一种基于V2X的特种车辆通行任务分发方法及系统与流程

一种基于v2x的特种车辆通行任务分发方法及系统
技术领域
1.本发明涉及v2x技术领域，尤其涉及一种基于v2x的特种车辆通行任务分发方法及系统。


背景技术：

2.v2x（vehicle to everything，车用无线通信技术）技术，通过信息交互对整体环境感知，实现智能网联车辆与外界设施之间的信息交互和控制协同，从而提高智能网联车辆的驾驶安全性、减少拥堵、提高交通效率等。
3.特种车辆，通常是指带有特殊标志或具有特种车型，担负特种勤务并悬挂特种车辆号牌、安装使用警报器和标志灯具的车辆，如救护车、消防车、警车、工程救险车、军事监理车等，特种车辆在执行特种任务时具备通行优先权，因此道路运行主体会给予特种车辆优先通行权利。
4.在传统的特种车辆管理过程中，往往通过特种车辆牌照、颜色和特殊的外形标识来对特种车辆进行判定，很容易造成套牌特种车辆获得道路优先权的问题，且道路运行主体通常以特种车辆“先到先获得”优先通行权利的方式给予特种车辆优先通行权利，这是一种粗粒度的判定和监管方式。随着大量特种车辆的运行，容易导致部分不执行特种任务的特种车辆大量获取道路优先通行权利，从而使有任务需求的特种车辆不能得到优先通行权利的现象，造成不执行特种任务的特种车辆滥用优先通行权利占用道路资源的状况。
5.因此有必要提出一种安全合法的任务分发机制来监管、协同特种车辆的优先通行。


技术实现要素：

6.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
7.为此，本发明的第一个目的在于提出一种基于v2x的特种车辆通行任务分发方法，通过特种任务信息计算出发布优先通行信息的时空发布范围，基于时空发布范围主动下发优先通行信息至v2x道路设备，以便v2x道路设备基于优先通行信息对特种车辆的优先通行进行监管和协同。
8.本发明的第二个目的在于提出一种基于v2x的特种车辆通行任务分发系统。
9.为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种基于v2x的特种车辆通行任务分发方法，包括以下步骤：特种车辆归属机构向特种车辆管理系统发送特种车辆的特种任务信息，所述特种任务信息包括特种车辆唯一标识和特种车辆通行信息，所述特种车辆通行信息包括特种任务的通行时间和特种任务的通行空间信息；所述特种车辆管理系统依据所述特种任务信息，确定特种任务的时空发布范围，所述时空发布范围包括时间发布范围和空间发布范围；所述特种车辆管理系统获取所述空间发布范围内的v2x道路设备信息；所述特种车辆管理系统基于所述时间发布范围向所述空间发布范围内的v2x道路设备广播优先通行信息，所述优先通行信息包括特种车辆唯一标识。
10.在第一方面的一具体实施例中，所述特种车辆归属机构向特种车辆管理系统发送特种车辆的特种任务信息之前，执行：所述特种车辆管理系统预先通过特种车辆注册机构获得特种车辆注册信息，所述特种车辆注册信息包括特种车辆归属机构、特种车辆类型和特种车辆唯一标识；所述特种车辆管理系统预先根据特种车辆归属机构和/或特种车辆类型设置第一时间阈值t1，并将所述第一时间阈值t1与所述特种车辆归属机构和/或所述特种车辆类型相关联，所述第一时间阈值t1为定值时长。
11.在第一方面的一具体实施例中，所述特种车辆管理系统依据所述特种任务信息，确定特种任务的时间发布范围时，执行：所述特种车辆管理系统从收到的所述特种任务信息中，提取出特种任务的通行时间，所述特种任务的通行时间包括特种任务的通行起始时间t，所述通行起始时间t为时间点；所述特种车辆管理系统从收到的所述特种任务信息中，提取出所述特种车辆唯一标识，通过所述特种车辆唯一标识查询出所述特种车辆归属机构和/或所述特种车辆类型相关联的第一时间阈值t1；基于所述特种任务的通行起始时间t和所述第一时间阈值t1，计算得出所述特种任务的发布起始时间tq，tq=t－t1；所述特种车辆管理系统从收到的所述特种任务信息中，提取出特种任务的通行空间信息，根据所述通行空间信息计算出所述特种任务的发布终止时间tz；基于所述特种任务的发布起始时间tq与所述特种任务的发布终止时间tz，计算得到所述特种任务的时间发布范围。
12.在第一方面的一具体实施例中，所述通行空间信息为执行特种任务时特种车辆通行的起止位置信息，所述起止位置信息包括起始位置信息和终止位置信息；根据所述通行空间信息计算出所述特种任务的发布终止时间tz时，执行：基于所述起止位置信息，通过公共导航查询出所述特种任务的最大通行时长t
max
，所述最大通行时长t
max
为公共导航查询出的所有路径通行时间中的最大通行时长；基于所述特种任务的通行起始时间t、所述第一时间阈值t1和所述特种任务的最大通行时长t
max
，计算得出所述特种任务的发布终止时间tz，tz= t+t
max
+t1。
13.在第一方面的一具体实施例中，所述通行空间信息为执行特种任务时特种车辆通行的区域范围信息，根据所述通行空间信息计算出所述特种任务的发布终止时间tz时，执行：基于所述特种任务的通行起始时间t、所述第一时间阈值t1和所述第二时间阈值t2，计算得出所述特种任务的发布终止时间tz，tz= t+t2+t1；所述第二时间阈值t2为所述特种车辆管理系统预先配置的定值时长。
14.在第一方面的一具体实施例中，所述特种车辆管理系统依据所述特种任务信息，确定所述特种任务的空间发布范围时，执行：基于所述通行空间信息，通过公共导航查询出特种车辆在执行所述特种任务时的所有可行路径，得到可行路径组；通过所述可行路径组，确定所述特种任务的空间发布范围。
15.在第一方面的一具体实施例中，所述特种车辆注册信息还包括特种车辆外部特征信息和特种车辆牌照，所述特种车辆外部特征信息包括特种车辆的外观和特种车辆的颜色；所述特种任务信息还包括特种任务的唯一标识；所述v2x道路设备信息包括所述v2x道路设备的编号和位置信息，所述v2x道路设备的位置信息包括经纬度和高度；所述优先通行信息还包括特种车辆外部特征信息和特种车辆牌照。
16.为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种特种车辆管理系统，包括时间计算模块、空间获取模块和通信模块；所述时间计算模块，用于依据所述特种任务信息，确定特种任务的时间发布范围；所述空间获取模块，用于依据所述特种任务信息，确定特种任务的空间发布范围；还用于获取所述空间发布范围内的v2x道路设备信息；所述通信模块，用于接收特种车辆的特种任务信息，所述特种任务信息包括特种车辆唯一标识和特种车辆通行信息，所述特种车辆通行信息包括特种任务的通行时间和特种任务的通行空间信息；还用于基于所述时间发布范围向所述空间发布范围内的v2x道路设备广播优先通行信息，所述优先通行信息包括特种车辆唯一标识。
17.为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种基于v2x的特种车辆通行任务分发系统，包括特种车辆归属机构、特种车辆管理系统和v2x道路设备，所述特种车辆归属机构与所述特种车辆管理系统连接，所述特种车辆管理系统和所述v2x道路设备之间通过v2x通讯网络相连接；所述特种车辆归属机构，用于向所述特种车辆管理系统发送特种车辆的特种任务信息，所述特种任务信息包括特种车辆唯一标识和特种车辆通行信息，所述特种车辆通行信息包括特种任务的通行时间和特种任务的通行空间信息；所述特种车辆管理系统，用于依据所述特种任务信息，确定特种任务的时空发布范围，所述时空发布范围包括时间发布范围和空间发布范围；还用于获取所述空间发布范围内的v2x道路设备信息；还用于基于所述时间发布范围向所述空间发布范围内的v2x道路设备广播优先通行信息，所述优先通行信息包括特种车辆唯一标识；所述v2x道路设备，包括空间发布范围内的所有v2x道路设备，用于与所述特种车辆管理系统进行数据交互；还用于与执行任务的特种车辆进行数据交互。
18.在第三方面的一具体实施例中，所述基于v2x的特种车辆通行任务分发系统还包括与特种车辆管理系统相连接的特种车辆注册机构，其用于：向所述特种车辆管理系统发送特种车辆注册信息，所述特种车辆注册信息包括特种车辆归属机构、特种车辆类型和特种车辆唯一标识。
19.本发明的有益效果：本发明通过特种车辆管理系统依据特种车辆归属机构传来的特种任务信息，确定特种任务的时空发布范围，并基于时空发布范围主动下发优先通行信息至v2x道路设备，以便v2x道路设备基于优先通行信息核实特种车辆的身份和特种任务执行状态，采用在时间与空间的限制范围内核实特种车辆身份、特种任务执行状态的方式，对特种车辆的优先通行进行监管和协同；核实成功后才给予特种车辆优先通行权利，使特种车辆仅在执行特种任务时才能够行驶优先通行权利，能够大幅度减少套牌车或特种车辆滥用优先通行权利占用道路资源的不良现象发生，从而提升道路资源的利用效率。
附图说明
20.图1为本发明实施例的一种基于v2x的特种车辆通行任务分发方法的时序图；图2为本发明实施例的一种基于v2x的特种车辆通行任务分发方法的流程示意图；图3为本发明实施例的一种基于v2x的特种车辆通行任务分发方法的流程图一；
图4本发明实施例的一种基于v2x的特种车辆通行任务分发方法的流程图二；图5为本发明实施例的一种特种车辆管理系统的方框示意图；图6为本发明实施例的一种基于v2x的特种车辆通行任务分发系统的方框示意图一；图7为本发明实施例的一种基于v2x的特种车辆通行任务分发系统的方框示意图二。
具体实施方式
21.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
22.实施例1下面结合附图描述本发明实施例的一种基于v2x的特种车辆通行任务分发方法。
23.如图1至图3所示，本发明实施例的一种基于v2x的特种车辆通行任务分发方法，包括以下步骤：特种车辆归属机构向特种车辆管理系统发送特种车辆的特种任务信息，所述特种任务信息包括特种车辆唯一标识和特种车辆通行信息，所述特种车辆通行信息包括特种任务的通行时间和特种任务的通行空间信息；上述特种车辆归属机构为拥有特种车辆所有权的机构或部门，如医院、公安部门、消防部门等。更具体的，特种车辆归属机构为这些机构或部门的用于任务发布和特种车辆注册的信息平台；上述特种车辆管理系统为提供计算、网络、存储等功能的信息平台，通常由地方道路管理部门设置，能够对特种车辆、道路资源进行管理和调优，因此特种车辆管理系统是合法可信的。特种车辆管理系统可以是v2x（vehicle to everything，车用无线通信技术）系统中的组成部分，或者，可以是v2x系统外独立开发的信息平台；上述特种任务信息为特种车辆执行特种任务时，与特种车辆、特种任务相关的信息；上述车辆唯一标识为代表车辆身份信息的一组字码，包括了车辆的生产厂家、年代、车型、车身型式及代码等信息，如车架号或车辆识别代号（vehicle identification number）。
24.上述特种任务的通行空间信息为特种车辆执行特种任务时将要通行的地理单元，包括地理单元的经纬度和高度。例如，特种车辆通行的起始位置、终止位置；或者，特种车辆的区域范围。
25.特种车辆管理系统依据特种任务信息，确定特种任务的时空发布范围，所述时空发布范围包括时间发布范围和空间发布范围；上述时间发布范围是指特种车辆管理系统广播优先通行信息的时间相关信息，包括开始广播优先通行信息的时间点、结束广播优先通行信息的时间点，但本发明实施例不限于此，还包括广播周期、广播总时长；上述空间发布范围是指特种车辆管理系统广播优先通行信息的空间相关信息，包
括经纬度、高度，还可以包括但不限于区域范围、路径。
26.所述特种车辆管理系统获取所述空间发布范围内的v2x道路设备信息，以便找到所述空间发布范围内的所有v2x道路设备，在时间发布范围内向这些v2x道路设备主动下发优先通行信息；上述v2x道路设备为v2x系统中，安装在路侧，拥有采集和/或网络和/或计算和/或存储等能力、能够辅助和/或监管交通运行的设备，包括rsu（road side unit，路侧单元）、摄像头、毫米波雷达等设备，还可以包括但不限于mec（mobileedge computing，移动边缘计算）单元、交通信号灯、电子标牌；上述v2x道路设备信息包括v2x道路设备的编号和所在地理位置、逻辑连接位置。
27.特种车辆管理系统基于所述时间发布范围向所述空间发布范围内的v2x道路设备广播优先通行信息。
28.需要说明的是，特种车辆管理系统在时间发布范围内找到空间发布范围内的所有v2x道路设备，并以轮询广播的方式将优先通行信息下发至空间发布范围内的所有v2x道路设备，其中轮询广播方式的广播周期可自行设定，如每隔5分钟广播一次；空间发布范围内的v2x道路设备，在时间发布范围内基于优先通行信息核实特种车辆的身份和特种任务执行状态，更具体地，通过特种车辆唯一标识等识别特种车辆的身份，通过优先通行信息的广播时间和特种车辆的运行时间来识别该特种车辆是否处于执行特种任务的状态；若特种车辆的身份和特种任务执行状态核实成功，则给予该特种车辆优先通行权，协助该特种车辆优先通行，以避免套牌车或不执行特种任务的特种车辆滥用优先通行权利占用道路资源；由于优先通行信息仅包括特种车辆唯一标识，不涉及车辆通行信息，因此v2x道路设备并不知晓具体任务信息，以保护特种车辆的行程隐私，从而提高特种车辆通行任务分发方法的安全性。
29.如图1和图2所示，在一些实施例中，所述特种车辆归属机构向特种车辆管理系统发送特种车辆的特种任务信息之前，执行：所述特种车辆管理系统预先通过特种车辆注册机构获得特种车辆注册信息，所述特种车辆注册信息包括特种车辆归属机构、特种车辆类型和特种车辆唯一标识；上述特种车辆注册机构（application registration authority，ara）为提供特种车辆的信息录入和审核等服务的平台。在实际应用中，ara可以为特种车辆的监管部门的信息平台，如可以为安监局的信息平台；上述特种车辆类型是指车辆的一种型式，它以车辆的普通特征、使用目的和功能等区别。如轿车、载货汽车、客车和摩托车等都是单独的类型；特种车辆管理系统预先根据特种车辆归属机构和/或特种车辆类型设置第一时间阈值t1，并将第一时间阈值t1与特种车辆归属机构和/或特种车辆类型相关联；其中，所述第一时间阈值t1为定值时长。
30.上述第一时间阈值t1是指特种车辆管理系统开始广播优先通行信息的时间点与特种车辆执行特种任务的通行起始时间（点）之间的差值，例如第一时间阈值t1为30分钟，则开始广播优先通行信息的时间点比特种车辆开始执行特种任务的时间点早30分钟。
31.需要说明的是，根据特种车辆的特种车辆归属机构和/或特种车辆类型，预先在特
种车辆管理系统中人为设置定值第一时间阈值t1；同种特种车辆归属机构和/或相同特种车辆类型的特种车辆设置相同的第一时间阈值t1，并将对应的特种车辆归属机构和/或特种车辆类型、第一时间阈值t1相关联，以便能够通过特种车辆归属机构和/或特种车辆类型查询到相关联的第一时间阈值t1；设置第一时间阈值t1的目的是在特种车辆开始执行特种任务之前将优先通行信息下发给v2x道路设备，以避免由于网络问题延时使v2x道路设备不能收到优先通行信息，导致特种车辆执行特种任务时不能拥有v2x道路设备给予的优先通行权利，耽误特种任务的执行。
32.在一些实施例中，特种车辆管理系统依据特种任务信息，确定特种任务的时间发布范围时，执行：特种车辆管理系统从收到的特种任务信息中，提取出特种任务的通行时间，所述特种任务的通行时间包括特种任务的通行起始时间t，所述通行起始时间t为时间点；上述特种任务的通行起始时间t为特种车辆开始执行特种任务的时间点，也是特种车辆将要优先通行的起始时间；特种车辆管理系统从收到的特种任务信息中，提取出特种车辆唯一标识，通过所述特种车辆唯一标识查询出特种车辆归属机构和/或特种车辆类型相关联的第一时间阈值t1；需要说明的是，由于特种车辆管理系统收到特种车辆注册机构传来的特种车辆注册信息以及设置第一时间阈值t1时，预先将第一时间阈值t1与特种车辆归属机构和/或特种车辆类型相关联；因此在收到特种任务信息后，特种车辆管理系统能够通过特种任务信息中的车辆唯一标识，查找到对应的特种车辆归属机构和/或特种车辆类型，从而查询出与特种车辆归属机构和/或特种车辆类型相关联的第一时间阈值t1；所述特种车辆管理系统基于特种任务的通行起始时间t和第一时间阈值t1，计算得出特种任务的发布起始时间tq，tq=t－t1；上述特种任务的发布起始时间tq是指特种车辆管理系统开始向v2x道路设备广播优先通行信息的时间点；所述特种车辆管理系统从收到的特种任务信息中，提取出特种任务的通行空间信息，根据所述通行空间信息计算出特种任务的发布终止时间tz；上述特种任务的发布终止时间tz是指特种车辆管理系统结束广播优先通行信息的时间点；基于特种任务的发布起始时间tq与特种任务的发布终止时间tz，计算得到特种任务的时间发布范围。
33.需要说明的是，特种任务的时间发布范围，即特种车辆管理系统向v2x设备周期性轮询广播优先通行信息的时间段为从特种任务的发布起始时间tq开始广播，至特种任务的发布终止时间tz结束广播。
34.可以理解，第一时间阈值t1是人为预先在特种车辆管理系统中设置的定值时长，特种任务的通行起始时间t为特种车辆开始执行特种任务的时间；而为了不耽误特种任务的执行，特种车辆管理系统向v2x设备发布特种任务（优先通行信息）的时间点需要早于特种车辆开始执行特种任务的时间（特种任务的通行起始时间t），因此特种任务的发布起始时间tq=t－t1，例如设置为t1=30分钟，若特种任务的通行起始时间t为中国北京时间8点钟，则特种任务的发布起始时间tq为中国北京时间7点30分，以便v2x道路设备能够及时识别特
种车辆的身份，给予执行特种任务的特种车辆优先通行权利，协助特种车辆优先通行去执行特种任务。
35.设置时间发布范围，仅在时间发布范围内，相关v2x道路设备才能收到优先通行信息，以时间参数帮助v2x道路设备核实特种车辆的身份和特种任务执行状态，仅对执行特种任务的特种车辆给予优先通行权利，以减少套牌车或特种车辆滥用优先通行权利占用道路资源的不良现象发生，从而提升道路资源的利用效率。此外，保证v2x设备仅能收到当前阶段的优先通行信息，以避免优先通行信息发布过早致使信息泄露带来的不良影响。
36.在一些实施例中，所述特种车辆管理系统依据所述特种任务信息，确定特种任务的空间发布范围时，执行：基于所述通行空间信息，通过公共导航查询出特种车辆在执行所述特种任务时的所有可行路径，得到可行路径组；通过所述可行路径组，确定特种任务的空间发布范围。
37.本发明实施例的一种基于v2x的特种车辆通行任务分发方法，通过特种车辆管理系统依据特种车辆归属机构传来的特种任务信息，确定特种任务的时空发布范围，并基于时空发布范围主动下发优先通行信息至v2x道路设备，以便v2x道路设备基于优先通行信息核实特种车辆的身份和特种任务执行状态。采用在时间与空间的限制范围内核实特种车辆身份、特种任务执行状态的方式，核实成功后才给予特种车辆优先通行权利，对特种车辆的优先通行进行监管和协同，使特种车辆仅在执行特种任务时才能够行驶优先通行权利，能够大幅度减少套牌车或特种车辆滥用优先通行权利占用道路资源的不良现象发生，从而提升道路资源的利用效率。
38.实施例2在实施例1的基础上，本实施例一种基于v2x的特种车辆通行任务分发方法的具体实施方式。
39.在一些实施例中，所述特种车辆注册信息还包括特种车辆外部特征信息和特种车辆牌照，所述特种车辆外部特征信息包括特种车辆的外观和特种车辆的颜色；上述特种车辆的外观是指车辆外部安装的、所有能看见的零件部，包括车辆的灯具、报警器，但本发明实施例不限于此，还可以包括车身及车身彩条贴纸；所述特种任务信息还包括特种任务的唯一标识；上述特种任务的唯一标识为特种车辆归属机构下发的、标志任务唯一性的编号，以区分各种任务的不同，便于后续追溯特种任务相关信息；所述v2x道路设备信息包括所述v2x道路设备的编号和位置信息，所述v2x道路设备的位置信息包括经纬度和高度；上述位置信息还包括v2x道路设备的逻辑连接位置信息，目的是使特种车辆管理系统能够将优先通行信息顺利下达至v2x道路设备处；所述优先通行信息还包括特种车辆外部特征信息和特种车辆牌照，以便v2x道路设备快速识别执行特种任务的特种车辆身份。
40.需要说明的是，在所述特种车辆注册信息还包括特种车辆外部特征信息和特种车辆牌照时，所述优先通行信息包括特种车辆唯一标识、特种车辆外部特征信息和特种车辆牌照；空间发布范围内的v2x道路设备，在时间发布范围内基于优先通行信息核实特种
车辆的身份和特种任务执行状态，更具体地，通过特种车辆外部特征信息、特种车辆牌照、特种车辆唯一标识等识别特种车辆的身份，通过优先通行信息的广播时间和特种车辆的运行时间来识别该特种车辆是否处于执行特种任务的状态；若特种车辆的身份和特种任务执行状态核实成功，则给予该特种车辆优先通行权，协助该特种车辆优先通行，以避免套牌车或不执行特种任务的特种车辆滥用优先通行权利占用道路资源；由于优先通行信息仅包括特种车辆外部特征信息、特种车辆牌照和特种车辆唯一标识，不涉及车辆通行信息，因此v2x道路设备并不知晓具体任务信息，以保护特种车辆的行程隐私，从而提高特种车辆通行任务分发方法的安全性。
41.实施例3在上述实施例的基础上，本实施例一种基于v2x的特种车辆通行任务分发方法的具体实施方式。
42.如图3所示，在一些实施例中，所述通行空间信息为执行特种任务时特种车辆通行的起止位置信息，所述起止位置信息包括起始位置信息和终止位置信息，且位置信息包括经纬度和高度；进一步地，根据通行空间信息计算出特种任务的发布终止时间tz时，执行：所述特种车辆管理系统基于起止位置信息，通过公共导航查询出特种任务的最大通行时长t
max
，所述最大通行时长t
max
为公共导航查询出的所有路径通行时间中的最大通行时长；上述公共导航为利用地理信息系统来储存和传送地图数据，提供地理位置信息发布、路径规划、出行时间预测等能力的地图服务平台，通常为第三方地图app，例如百度地图、高德地图、腾讯地图等，也可以是独立研发的地图服务平台/地图app。
43.需要说明的是，只有当特种车辆管理系统检测到通行空间信息为具体的起始位置信息和终止位置信息，起始位置和终止位置均固定且为不同位置时，公共导航才能规划出一条或多条从起始位置到终止位置的可行路径及对应预测出的出行时间，并将对应预测的最长出行时间作为最大通行时长t
max
；例如，起始位置为a地点，终止位置为b地点，且a地点和b地点均为固定的、互不相同的地点，在公共导航中输入a地点作为起点，输入b地点作为终点，公共导航规划出a、b、c共三条不同的路径，其中a路径对应预测出的出行时间为1小时，b路径对应预测出的出行时间为1小时15分钟，c路径对应预测出的出行时间为1小时30分钟，则将c路径对应预测出的出行时间1小时30分钟作为本次特种任务的最大通行时长t
max
。
44.可以理解，上述最大通行时长t
max
是从地图数据库中获得的经验值，表示公共导航规划出的所有可行路径对应预测出的出行时间中的最大值。由于最大通行时长t
max
是公共导航基于特种任务信息中的起止位置信息查询出的，因此最大通行时长t
max
可根据特种任务的不同而变化，不是固定的时间长度。
45.所述特种车辆管理系统基于特种任务的通行起始时间t、第一时间阈值t1和特种任务的最大通行时长t
max
，计算得出特种任务的发布终止时间tz，tz= t +t
max
+t1。
46.需要说明的是，所述特种任务的通行起始时间t为特种车辆开始执行特种任务的时间点，最大通行时长t
max
为公共导航查询出的所有路径通行时间中的最大通行时长，第一时间阈值t1是人为预先设置的定值时长；考虑到特种车辆在执行特种任务时可能会因路况
不好等意外状况而导致晚点，为了不影响特种车辆在执行特种任务时的优先通行，特种任务的发布终止时间需要晚于特种任务的通行起始时间t与最大通行时长t
max
之和（t+t
max
），因此当通行空间信息为执行特种任务时特种车辆通行的起止位置信息时，设置特种任务的发布终止时间tz= t+t
max
+t1；例如设置为t1=30分钟，若特种任务的通行起始时间t为中国北京时间8点钟，且最大通行时长t
max
=2小时，则特种任务的发布终止时间tz为中国北京时间10点30分，以便v2x道路设备能够识别晚点的特种车辆的身份，并协助晚点的特种车辆优先通行去执行特种任务。
47.如图3所示，在一些实施例中，所述特种车辆管理系统依据特种任务信息，确定特种任务的空间发布范围时，执行：基于所述通行空间信息，通过公共导航查询出特种车辆在执行特种任务时的所有可行路径，得到可行路径组；上述可行路径为特种车辆执行特种任务时能够通行、路侧具有v2x道路设备的路径；通过可行路径组，确定所述特种任务的空间发布范围。
48.需要说明的是，当通行空间信息为起止位置信息时，通过公共导航规划出一条或多条从起始位置到终止位置的可行路径，将所有可行路径组成可行路径组，则特种任务的空间发布范围为可行路径组相关路侧的v2x道路设备。
49.设置空间发布范围，仅在空间发布范围内的v2x道路设备才能收到优先通行信息，以空间参数帮助v2x道路设备核实特种车辆的身份和特种任务执行状态，仅对执行特种任务的特种车辆给予优先通行权利，以减少套牌车或特种车辆滥用优先通行权利占用道路资源的不良现象发生，从而提升道路资源的利用效率。此外，能够限制收到优先通行信息的空间范围，加强特种车辆的隐私保护，从而提高特种车辆通行任务分发方法的安全性。
50.实施例4在上述实施例的基础上，本实施例另一种基于v2x的特种车辆通行任务分发方法的具体实施方式。
51.如图4所示，在一些实施例中，所述通行空间信息为执行特种任务时特种车辆通行的区域范围信息；需要说明的是，通行空间信息为区域范围信息，通常指特种车辆执行特种任务时不能确定固定的起始位置和终止位置，只能确定做特种任务的地理区域范围，例如巡逻车执行巡逻任务时，不能确定起点和终点，只有巡视范围作为执行特种任务的区域范围（空间范围）；进一步地，根据通行空间信息计算出特种任务的发布终止时间tz时，执行：基于特种任务的通行起始时间t、第一时间阈值t1和第二时间阈值t2，计算得出特种任务的发布终止时间tz，tz= t+t2+t1。
52.需要说明的是，第二时间阈值t2是人为预先在特种车辆管理系统中配置的定值时长，只有当特种车辆管理系统检测到通行空间信息为区域范围信息时，才会选用第二时间阈值t2作为特种车辆执行特种任务时的预测通行时长；由于特种车辆执行特种任务时通常以半个工作日作为出任务时间，因此通常将第二时间阈值设置为半个工作日的时长，例如第二时间阈值t2=4小时，若特种车辆在第二时间阈值t2时间范围内不能完成特种任务，可通过特种车辆归属机构再次向特种车辆管理系统发送任务请求（特种任务信息），以再次获取
优先通行时间。
53.可以理解，特种任务的通行起始时间t为特种车辆开始执行特种任务的时间点，第二时间阈值t2是人为预先设置的、特种车辆执行特种任务时的预测通行时长，第一时间阈值t1是人为预先设置的定值时长；考虑到特种车辆在执行特种任务时可能会因路况不好等意外状况而导致晚点，为了不影响特种车辆在执行特种任务时的优先通行，特种任务的发布终止时间需要晚于特种任务的通行起始时间t与第二时间阈值t2之和（t+t2），因此当通行空间信息为执行特种任务时特种车辆通行的区域范围信息时，设置特种任务的发布终止时间tz= t +t2+t1；例如设置为t1=30分钟，若特种任务的通行起始时间t为中国北京时间8点钟，且第二时间阈值t2=4小时，则特种任务的发布终止时间tz为中国北京时间12点30分，以便v2x道路设备能够识别晚点的特种车辆的身份，并协助晚点的特种车辆优先通行去执行特种任务。
54.如图4所示，在一些实施例中，所述特种车辆管理系统依据特种任务信息，确定特种任务的空间发布范围时，执行：基于所述通行空间信息，通过公共导航查询出特种车辆在执行特种任务时的所有可行路径，得到可行路径组；上述可行路径为特种车辆执行特种任务时能够通行、路侧具有v2x道路设备的路径。
55.通过可行路径组计算出特种任务的空间发布范围。
56.需要说明的是，当通行空间信息为区域范围信息时，通过公共导航查询出区域范围内的所有可行路径，将所有可行路径组成可行路径组，则特种任务的空间发布范围为可行路径组相关路侧的v2x道路设备。
57.设置空间发布范围，仅在空间发布范围内的v2x道路设备才能收到优先通行信息，以空间参数帮助v2x道路设备核实特种车辆的身份和特种任务执行状态，仅对执行特种任务的特种车辆给予优先通行权利，以减少套牌车或特种车辆滥用优先通行权利占用道路资源的不良现象发生，从而提升道路资源的利用效率。此外，能够限制收到优先通行信息的空间范围，加强特种车辆的隐私保护，从而提高特种车辆通行任务分发方法的安全性。
58.实施例5在上述实施例的基础上，本实施例给出了一种特种车辆管理系统的具体实施方式。
59.如图5所示，本发明实施例的一种特种车辆管理系统包括时间计算模块、空间获取模块和通信模块；所述时间计算模块，用于所述特种车辆管理系统依据所述特种任务信息，确定所述特种任务的时间发布范围；所述空间获取模块，用于所述特种车辆管理系统依据所述特种任务信息，确定特种任务的空间发布范围；还用于获取所述空间发布范围内的v2x道路设备信息，所述v2x道路设备信息包括所述v2x道路设备的编号和位置信息，所述v2x道路设备的位置信息包括经纬度和高度；所述通信模块，用于接收特种车辆的特种任务信息，所述特种任务信息包括特种车辆唯一标识和特种车辆通行信息，所述特种车辆通行信息包括特种任务的通行时间和特种任务的通行空间信息；还用于所述特种车辆管理系统基于所述时间发布范围向所述空间
发布范围内的v2x道路设备广播优先通行信息，所述优先通行信息包括特种车辆外部特征信息、特种车辆牌照和特种车辆唯一标识。
60.本发明实施例的一种特种车辆管理系统，利用通信模块接收特种车辆归属机构传来的特种任务信息，利用时间计算模块确定时间发布范围，利用空间获取模块确定空间发布范围和空间发布范围内的v2x道路设备信息，再基于时空发布范围通过通信模块将优先通行信息下发至v2x道路设备，以便v2x道路设备基于优先通行信息核实特种车辆的身份和特种任务执行状态，从而大幅度减少套牌车或特种车辆滥用优先通行权利占用道路资源的不良现象发生。
61.实施例6下面结合附图描述本发明实施例的一种基于v2x的特种车辆通行任务分发系统。
62.如图6所示，本发明实施例的一种基于v2x的特种车辆通行任务分发系统，包括特种车辆归属机构、特种车辆管理系统和v2x道路设备，特种车辆归属机构与特种车辆管理系统连接，特种车辆管理系统和v2x道路设备之间通过v2x通讯网络相连接；上述特种车辆归属机构为拥有特种车辆所有权的机构或部门，如医院、公安部门、消防部门等。更具体的，特种车辆所属机构为这些机构或部门的用于任务发布和特种车辆注册的信息平台。
63.上述特种车辆管理系统为提供计算、网络、存储等功能的信息平台，通常由地方道路管理部门设置，能够对特种车辆、道路资源进行管理和调优，因此特种车辆管理系统是合法可信的。特种车辆管理系统可以是v2x（vehicle to everything，车用无线通信技术）系统中的组成部分，或者，可以是v2x系统外独立开发的信息平台。
64.上述v2x道路设备为空间发布范围内的v2x道路设备集合，其中v2x道路设备为v2x系统中，安装在路侧，拥有采集和/或网络和/或计算和/或存储等能力、能够辅助和/或监管交通运行的设备，包括rsu（road side unit，路侧单元）、摄像头、毫米波雷达等设备，还可以包括但不限于mec（mobileedge computing，移动边缘计算）单元、交通信号灯、电子标牌。
65.上述v2x通讯网络为v2x系统的网络通信体系，由于v2x道路设备的所有v2x道路设备都在v2x通讯网络中注册过，因此特种车辆管理系统和v2x道路设备能够通过v2x通讯网络进行数据交互。
66.所述特种车辆归属机构，用于向特种车辆管理系统发送特种车辆的特种任务信息，所述特种任务信息包括特种车辆唯一标识和特种车辆通行信息，所述特种车辆通行信息包括特种任务的通行时间和特种任务的通行空间信息；所述特种车辆管理系统，用于依据所述特种任务信息，确定特种任务的时空发布范围，所述时空发布范围包括时间发布范围和空间发布范围；还用于获取所述空间发布范围内的v2x道路设备信息；还用于基于所述时间发布范围向所述空间发布范围内的v2x道路设备广播优先通行信息，所述优先通行信息包括特种车辆唯一标识；上述时间发布范围是指特种车辆管理系统广播优先通行信息的相关时间信息，包括开始广播优先通行信息的时间点、结束广播优先通行信息的时间点，但本发明实施例不限于此，还包括广播周期、广播总时长；上述空间发布范围是指特种车辆管理系统广播优先通行信息的相关空间信息，包括经纬度、高度，还可以包括但不限于区域范围、路径。
67.所述v2x道路设备，包括空间发布范围内的所有v2x道路设备，用于与所述特种车辆管理系统进行数据交互，以及与执行任务的特种车辆进行数据交互。
68.如图7所示，本发明实施例的一种基于v2x的特种车辆通行任务分发系统，还包括与特种车辆管理系统相连接的特种车辆注册机构，其用于：在特种车辆注册认证成功后向所述特种车辆管理系统发送特种车辆注册信息，所述特种车辆注册信息包括特种车辆归属机构、特种车辆类型和特种车辆唯一标识。
69.本发明实施例的一种基于v2x的特种车辆通行任务分发系统中，所述特种车辆管理系统基于所述时间发布范围向所述空间发布范围内的v2x道路设备广播优先通行信息，使得v2x道路设备基于优先通行信息核实特种车辆的身份和特种任务执行状态，核实成功后才给予特种车辆优先通行权利，对特种车辆的优先通行进行监管和协同，能够大幅度减少套牌车或特种车辆滥用优先通行权利占用道路资源的不良现象发生，从而提升道路资源的利用效率。

技术特征：
1.一种基于v2x的特种车辆通行任务分发方法，其特征在于，包括以下步骤：特种车辆归属机构向特种车辆管理系统发送特种车辆的特种任务信息，所述特种任务信息包括特种车辆唯一标识和特种车辆通行信息，所述特种车辆通行信息包括特种任务的通行时间和特种任务的通行空间信息；所述特种车辆管理系统依据所述特种任务信息，确定特种任务的时空发布范围，所述时空发布范围包括时间发布范围和空间发布范围；所述特种车辆管理系统获取所述空间发布范围内的v2x道路设备信息；所述特种车辆管理系统基于所述时间发布范围向所述空间发布范围内的v2x道路设备广播优先通行信息，所述优先通行信息包括特种车辆唯一标识。2.如权利要求1所述的基于v2x的特种车辆通行任务分发方法，其特征在于，所述特种车辆归属机构向特种车辆管理系统发送特种车辆的特种任务信息之前，执行：所述特种车辆管理系统预先通过特种车辆注册机构获得特种车辆注册信息，所述特种车辆注册信息包括特种车辆归属机构、特种车辆类型和特种车辆唯一标识；所述特种车辆管理系统预先根据特种车辆归属机构和/或特种车辆类型设置第一时间阈值t1，并将所述第一时间阈值t1与所述特种车辆归属机构和/或所述特种车辆类型相关联；其中，所述第一时间阈值t1为定值时长。3.如权利要求2所述的基于v2x的特种车辆通行任务分发方法，其特征在于，所述特种车辆管理系统依据所述特种任务信息，确定特种任务的时间发布范围时，执行：所述特种车辆管理系统从收到的所述特种任务信息中，提取出特种任务的通行时间，所述特种任务的通行时间包括特种任务的通行起始时间t，所述通行起始时间t为时间点；所述特种车辆管理系统从收到的所述特种任务信息中，提取出所述特种车辆唯一标识，通过所述特种车辆唯一标识查询出所述特种车辆归属机构和/或所述特种车辆类型相关联的第一时间阈值t1；基于所述特种任务的通行起始时间t和所述第一时间阈值t1，计算得出所述特种任务的发布起始时间t
q
，t
q
=t－t1；所述特种车辆管理系统从收到的所述特种任务信息中，提取出特种任务的通行空间信息，根据所述通行空间信息计算出所述特种任务的发布终止时间t
z
；基于所述特种任务的发布起始时间t
q
与所述特种任务的发布终止时间t
z
，计算得到所述特种任务的时间发布范围。4.如权利要求3所述的基于v2x的特种车辆通行任务分发方法，其特征在于，所述通行空间信息为执行特种任务时特种车辆通行的起止位置信息，所述起止位置信息包括起始位置信息和终止位置信息；根据所述通行空间信息计算出所述特种任务的发布终止时间t
z
时，执行：基于所述起止位置信息，通过公共导航查询出所述特种任务的最大通行时长t
max
，所述最大通行时长t
max
为公共导航查询出的所有路径通行时间中的最大通行时长；基于所述特种任务的通行起始时间t、所述第一时间阈值t1和所述特种任务的最大通行时长t
max
，计算得出所述特种任务的发布终止时间t
z
，t
z
= t+t
max
+t1。5.如权利要求3所述的基于v2x的特种车辆通行任务分发方法，其特征在于，所述通行空间信息为执行特种任务时特种车辆通行的区域范围信息，根据所述通行空间信息计算出
所述特种任务的发布终止时间t
z
时，执行：基于所述特种任务的通行起始时间t、所述第一时间阈值t1和所述第二时间阈值t2，计算得出所述特种任务的发布终止时间t
z
，t
z
= t+t2+t1；所述第二时间阈值t2为所述特种车辆管理系统预先配置的定值时长。6.如权利要求1至5任一项所述的基于v2x的特种车辆通行任务分发方法，其特征在于，所述特种车辆管理系统依据所述特种任务信息，确定特种任务的空间发布范围时，执行：基于所述通行空间信息，通过公共导航查询出特种车辆在执行所述特种任务时的所有可行路径，得到可行路径组；通过所述可行路径组，确定特种任务的空间发布范围。7.如权利要求2所述的基于v2x的特种车辆通行任务分发方法，其特征在于，所述特种车辆注册信息还包括特种车辆外部特征信息和特种车辆牌照，所述特种车辆外部特征信息包括特种车辆的外观和特种车辆的颜色；所述特种任务信息还包括特种任务的唯一标识；所述v2x道路设备信息包括所述v2x道路设备的编号和位置信息，所述v2x道路设备的位置信息包括经纬度和高度；所述优先通行信息还包括特种车辆外部特征信息和特种车辆牌照。8.一种特种车辆管理系统，其特征在于，包括时间计算模块、空间获取模块和通信模块；所述时间计算模块，用于依据所述特种任务信息，确定特种任务的时间发布范围；所述空间获取模块，用于依据所述特种任务信息，确定特种任务的空间发布范围；还用于获取所述空间发布范围内的v2x道路设备信息；所述通信模块，用于接收特种车辆的特种任务信息，所述特种任务信息包括特种车辆唯一标识和特种车辆通行信息，所述特种车辆通行信息包括特种任务的通行时间和特种任务的通行空间信息；还用于基于所述时间发布范围向所述空间发布范围内的v2x道路设备广播优先通行信息，所述优先通行信息包括特种车辆唯一标识。9.一种基于v2x的特种车辆通行任务分发系统，其特征在于，包括特种车辆归属机构、特种车辆管理系统和v2x道路设备，所述特种车辆归属机构与所述特种车辆管理系统连接，所述特种车辆管理系统和所述v2x道路设备之间通过v2x通讯网络相连接；所述特种车辆归属机构，用于向所述特种车辆管理系统发送特种车辆的特种任务信息，所述特种任务信息包括特种车辆唯一标识和特种车辆通行信息，所述特种车辆通行信息包括特种任务的通行时间和特种任务的通行空间信息；所述特种车辆管理系统，用于依据所述特种任务信息，确定特种任务的时空发布范围，所述时空发布范围包括时间发布范围和空间发布范围；还用于获取所述空间发布范围内的v2x道路设备信息；还用于基于所述时间发布范围向所述空间发布范围内的v2x道路设备广播优先通行信息，所述优先通行信息包括特种车辆唯一标识；所述v2x道路设备，包括空间发布范围内的所有v2x道路设备，用于与所述特种车辆管理系统进行数据交互，以及与执行任务的特种车辆进行数据交互。10.如权利要求9所述的基于v2x的特种车辆通行任务分发系统，其特征在于，还包括与特种车辆管理系统相连接的特种车辆注册机构，其用于：
向所述特种车辆管理系统发送特种车辆注册信息，所述特种车辆注册信息包括特种车辆归属机构、特种车辆类型和特种车辆唯一标识。

技术总结
本发明提出一种基于V2X的特种车辆通行任务分发方法及系统，所述方法包括以下步骤：特种车辆归属机构向特种车辆管理系统发送特种车辆的特种任务信息；特种车辆管理系统依据特种任务信息，确定特种任务的时空发布范围，时空发布范围包括时间发布范围和空间发布范围；特种车辆管理系统获取空间发布范围内的V2X道路设备信息；特种车辆管理系统基于所述时间发布范围向所述空间发布范围内的V2X道路设备广播优先通行信息。本发明通过特种任务信息计算出发布优先通行信息的时空发布范围，以便时空发布范围内的V2X道路设备基于优先通行信息对特种车辆的优先通行权利进行监管和协同。特种车辆的优先通行权利进行监管和协同。特种车辆的优先通行权利进行监管和协同。


技术研发人员：梁松涛 刘长河 廖正赟 李鑫 李顶占 周小欠 王佳
受保护的技术使用者：郑州信大捷安信息技术股份有限公司
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/8/6