一种大型车辆的远程智能一键破窗控制方法

技术领域

本发明涉及一种大型车辆的远程智能一键破窗控制方法。

背景技术

当大型车辆在高危地区运行时，经常会遇到暴乱分子劫车事件。这时候，车内逃生通道的迅速开启就显得尤为重要。目前大型车辆逃生通道开启主要采用人工开启，自动化程度低，多种方式缺少联动。现如今，大型车辆的破窗系统主要有两大类：人工手动和司机按钮。人工手动就是车内的乘客通过旋转盖子90度后，拍打破窗器，车上的玻璃就会破碎。司机按钮就是司机前方的控制台有一个专门控制窗户玻璃的按钮，司机只有一按这个按钮，窗户就会打开，乘客就能通过窗户逃生。

然而，当一些突发情况发生时，如司机乘客被劫持，或者乘客找不到破窗器时，这个时候智能远程一键破窗控制系统就显得尤为重要。在车联网状态下，当发生大型车辆劫持、冲撞及其它紧急情况，可对车辆进行远程控制。一键破窗是对车辆进行远程控制的一项核心技术，它是装在车内的终端设备，是未来乘客逃生的主要技术手段。智能远程一键破窗控制系统通过优化电子与机械结构设计，实现车辆所有侧窗与后窗一键式破窗。

此远程控制系统形成的研究成果与技术装备，能够为暴恐监测提供新的理论方法与技术手段，有效预防暴恐事件的发生，提升公共交通场所的安全性；同时，在暴恐事件发生的情况下，能够为暴恐事件的应急处置方案制定与指挥调度提供关键支持，有效提升应急处置效率，降低暴恐事件的影响范围，为人员快速、安全疏散提供保障。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种大型车辆的远程智能一键破窗控制方法，能够在特殊紧急状况下依旧保证对车辆的控制，有效疏散乘客，让乘客安全快速的离开事故发生地。

本发明具体采用如下技术方案：

一种大型车辆的远程智能一键破窗控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、上传公共客运车辆的视频数据；

S2、控制器监测到上传来的视频数据发生紧急情况后，下发一键破窗无线指令；

S3、将所述无线指令转换成加密报文，在通讯局域网络里播报；

S4、将指令以报文的形式传递给破窗器执行模块，破窗器执行模块执行破窗任务；所述破窗器执行模块利用电磁感应原理，启动控制开关模块，所述功能控制模块控制破窗器的敲击次数并使破窗器感应线圈得电，产生磁力，推动所述破窗器的钨钢头撞击玻璃；

所述控制器采用的远程破窗的控制方法为：

a、定义u为输入信号，y为输出信号，y

y＝0；

b、定义远程破窗的离散时间非线性系统为：

y(k+1)＝f(y(k),...,y(k-n

其中u(k)，y(k)分别表示k时刻系统的输入输出；

c、定义当y和y

d、定义当不需要破窗时，发送正常报文；当需要破侧窗时，发送破侧窗报文；当需要破尾窗时，发送破尾窗报文。

优选地，所述远程指挥平台收到报警信号后，先和车内进行沟通，如果消息属实，远程指挥平台会下发破窗指令到交互服务器；所述交互服务器收到远程指挥平台下发的破窗指令后，先和车内沟通，如果情况属实，交互服务器把破窗指令发给车载终端；所述车载终端接收破窗指令后，发送破窗指令给破窗器执行模块实现破窗。

有益效果

本发明采用以上技术方案以后，能够在特殊紧急状况下依旧保证对车辆的控制，有效疏散乘客，让乘客安全快速的离开事故发生地。

附图说明

图1为控制系统框图；

图2为远程破窗控制图；

图3为车载终端工作原理图；

图4为远程破窗工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图1-4对本发明进行进一步阐述。

本发明一种大型车辆的远程智能一键破窗控制装置，包括远程通信模块、远程加密技术模块、破窗器执行模块。

所述远程通信模块为485远程通信模块，所述485远程通信模块采用MOTOROLA公司单片微处理器和外围芯片组成智能化的位置控制单元，接收统一的标准直流信号(如4～20mA的电流信号)，控制阀经信号处理及A/D转换送至微处理器，微处理机将处理后的数据送至显示单元显示调节结果，运算处理后产生的控制信号驱动交流电机。

所述485远程通信模块具有通讯功能，可以接收上位机的指令，进行远程数字控制，所述485远程通信模块主要功能描述：

(1)一体化结构设计，直接接收4～20mA/4～12mA/12～20mA/0～5V/1～5V等控制信号，输出隔离的4～20mA阀位反馈信号；

(2)具有仿真运行功能，并可根据用户设定的流量特性曲线运行；

(3)控制信号断路故障判断、报警及保护功能。断路故障时可使执行机构或开、或关、或保特、或在0～100％之间预置的任意值；

(4)数字显示，显示控制信号值、阀位值、故障类别；

(5)RS485远程通讯功能，通过通讯协议在上位机进行编程组态，对过程量、开关量作数据或图形处理。

所述远程加密技术模块，设于交互服务器，所述交互服务器启动并监听指定服务端口，通过SOCKET提供服务。

车载终端上电启动通过SOCKET连接到交互服务器，交互服务器根据传入设备端ID,识别设备，并将通道信息存储在交互服务器，设备端通过定时心跳机制维持交互服务器和设备的长连接。

远程指挥平台发起下行指令，指令包含带操作设备ID，交互服务器根据远程指挥平台下发的设备标识找到待操作设备的连接通道，通过此通道将数据发送到待操作设备，即破窗器。

破窗器执行模块包括功能控制模块、控制开关模块以及破窗器三个模块。当紧急情况发生时，破窗器执行模块利用电磁感应原理，启动控制开关模块，由功能控制模块控制破窗器的敲击次数并使破窗器感应线圈得电，产生磁力，推动钨钢头撞击玻璃，以达到远程一键破窗的效果。

本发明中，所述大型车辆的远程智能一键破窗控制方法采用如下算法：

如图1所示，控制器中包含远程指挥平台(即远程平台)，交互服务器，以及车载终端，定义u为输入信号，y为输出信号，y

定义单出的离散时间非线性系统为：

y(k+1)＝f(y(k),...,y(k-n

其中u(k)，y(k)分别表示k时刻系统的输入输出。

考虑整个控制过程，在这里采用间接切换控制方法，每一采样时刻根据性能指标切换函数值选择与实际被控对象最接近的模型，并将基于此模型的控制器切换为当前控制器。

定义期望输出信号

从图1可以看出，当输出信号y和期望输出信号y

控制输入信号u接收到误差信号e后，把输入信号传给被控对象，也就是破窗器。

在此定义输入信号u为：

在此基础上，输入信号u采用切换控制的思想，当不需要破窗时，发送正常报文；当需要破侧窗时，发送破侧窗报文；当需要破尾窗时，发送破尾窗报文。

本发明具体操作如下：

1)指挥员通过远程指挥平台下达无线指令；

2)由车载终端接收无线指令，并将此指令转换成加密报文，在通讯局域网络里播报；

3)交互服务器在局域网中接收指令信息，并将其翻译成具体的操作指令给车辆执行模块，即车载终端；

4)车辆执行模块获取指令信息后，发布破窗指令，实现远程控制功能。

5)整车接收到破窗指令后，启动破窗器，实现远程一键破窗功能。

本发明中，所述破窗器可以利用电磁感应原理，在紧急情况下，启动控制开关时，由功能控制电路控制破窗器的敲击次数并使破窗器感应线圈得电，产生磁力，推动钨钢头撞击玻璃，以便在封闭式仓内发生紧急情况时可及时顺利逃生。所述破窗器携带手动敲击功能，拨开手动柄后向内拍打手动柄，推动钨钢头撞击玻璃，同样能在发生紧急情况时可及时顺利逃生。

所述车载终端包含8个模块，其中视频处理与分析模块，应急通信模块以及车辆远程限速与迫停模块是一键破窗的关键模块。当视频处理与分析模块采集到人员的异常行为(如劫车等)时，通过分析人物的行为，把这些行为上传到远程指挥平台并报警。远程指挥平台收到报警信号后，先和车内进行沟通，如果消息属实，远程指挥平台会下发指令(破窗指令)到交互服务器。

交互服务器是连接车载终端和数据远程指挥平台侧桥梁，接受下行指令并转发给车载终端，接受上行业务数据并转发给数据远程指挥平台。交互服务器收到远程指挥平台下发的指令后，先和车内沟通，如果情况属实，交互服务器把指令发给车载终端。车载终端接收无线指令后，发送指令给车内的一键破窗执行端，从而实现破窗功能。

(1)数据接入与标准化模块：主要实现车载易燃挥发物及爆炸物、导航定位等检测数据的实时接入；

(2)视频处理与分析模块：主要支持车载视频图像的智能化分析与异常行为预警；

(3)大容量存储模块：支持图片、易燃挥发物及爆炸物、导航定位等检测数据的本地存储；

(4)无线通信模块：支持视频图像的实时传输与调阅，以及异常行为、易燃挥发物及爆炸物、导航定位及异常轨迹等预警信息及车辆远程控制指令的实时传输；

(5)应急通信模块：支持无线通信异常或中断等情况下，异常行为、易燃挥发物及爆炸物、导航定位及异常轨迹等预警信息的实时传输；

(6)车辆远程限速与迫停模块：基于无线接入车辆限速或迫停指令，通过车辆CAN总线将控制指令传输给车速控制单元，实现车辆速度限制或迫停；

(7)应急供电模块：支持在纵火、爆炸等典型恐怖袭击事件或其它类型事件导致车载供电系统受损情况下的应急供电，确保车载终端装备正常运行，有效获取事发时段的关键数据；

(8)安全防护：通过科学的硬件设计、结构优化与选材，通过装备的外部防护，确保装备的耐震动、耐冲撞、耐高温等性能。在发生爆炸、纵火、冲撞等恐怖袭击情况下，保证数据存储的稳定性与可靠性。

所述交互服务器是连接车载终端和远程指挥平台侧桥梁，接受下行指令并转发给车载终端，接受上行业务数据并转发给远程指挥平台。执行流程是：

1.交互服务器启动并监听指定服务端口，通过SOCKET提供服务。

2.车载终端上电启动通过SOCKET连接到交互服务器，服务器根据传入设备端ID,识别设备，并将通道信息存储在交互服务器。设备端通过定时心跳机制维持服务器和设备的长连接。

3.远程指挥平台发起下行指令(指令包含带操作设备ID)交互服务器根据远程指挥平台下发的设备标识找到待操作设备的连接通道，通过此通道将数据发送到待操作设备。

涉及指令包括，数据交互服务器到车载终端数据传输协议：

数据交互服务器和车载终端之间通过4G网络来传输一键迫停、一键破窗等执行指令，车载终端通过TCP Socket连接到远程指挥平台(TCP服务器65004端口)后,首先发送一个标识指令，用于维护终端设备和数据交互服务器远程指挥平台的长连接映射关系，指令格式如下:

其中：(1)视频包头为：0xdd55EB90；(2)设备ID为：范围0——0xffffffff(车载设备的编号)

车载终端通过TCP Socket连接到交互服务器(TCP服务器65004端口)后，远程指挥平台通过TCP服务器端的客户端socket向车载终端发送执行指令如下：

其中：(1)包头为：0xcc55EB90；(2)设备ID为：范围0——0xffffffff(车载设备的编号)；(3)包长度：指令数据包的长度(0x00000004)。

测试数据1(数据交互服务器发送的)：

一键破侧窗指令：cc 55 EB 90 00 00 00 01 00 00 00 04 00 02 00 01

一键破尾窗指令：cc 55 EB 90 00 00 00 01 00 00 00 04 00 03 00 01

远程指挥平台端通过TCP Socket连接到数据交互服务器(TCP服务器8090端口)发送如上数据格式。

本发明中，远程指挥平台具有最高优先级，具有决定性作用，优先级按照从高到低为：远程指挥平台、交互服务器、车载终端、执行器(即破窗器)。其中，远程控车具体操作方法包括：

1、车载终端，交互服务器自动传数据给远程指挥平台，当检测到车辆发生异常行为、异常轨迹，或者检测到易燃，易爆物品等，远程指挥平台与车内司机联络。若沟通无问题，则静止；若沟通有问题，则远程指挥平台下发指令给交互服务器。

2、交互服务器首先与远程指挥平台确认，若确认无指令，则静止；若确认下发指令，则再与车内确认，若车内无情况，则静止；若车内有情况，则指令下发到车载终端。

3、车载终端首先与交互服务器确认，再与车内确认，二者皆确认有情况，则将指令下发到执行器，即破窗器。若二者有一无情况发生，则静止。

4、执行器接收到指令后，进行相应操作：一键破窗(根据具体指令来判断破侧窗还是尾窗)。

5、执行器执行完相应任务后，将结果反馈到终端。

6、车载终端与车内和执行器确认后，将结果反馈到交互服务器。

7、交互服务器与车内和车载终端确认后，将结果反馈到远程指挥平台。

8、远程指挥平台与车内和交互服务器确认后，远程指挥平台收到执行成功后，任务完成，远程控车成功。