rsu的监测范围内的监控路段的车辆信息并结合维特比viterbi算法筛选出尾气超标的车辆。具体方式如下：
[0055]
构建rsu和车辆的初始矩阵
→
根据初始矩阵，计算经过第一个rsu最可能发生车辆尾气超标事件的车辆
→
根据前面一个计算结果，计算经过第二个rsu最可能发生车辆尾气超标事件的车辆
→……→
得到发生车辆尾气超标事件的车辆集合。
[0056]
其中，构建rsu和车辆的初始矩阵l(r,c)如下：
[0057][0058]
其中，{r1,r
t
,
…rm
}表示各个rsu的检测结果，{c
j1
,c
j2
,
…cjn
}表示经过第j个rsu区
域的n个车辆；若第j个rsu区域没有车辆经过，则{c
j1
,c
j2
,
…cjn
}用0代替；c
jn
表示第j个rsu监控到的第n个车辆信息；根据viterbi算法，第一个rsu和车辆状态为:
[0059]
p(r
11-c
1j
)＝max{p(r
1-c
11
)，p(r
1-c
12
)，
…
，p(r
1-c
1n
)}；
[0060]
得到最可能发生车辆尾气超标事件的车辆j。比如p(r
1-c
11
)最大，即经过第1个rsu区域的第1个车辆最可能发生车辆尾气超标事件，则j为1；若p(r
1-c
12
)最大，即经过第1个rsu区域的第2个车辆最可能发生车辆尾气超标事件，则j为2；以此类推
……
；j是1～n中的某一个数字。
[0061]
根据
[0062][0063]
继续迭代计算，p(r
1-c
1j
)表示上个公式求得的最大值，比如上个公式求得p(r
1-c
12
)最大，则p(r
1-c
1j
)为p(r
1-c
12
)计算出来的值。其中，根据viterbi算法，第二个rsu和车辆状态为:
[0064]
p(r
1-c1)≈max{p(r
1-c
1j
)*p(r
1-c
21
),p(r
1-c
1j
)*p(r
1-c
22
),
…
,p(r
1-c
1j
)*p(r1一c
2n
)}；
[0065]
从而得到最可能发生车辆尾气超标事件的车辆k。比如，如果p(r
1-c
1j
)*p(r
1-c
21
)最大，则k为1；若p(r
1-c
1j
)*p(r
1-c
22
)最大，则k为2，以此类推
……
；继续迭代计算，最后可得到发生车辆尾气超标事件的车辆合集{cj,ck,
…
，cn}。
[0066]
作为另一种可选的实施方式，上述步骤204中，监测中心根据各个rsu上传的在该指定历史时长内通过各个rsu的监测范围内的监控路段的车辆信息筛选出尾气超标的车辆的实现方式可以替换为：
[0067]
监测中心以各个rsu上传的在该指定历史时长内通过各个rsu的监测范围内的监控路段的车辆信息为依据，分别向每一车辆信息所属车辆内安装的车载检测尾气设备发送指示消息，该指示消息用于指示该车载检测尾气设备检测该车载检测尾气设备所属车辆的尾气进行检测并向检测中心上报尾气检测结果；监测中心根据该车载检测尾气设备上报的尾气检测结果，分析该车载检测尾气设备所属车辆的尾气是否超标，若超标，将该车载检测尾气设备所属车辆确定为尾气超标的车辆，从而可以在更小的范围内快速的筛选出尾气超标的车辆集合。
[0068]
实施图2所描述的方法，有助于监控部门简明、快速地监控并检测出尾气超标车辆，减少驾驶者有意驾驶尾气超标车辆而不及时处理的情况出现；此外，有效避免车载尾气检测设备太大不方便携带的情况；此外，有效避免obd检测不准确或者失效的情况；此外，有效防止机动车尾气遥测技术单次检测不准确的情况。
[0069]
基于图1所示的网络架构，本技术实施例公开了一种rsu。请参阅图3，图3是本技术实施例公开的一种rsu的结构示意图。其中，图3所示的rsu安装有空气监测设备(图3未显示)。如图3所示，该rsu包括：
[0070]
指数检测单元301，用于利用所述rsu安装的所述空气监测设备监测所述rsu的监
测范围的即时空气质量指数；
[0071]
阈值计算单元302，用于根据当天空气质量指数aqi、指定历史时长内通过所述rsu的监测范围内的监控路段的车辆数量、所述监控路段的路段长度以及所述监控路段的路段宽度，计算出尾气超标阈值；
[0072]
对比判断单元303，用于对比检测到的所述即时空气质量指数和所述尾气超标阈值，判断所述rsu的监测范围是否有车辆尾气超标事件发生；
[0073]
通信单元304，用于若所述rsu的监测范围有车辆尾气超标事件发生，将所述指定历史时长内通过所述rsu的监测范围内的监控路段的车辆信息上传至监测中心，由所述监测中心根据各个rsu上传的在所述指定历史时长内通过所述各个rsu的监测范围内的监控路段的车辆信息筛选出尾气超标的车辆。
[0074]
作为一种可选的实施方式，所述通信单元304还用于在所述指数检测单元301利用所述rsu安装的所述空气监测设备监测所述rsu的监测范围的即时空气质量指数之前，获取监控中心远程下发的测量指令，所述测量指令用于触发所述rsu利用其安装的所述空气监测设备监测所述rsu的监测范围的即时空气质量指数。
[0075]
示例性的，所述即时空气质量指数包括即时co指数；
[0076]
相应的，所述阈值计算单元302具体用于：
[0077]
获取当天空气质量指数aqi对应的co的平均值c；
[0078]
以及，结合公式p＝b*n/v c计算出尾气超标阈值；
[0079]
其中，所述p为尾气超标阈值，所述b为指定历史时长内通过所述rsu的监测范围内的监控路段的每辆车每公里的co排放量，单位为mg；所述n表示指定历史时长内通过所述rsu的监测范围内的监控路段的车辆数量；所述v表示所述rsu的监测范围的体积，所述v＝l*m*h，所述l为所述rsu的监测范围内的监控路段的路段长度，所述m为所述rsu的监测范围内的监控路段的路段宽度，所述h为指定高度，单位为m；
[0080]
所述对比判断单元303具体用于：
[0081]
对比所述即时co指数和所述p，若所述即时co指数》所述p，则判断出所述rsu的监测范围有车辆尾气超标事件发生；若所述即时co指数≤所述p，判断出所述rsu的监测范围未有车辆尾气超标事件发生。
[0082]
作为一种可选的实施方式，所述阈值计算单元302获取当天空气质量指数aqi对应的co的平均值c的方式为：
[0083]
若所述当天空气质量指数aqi≤100，则所述阈值计算单元根据公式c＝aqi/10，计算出当天空气质量指数aqi对应的co的平均值c；
[0084]
或者，若100﹤所述当天空气质量指数aqi≤200，则所述阈值计算单元根据公式c＝(aqi-100)/2 10，计算出当天空气质量指数aqi对应的co的平均值c；
[0085]
又或者，所述当天空气质量指数aqi》200，则所述阈值计算单元根据公式c＝(aqi-200)*0.3 60，计算出当天空气质量指数aqi对应的co的平均值c。
[0086]
实施图3所描述的rsu，有助于监控部门简明、快速地监控并检测出尾气超标车辆，减少驾驶者有意驾驶尾气超标车辆而不及时处理的情况出现；此外，有效避免车载尾气检测设备太大不方便携带的情况；此外，有效避免obd检测不准确或者失效的情况；此外，有效防止机动车尾气遥测技术单次检测不准确的情况。
[0087]
基于图1所示的网络架构，本技术实施例公开了另一种rsu。请参阅图3，图4是本技术实施例公开的另一种rsu的结构示意图。其中，图4所示的rsu安装有空气监测设备(图4未显示)。如图4所示，该rsu包括：
[0088]
存储有可执行程序代码的存储器401；
[0089]
与所述存储器耦合的处理器402；
[0090]
所述处理器402调用所述存储器401存储的所述可执行程序代码，执行图2所描述的基于rsu的尾气超标车辆的检测方法的步骤。
[0091]
实施图4所描述的rsu，有助于监控部门简明、快速地监控并检测出尾气超标车辆，减少驾驶者有意驾驶尾气超标车辆而不及时处理的情况出现；此外，有效避免车载尾气检测设备太大不方便携带的情况；此外，有效避免obd检测不准确或者失效的情况；此外，有效防止机动车尾气遥测技术单次检测不准确的情况。
[0092]
上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。