[发明专利]一种基于数学建模的高速公路环卫车作业考核方法

权利要求书

1.一种基于数学建模的高速公路环卫车作业考核方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制定环卫作业计划；环卫作业计划包括作业区域、作业规范、作业计划里程、车辆类型；在环卫车上配置传感器组件，包括用于测量水箱水压的水压传感器、检测扫盘是否工作的转盘传感器、GPS定位传感器、速度传感器；

S2、依据环卫作业计划，设定环卫车的作业判定规则；作业判定规则是判定环卫车进行有效作业的标准，包括作业设备工作状态是否正常、作业区域是否在电子围栏内、作业时间是否在规定时间内、作业速度是否满足规定要求；

S3、基于传感器组件实时采集的作业数据，计算环卫车的工作指标；

S4、依据作业判定规则，周期性判定环卫车是否进行有效作业；

S5、统计环卫车的有效作业里程，与环卫作业计划比对，并计算达标率。

2.根据权利要求1所述的环卫车作业考核方法，其特征在于，所述步骤S2中，作业设备工作状态包括扫盘工作状态和水箱水位状态；电子围栏是指依据环卫作业计划中的作业区域，在电子地图上设置的环卫车的作业边界；工作时间是指允许环卫车运行的时间段；作业速度是指环卫车运行时的行进速度。

3.根据权利要求2所述的环卫车作业考核方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：

S41、判定环卫车的扫盘和水箱是否符合设定的作业设备工作状态；

S42、通过GPS实时定位与多边形包容性检测算法，判定环卫车是否处于设定的电子围栏内；

S43、判定环卫车的运行时间是否处于设定的工作时间内；

S44、判断环卫车的行进速度是否符合设定的作业速度。

4.根据权利要求3所述的环卫车作业考核方法，其特征在于，所述步骤S41中，扫盘是否正常运转可根据扫盘传感器信号来判定，水箱水位状态判定具体以下：

S411、水压采集值修正处理

以实测真实数据为基础，建立水压检测结果值与实测真实数据间的修正数学模型，如下式所示：

Y_n＝K×X _n+(1―K)×Y_n―1

式中：Y_n—本次输出结果值；X _n—本次采样值；Y_n―1—上次输出结果值；K—修正系数；

S412、建立水压与剩余水量间的数学模型

采用插值多项式建立水量检测模型，如下式所示：

g(x)＝a₀+a₁x+a₂x²+a₃x³+a₄x⁴

式中：自变量x为5组水压平均值，a₀、a₁、a₂、a₃、a₄为比例系数，g(x)为水箱内剩余水量；

S413、通过累积工作时间与剩余水量计算水量下降速率，如下式所示：

v＝(N-g(x))/t

式中：v—环卫车水量下降速率，N—水箱容量，g(x)—水罐内剩余水量；t—环卫车当前累积工作时间。

5.根据权利要求3所述的环卫车作业考核方法，其特征在于：所述步骤S42具体为：

S421、对电子围栏进行最小外接矩形处理，并在电子围栏内部均匀划分出网格，网格分为三类；一类网格完全处于电子围栏内部-标记为1，二类网格完全处于电子围栏外部-标记为2，三类网格部分处于电子围栏内部-标记为3；

S422、依据环卫车的定位数据，提取环卫车当前位置网格的标记；

S423、依据标记判断环卫车是否在电子围栏内；若环卫车的标记为3，则采用射线法进一步判断；射线法为以环卫车位置为起点，向任意方向做射线，若射线与电子围栏的交点数量为偶数，则判定环卫车在电子围栏外；若射线与电子围栏的交点数量为奇数，则判定环卫车在电子围栏内。