一種基于基站的測速方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于基站的測速方法，通過手機終端、基站、后臺處理中心以及查詢終端的結合使用，判斷汽車是否超速行駛。首先通過定位手機終端的位置，求出移動距離，然后結合移動時間計算出手機終端的移動速度，推斷出汽車的行駛速度，最后通過后臺數據處理判斷是否超速，發現超速情況及時通過信息提醒駕駛員超速情況，確保行駛安全。
【專利說明】
-種基于基站的測速方法
技術領域
[0001] 本發明設及無線通信及定位領域，具體設及了一種基于基站的測速方法。
【背景技術】
[0002] 當前高速公路視頻監控系統的構成是一個混合式系統(模擬視頻+數字視頻），高 速公路攝像機的安裝受很多因素影響，如光線、早晚、白晝、季節等，綜合各種因素如何發揮 其最佳作用是目前最大的難點。事實上，高速公路路段監控很多時候并不能事先知曉哪里 應該安裝攝像機，通常是在某個位置頻繁發生事故后，才知曉該處存在監控盲區。眾所周 知，高速公路很多設備裸露在室外(或野外)工作，環境惡劣，又無防護，損壞會比較普遍，出 現問題需要找人去排查，外場的攝像機都裝得比較高，排查也很難。
[0003] 鑒于W上種種問題，為了更方便的監控超速違章問題，在此提出了基站測速方案。 移動基站覆蓋全程高速公路，人人都擁有手機終端，通過基站檢測終端的移動速度，來監控 汽車的行駛速度，后臺也能夠更系統的統計行車數據，不僅能監控個人的超速行為，還能根 據大量的數據找出超速高發路段，方便交通部口加設測速監控點。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種可W發現超速情況并及時通過 信息提醒駕駛員超速情況，確保行駛安全的基于基站的測速方法。
[0005] 為了實現上述目的，本發明采用了 W下技術方案： 一種基于基站的測速方法，該方法采用的設備包括： 手機終端，用于給后臺處理中屯、提供定位支持并接受超速提醒； 基站，用于提供通信支持； 查詢終端，用于提供查詢手機終端號碼及發送超速提醒服務； 后臺處理中屯、，用于定位手機終端的位置W及計算手機終端的移動距離和速度，并判 斷汽車是否超速； 該方法包括W下步驟： 步驟一，后臺處理中屯、根據0TD0A定位方法或TA+A0A定位方法定位手機終端的任意位 置A并計算出位置A的經度和締度； 步驟二，在離開位置A后的移動時間t時，后臺處理中屯、根據0TD0A定位方法或TA+A0A定 位方法定位手機終端的任意位置B并計算出位置B的經度和締度； 步驟Ξ，在離開位置B后的移動時間t時，后臺處理中屯、根據0TD0A定位方法或TA+A0A 定位方法定位手機終端的任意位置C并計算出位置C的經度和締度； 步驟四，后臺處理中屯、根據位置A和位置B的經締度計算出位置A和位置B的距離，計算 公式為： d=lll. 12cos{l/Tsin〇Asin〇B十cos〇Acos〇Bcos(AB-λΑ)]}，其中位置A的經度和 締度分別為Μ和Φ A，位置B的經度和締度分別為λΒ和Φ B，d為位置A和位置B之間的距離； 步驟五，后臺處理中屯、根據位置B和位置C的經締度計算出位置B和位置C的距離，計算 公式為： di = 111.12cos{ l/Tsin〇Bsin〇C+cos〇Bcos〇Ccos(AC-λΒ) ]}，其中位置B的經度 和締度分別為λΒ和ΦΒ，位置C的經度和締度分別為AC和〇C，di為位置B和位置C之間的距 離； 步驟六，通過步驟二得到手機終端從位置A到位置B所用時間tW及步驟四得到位置A和 位置B之間的距離d，結合公式v=d/t，得到手機終端在位置A到位置B之間的移動速度為V，即 為汽車行駛速度； 步驟屯，通過步驟Ξ得到手機終端從位置B到位置C所用時間tW及步驟五得到位置B和 位置C之間的距離di，結合公式vi=di/t，得到手機終端在位置B到位置C之間的移動速度為 VI，即為汽車行駛速度； 步驟八，設定超速速度為Vm，即當V〉Vm且VI〉Vm時，判定汽車超速； 步驟九，后臺處理中屯、經過對比，當V〉Vm且VI〉Vm，判定汽車超速，并把超速信息反饋 到查詢終端； 步驟十，查詢終端查詢到超速汽車上的手機終端的手機號碼，并通過短信發送超速提 醒到移動終端。
[0006] 所述后臺處理中屯、和查詢終端分別通過基站與手機終端無線連接。所述后臺處理 中屯、和查詢終端無線連接。
[0007] 本發明通過測量汽車在固定時間t內的移動距離從而求出在該段距離內的平均速 度，并且通過后臺處理中屯、判斷是否超速。為了減小誤差，本發明測試至少為兩個連續的時 間t內的移動速度。
[0008] 為了進一步減小誤差，可W分別測量連續的多個時間t內的移動速度，當在多個時 間t內的速度均超過超速速度時，判定汽車超速，并把相關超速信息發送到駕駛員的手機終 端，提醒駕駛員駕駛安全。
[0009] 本方法采用的0TD0A定位方法是： 通過檢測3個不同基站信號到達的時間差來確定手機終端位置。手機終端位于W兩個 基站為焦點的雙曲線上。
[0010] 假設手機終端的坐標為(x，y)，基站i的位置坐標為(xi，yi)，基站i發送信號的時 間為Ti，手機終端接收到該信號的時間為：
由于確定手機終端位置需要建立兩個W上的雙曲線方程，兩條雙曲線的交點為手機終 端的二維位置坐標。W基站1作為參考小區，則可得方程組：
解該方程組即可得手機終端的二維地理坐標。其中C為光速。基站發送時間差(Ti-Ti) 及各基站的位置坐標作為輔助數據，由OAM直接配置給E-SMLC，若需要動態更新，E-SMLC可 W通過LP化獲得運些輔助數據信息。為了獲得精確定位，OTDOA方法要求同時有Ξ個W上的 基站參與定位參數RSTD的測量。考慮到手機終端使用公共參考信號下行檢測鄰基站信號性 能不一定好，LTE系統中引入了定位參考信號（PRS，Positioning Reference Signalling)， 專用于OTDOA定位方法中手機終端測量基站信號。E-SMLC獲得各測量小區的PRS子帖配置的 方式同其他輔助數據一樣，一般通過0AM直接配置。而手機終端在0TD0A定位過程中，可W通 過LPP的輔助數據傳輸功能，從E-SMLC獲得測量小區集的PRS子帖配置。
[0011] 現有0TD0A定位只支持手機終端輔助的0TD0A定位方法，即最終的位置計算是在后 臺處理中屯、進行的。
[0012] 本方法采用的TA+AoA定位方法是CELL_ID定位方法是基于小區覆蓋的定位方法， 采用已知的服務小區地理信息估計目標終端的位置。該服務小區信息可W通過尋呼和跟蹤 區（TA，化acking Area)更新等方式獲得。TA+AoA定位方法在CELL_ID定位方法的基礎上考 慮了定時提前量W及來波方向的因素，從而達到更精確的定位目的。
[001引eNode B通過智能天線得到終端發射信號的AoA，終端處于WeNode B為起點的射 線上，且射線從正北方向逆時針旋轉的角度為AoA。
[0014] ΤΑ的獲得可W通過終端上報終端接收和發送的時間差加上eNode B測到的接收和 發送的時間差來計算(此方法計算得到的TA稱之為TA Typel)，也可W通過專用隨機接入過 程由eNode B測量得到(此方法計算得到的TA稱之為TA Type2)。TA乘W光速除W2，表示了 終端同eNode B之間的距離，終端就處于WeNode B為圓屯、、終端和eNode B距離為半徑的圓 周上。再根據AoA的角度信息就可W獲得終端的位置信息。
[001引定位過程： TA+AoA的定位方法通常只用于基于網絡的定位，主要原因是AoA只能由基站測量得到， TA Typel和TA Type2也是由基站計算或者測量得到，即所有與該定位方法相關的測量量都 是基站提供的。運些測量量均可W由基站提供給定位服務器E-SMLC，所W支持基于網絡的 定位就可W達到定位的目的了。因此也帶來了該方法的一個優勢，即對不支持定位業務的 終端，也可W通過該方法對其進行定位。
[0016] 使用TA+AoA方法進行定位主要設及W下流程:獲得終端的測量能力，定位服務器 決定所需的測量量，基站啟動相關測量，基站上報相關測量結果和位置信息，定位服務器進 行位置計算。
[0017] 與現有技術相比，本發明具有的有益效果： (1)基站分布廣，信號覆蓋高速全程路段，任意路段都可W監控汽車行駛情況，出現超 速問題時，可即時短息通知司機，避免超速造成的意外事故。
[0018] (2)本發明方法的后臺處理中屯、可自動處理大量的數據，能夠系統的反饋超速高 發路段，并為交通部口提供強有力的數據支撐。
[0019] (3)本發明方法主要依靠移動基站，無需交通部口額外投入建設和維護，還可簡 單、方便、及時的處理問題。
[0020] (4)本發明測速誤差小，可W準確的監測到超速情況。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合實施例對本發明進一步說明，但是本發明的保護范圍不僅僅局限于W下 具體實施例。
[0022] 實施例1: 一種基于基站的測速方法，該方法采用的設備包括： 手機終端，用于給后臺處理中屯、提供定位支持并接受超速提醒； 基站，用于提供通信支持； 查詢終端，用于提供查詢手機終端號碼及發送超速提醒服務； 后臺處理中屯、，用于定位手機終端的位置W及計算手機終端的移動距離和速度，并判 斷汽車是否超速； 該方法包括W下步驟： 步驟一，后臺處理中屯、根據0TD0A定位方法或TA+A0A定位方法定位手機終端的任意位 置A并計算出位置A的經度和締度； 步驟二，在離開位置A后的移動時間5 s時，后臺處理中屯、根據0TD0A定位方法或TA+A0A 定位方法定位手機終端的任意位置B并計算出位置B的經度和締度； 步驟Ξ，在離開位置B后的移動時間5s時，后臺處理中屯、根據0TD0A定位方法或TA+A0A 定位方法定位手機終端的任意位置C并計算出位置C的經度和締度； 步驟四，后臺處理中屯、根據位置A和位置B的經締度計算出位置A和位置B的距離，計算 公式為： d=lll. 12cos{l/Tsin〇Asin〇B十cos〇Acos〇Bcos(AB-λΑ)]}，其中位置A的經度和 締度分別為Μ和Φ A，位置B的經度和締度分別為λΒ和Φ B，d為位置A和位置B之間的距離； 步驟五，后臺處理中屯、根據位置B和位置C的經締度計算出位置B和位置C的距離，計算 公式為： di = 111.12cos{ l/Tsin〇Bsin〇C+cos〇Bcos〇Ccos(AC-λΒ) ]}，其中位置B的經度 和締度分別為λΒ和ΦΒ，位置C的經度和締度分別為AC和〇C，di為位置B和位置C之間的距 離； 步驟六，通過步驟二得到手機終端從位置A到位置B所用時間tW及步驟四得到位置A和 位置B之間的距離d，結合公式v=d/t，得到手機終端在位置A到位置B之間的移動速度為V，即 為汽車行駛速度； 步驟屯，通過步驟Ξ得到手機終端從位置B到位置C所用時間tW及步驟五得到位置B和 位置C之間的距離di，結合公式vi=di/t，得到手機終端在位置B到位置C之間的移動速度為 VI，即為汽車行駛速度； 步驟八，設定超速速度為Vm，即當V〉Vm且VI〉Vm時，判定汽車超速； 步驟九，后臺處理中屯、經過對比，當V〉Vm且VI〉Vm，判定汽車超速，并把超速信息反饋 到查詢終端； 步驟十，查詢終端查詢到超速汽車上的手機終端的手機號碼，并通過短信發送超速提 醒到移動終端。
[0023] 本實施例每5s計算一次汽車的移動速度，當在d和山距離內的速度V和VI均超過超 速速度Vm時，則判定汽車超速。
[0024] 實施例2: 本實施例與實施例1的不同之處在于:每10s計算一次汽車的移動速度。當汽車在從位 置A離開后10s的距離d和從位置B離開后10s的距離山距離內的速度V和VI均超過超速速度Vm 時，則判定汽車超速。
[0025] 實施例3: 一種基于基站的測速方法，該方法采用的設備包括： 手機終端，用于給后臺處理中屯、提供定位支持并接受超速提醒； 基站，用于提供通信支持； 查詢終端，用于提供查詢手機終端號碼及發送超速提醒服務； 后臺處理中屯、，用于定位手機終端的位置W及計算手機終端的移動距離和速度，并判 斷汽車是否超速； 該方法包括W下步驟： 步驟一，后臺處理中屯、根據0TD0A定位方法或TA+A0A定位方法定位手機終端的任意位 置A并計算出位置A的經度和締度； 步驟二，在離開位置A后的移動時間5 s時，后臺處理中屯、根據0TD0A定位方法或TA+A0A 定位方法定位手機終端的任意位置B并計算出位置B的經度和締度； 步驟Ξ，在離開位置B后的移動時間5s時，后臺處理中屯、根據0TD0A定位方法或TA+A0A 定位方法定位手機終端的任意位置C并計算出位置C的經度和締度； 步驟四，在離開位置C后的移動時間5s時，后臺處理中屯、根據0TD0A定位方法或TA+A0A 定位方法定位手機終端的任意位置D并計算出位置D的經度和締度； 步驟五，后臺處理中屯、根據位置A和位置B的經締度計算出位置A和位置B的距離，計算 公式為： d=lll. 12cos{l/Tsin〇Asin〇B十cos〇Acos〇Bcos(AB-λΑ)]}，其中位置A的經度和 締度分別為Μ和Φ A，位置B的經度和締度分別為λΒ和Φ B，d為位置A和位置B之間的距離； 步驟六，后臺處理中屯、根據位置B和位置C的經締度計算出位置B和位置C的距離，計算 公式為： di = 111.12cos{ l/Tsin〇Bsin〇C+cos〇Bcos〇Ccos(AC-λΒ) ]}，其中位置B的經度 和締度分別為λΒ和ΦΒ，位置C的經度和締度分別為AC和〇C，di為位置B和位置C之間的距 離； 步驟屯，后臺處理中屯、根據位置C和位置D的經締度計算出位置C和位置D的距離，計算 公式為： d2 = 111.12cos{ l/Tsin〇Csin〇D+cos〇Ccos〇Dcos(AD-λ〔）]}，其中位置C的經度 和締度分別為和Φ C，位置D的經度和締度分別為λ〇和Φ D，d2為位置C和位置D之間的距 離； 步驟八，通過步驟二得到手機終端從位置A到位置B所用時間tW及步驟五得到位置A和 位置B之間的距離d，結合公式v=d/t，得到手機終端在位置A到位置B之間的移動速度為V，即 為汽車行駛速度； 步驟九，通過步驟Ξ得到手機終端從位置B到位置C所用時間tW及步驟六得到位置B和 位置C之間的距離di，結合公式vi=di/t，得到手機終端在位置B到位置C之間的移動速度為 VI，即為汽車行駛速度； 步驟十，通過步驟四得到手機終端從位置C到位置D所用時間tW及步驟六得到位置C和 位置D之間的距離Cb，結合公式V2=d2/t，得到手機終端在位置C到位置D之間的移動速度為 V2,即為汽車行駛速度； 步驟^ ，設定超速速度為Vm，即當V〉Vm、Vl> Vm且V2〉Vm時，判定汽車超速； 步驟十二，后臺處理中屯、經過對比，當V〉Vm、Vl> Vm且V2〉Vm時，判定汽車超速，并把超 速信息反饋到查詢終端； 步驟十Ξ，查詢終端查詢到超速汽車上的手機終端的手機號碼，并通過短信發送超速 提醒到移動終端。
[0026]本實施例與實施例1的不同之處在于增加計算位置C到位置D的距離cb內的速度V2， 通過連續Ξ個時間5s內的速度對比，進一步減小判斷誤差。
【主權項】
1. 一種基于基站的測速方法，其特征在于:該方法采用的設備包括： 手機終端，用于給后臺處理中心提供定位支持并接受超速提醒； 基站，用于提供通信支持； 查詢終端，用于提供查詢手機終端號碼及發送超速提醒服務； 后臺處理中心，用于定位手機終端的位置以及計算手機終端的移動距離和速度，并判 斷汽車是否超速； 該方法包括以下步驟： 步驟一，后臺處理中心根據OTDOA定位方法或TA+AOA定位方法定位手機終端的任意位 置A并計算出位置A的經度和煒度； 步驟二，在離開位置A后的移動時間t時，后臺處理中心根據OTDOA定位方法或TA+AOA定 位方法定位手機終端的任意位置B并計算出位置B的經度和煒度； 步驟三，在離開位置B后的移動時間t時，后臺處理中心根據OTDOA定位方法或TA+AOA 定位方法定位手機終端的任意位置C并計算出位置C的經度和煒度； 步驟四，后臺處理中心根據位置A和位置B的經煒度計算出位置A和位置B的距離，計算 公式為： d = 111 · 12cos{ l/[sinC>AsinC>B十cosC>AcosC>Bcos(AB-M) ]}，其中位置A的經度和 煒度分別為M和Φ A，位置B的經度和煒度分別為λΒ和Φ B，d為位置A和位置B之間的距離； 步驟五，后臺處理中心根據位置B和位置C的經煒度計算出位置B和位置C的距離，計算 公式為： di = lll · l^cosU/TsinOBsinOC十cosOBcosOCcosGC-λΒ)]}，其中位置B的經度和 煒度分別為λΒ和Φ Β，位置C的經度和煒度分別為AC和Φ C，di為位置Β和位置C之間的距離； 步驟六，通過步驟二得到手機終端從位置A到位置B所用時間t以及步驟四得到位置A和 位置B之間的距離d，結合公式v=d/t，得到手機終端在位置A到位置B之間的移動速度為v，即 為汽車行駛速度； 步驟七，通過步驟三得到手機終端從位置B到位置C所用時間t以及步驟五得到位置B和 位置C之間的距離cU，結合公SV1=cU/t，得到手機終端在位置B到位置C之間的移動速度為 VI，即為汽車行駛速度； 步驟八，設定超速速度為Vm，即當V> Vm且Vl> Vm時，判定汽車超速； 步驟九，后臺處理中心經過對比，當V> Vm且Vl> Vm，判定汽車超速，并把超速信息反饋 到查詢終端； 步驟十，查詢終端查詢到超速汽車上的手機終端的手機號碼，并通過短信發送超速提 醒到移動終端。
【文檔編號】G08G1/052GK106060923SQ201610502696
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月30日
【發明人】周洪偉, 黃繼文, 韋春麗, 黃權, 黎英征, 賴俊全
【申請人】廣西英倫信息技術股份有限公司