CN102157063A - 基于车载gps的泛在化交通检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

基于车载GPS的泛在化交通检测系统及方法属于交通领域。本系统由车载GPS终端子系统、移动通信子系统、数据中心子系统和交通信息处理中心子系统构成。车载GPS终端子系统采集的车辆定位数据经过移动通信子系统实时传送到数据中心子系统，数据中心子系统经分析处理得到实时道路交通信息，通过移动通信子系统发送给车载GPS终端子系统。同时以每隔3-5分钟将实时交通信息发送至交通信息处理中心子系统，中心计算机利用实时交通信息和历史交通信息对交通流状况进行预测，向用户发布交通流预测信息。本发明中交通检测设备是机动车车载GPS装置，与传统交通检测中数据来源于固定检测装置相比，提高了数据采集的泛在性、准确性和实时性。

Description

基于车载GPS的泛在化交通检测系统及方法

技术领域

本发明涉及泛在网络及无线通信领域，尤其涉及车载GPS和交通检测技术，特别是基于车载GPS的泛在化交通检测系统及方法。

背景技术

现有技术中，道路交通检测系统不能全范围实时准确可靠的检测车辆交通动态信息。主要表现在：交通检测器是固定的安装在道路的具体位置，只能检测局部区域的道路交通信息；一些移动的车辆也将GPS信息上传数据中心，但因为无法换来道路实时交通信息服务，因此上传数量有限且信息不可靠。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种基于车载GPS的泛在化交通检测系统及方法，所述的这种基于车载GPS的泛在化交通检测系统及方法要解决现有技术中交通检测系统不能随时随地的、无处不在的提供动态交通检测和信息处理的技术问题。

本发明的这种基于车载GPS的泛在化交通检测方法在于数据中心子系统同时连接多个车载GPS终端，并发收集大量信息，对于单个车载GPS终端形成掌握道路实时交通状况的不对称信息优势，提供这些优势信息可以吸收更多的车载GPS终端加入进来，进而实现泛在化交通检测的目的。

由车载GPS终端子系统、移动通信子系统、数据中心子系统和交通信息处理中心子系统构成；所述的车载GPS终端子系统包括GPS接收机、单片机、GPRS通讯模块和触摸显示屏；所述的数据中心子系统包括中心计算机、至少1个GIS工作站、数据库服务器和通信服务器；所述的交通信息处理中心子系统包括千兆交换机、中心计算机、数据库服务器、通信服务器和统计查询分析服务器；本发明的这种基于车载GPS的泛在化交通检测系统由车载GPS终端子系统、移动通信子系统、数据中心子系统和交通信息处理中心子系统。

其中，所述的车载GPS终端子系统包括GPS接收机、单片机、GPRS通讯模块和触摸显示屏；

所述的移动通信子系统包括基站、移动交换中心和移动通信服务器；

所述的数据中心子系统包括中心计算机、至少1个GIS工作站、通信服务器和数据库服务器；

所述的交通信息处理中心子系统包括中心计算机、千兆交换机、数据库服务器、通信服务器和统计查询分析服务器。

所述的数据中心子系统通过移动通信子系统与车载GPS终端子系统相连，所述的交通信息处理中心子系统通过DNN专线与数据中心子系统相连接。

所述的数据中心子系统中的至少1个GIS工作站分别设置在至少1个服务器上，在每个GIS工作站上都安装GIS电子地图、地理信息系统和移动目标的应用管理软件，以图形工作站作为硬件支持，对车辆进行定位监控和历史轨迹回放并通过电子地图实时监控车辆。

所述的交通信息处理中心子系统设置有千兆交换机以便于其它服务器之间的互联，所述的数据库服务器包括数据库服务器以及数据库备份服务器。

车载GPS终端子系统接收卫星信号通过计算得到车辆原始定位信息，经由移动通信子系统将车辆定位信息发送至数据中心子系统，数据中心子系统通过中心计算机和GIS工作站进行滤波处理和定位匹配后确定车辆ID、坐标位置、时间、行驶速度和行驶方向信息并转换成道路交通状态信息，通过移动通信子系统把这些实时车辆信息发送给车载GPS终端子系统并显示给用户，同时每隔3-5分钟将实时车辆信息打包传送至交通信息处理中心子系统，交通信息处理中心子系统经过中心计算机统计查询分析和预测，得到路网交通流预测信息，并把交通流预测信息通过数据中心子系统发送到车载GPS终端子系统显示给用户终端。

本发明的方法具体是：

车载GPS终端子系统中的GPS接收机与卫星通信经过单片机处理后得到车辆原始定位信息，经由GPRS模块通过移动通信子系统传至数据中心子系统上的中心计算机，数据中心子系统把数据存储在数据中心子系统上的数据库服务器上，中心计算机利用GIS工作站对车辆定位信息进行滤波处理、坐标变换和地图匹配处理，得到道路交通状态信息经由数据中心子系统上的通信服务器和移动通信子系统发送至车载GPS终端子系统并通过触摸显示屏显示，与此同时数据中心子系统上的中心计算机每隔3-5分钟把实时车辆信息数据打包发送至交通信息处理中心子系统；交通信息处理中心子系统把数据存储在交通信息处理中心子系统的数据库服务器上并通过交通信息处理中心子系统的中心计算机和统计查询分析服务器进行统计查询分析和与预测，得到交通流预测信息，经由交通信息处理中心子系统的通信服务器、数据中心子系统和移动通信子系统发布给用户终端。

本发明和已有技术相比，其效果是积极明显的，本发明的基于车载GPS的泛在化交通检测系统及方法中的交通检测设备采用机动车车载GPS装置，装载了车载GPS的车辆在城市道路上的运行状态取决于所行驶路段的道路状况、拥挤程度和交通流量。因此利用车载GPS装置可以有效、实时的采集道路交通状态信息。这为实时道路交通信息的处理和预测提供准确数据支持。

附图说明：

图1是本发明的基于车载GPS的泛在化交通检测系统及方法的系统原理示意图。

具体实施方式：

如图1所示，所述的基于车载GPS的泛在化交通检测系统及方法由车载GPS终端子系统、移动通信子系统、数据中心子系统和交通信息处理中心子系统构成。所述的数据中心子系统通过移动通信子系统与车载GPS终端子系统相连，所述的交通信息处理中心子系统通过DNN专线的方式与数据中心子系统相连接。

所述的车载GPS终端子系统中的GPS接收机、GPRS通信模块和触摸显示屏与单片机相连接，GPRS通信模块建议采用SIEMENS公司的MC56工业通讯模块，单片机可以采用单片机PIC16F873。GPS接收机负责与卫星通信获取经度、纬度信息经过单片机的计算得到车辆原始定位信息，利用GPRS通信模块经由移动通信子系统把这些信息传递给数据中心子系统；

数据中心子系统中的通信服务器、至少1个GIS工作站和数据库服务器与中心计算机相连接。所述的至少1个GIS工作站设置在至少1个服务器上，在每个GIS工作站上都安装GIS电子地图、地理信息系统和移动目标的应用管理软件，以图形工作站作为硬件支持，所述的图形工作站可以使用arcgis；中心计算机通过通信服务器接收车载GPS终端子系统发送的车辆定位信息并进行滤波处理，利用安装在GIS工作站上的GIS电子地图、地理信息系统和移动目标的应用管理软件进行坐标变换、地图匹配处理和轨迹跟踪，将车辆在路网中的精确位置及运行轨迹绘制在电子地图上得到道路交通状态信息并通过通信服务器和移动通信子系统把实时道路交通状态信息发送至车载GPS终端子系统显示给用户；与此同时，中心计算机以每隔3-5分钟的时间间隔把经过处理的实时道路车辆信息打包通过通信服务器发送至交通信息处理中心子系统，其中的传输方式可以采用DNN专线的方式。

交通信息处理中心子系统中的千兆交换机与中心计算机、通信服务器、数据库服务器、备份服务器、统计查询分析服务器相连接，以实现实时道路车辆信息和历史数据信息的存储以及根据目前交通信息进行交通预测。所述的数据库服务器可以采用ORACLE数据库来实现。交通信息处理中心子系统的中心计算机通过通信服务器每隔3-5分钟接收来自数据中心子系统的实时道路车辆信息，并把这些数据存储在数据库服务器上。交通信息处理中心计算机结合实时道路信息数据库和历史数据信息数据库对数据进行统计查询分析和预测，得到道路网络整体交通流预测信息，之后通过通信服务器、数据中心子系统和移动通信子系统把交通流预测信息发布到车载GPS用户终端，通过触摸显示屏显示。此外，根据不同的时段和不同区域的交通状况，交通处理中心可以改变数据刷新和传输间隔以便进行更好的交通预测。

本发明考虑交通检测信息实时性发布的重要性因素，将交通信息的发布分为实时交通信息发布和交通流预测信息发布。由数据中心子系统负责实时道路交通信息的处理和发布；交通信息处理中心子系统通过综合处理一定时间段内的实时交通流信息得到交通流预测信息并发布给用户。

本发明将数据传输分为两个过程：车载GPS终端子系统到数据中心子系统的传输和数据中心子系统到交通控制中心的传输，对于大容量的数据传输，有很好的数据传输和接收稳定性。另外，在数据传输中考虑架设卫星地面接收站、无线集群系统专网、长波电台面临诸多困难的问题，采用移动通信网络来完成数据传输，大大减少了系统投资成本。

Claims (2)

1.一种基于车载GPS的泛在化交通检测系统，其特征在于：

由车载GPS终端子系统、移动通信子系统、数据中心子系统和交通信息处理中心子系统构成；所述的车载GPS终端子系统包括GPS接收机、单片机、GPRS通讯模块和触摸显示屏；所述的数据中心子系统包括中心计算机、至少1个GIS工作站、数据库服务器和通信服务器；所述的交通信息处理中心子系统包括千兆交换机、中心计算机、数据库服务器、通信服务器和统计查询分析服务器；所述的数据中心子系统通过移动通信子系统与车载GPS终端子系统相连，所述的交通信息处理中心子系统通过DNN专线与数据中心子系统相连接。

2.应用权利要求1所述的基于车载GPS的泛在化交通检测系统的方法，其特征在于：

车载GPS终端子系统中的GPS接收机与卫星通信经过单片机处理后得到车辆原始定位信息，经由GPRS模块通过移动通信子系统传至数据中心子系统上的中心计算机，数据中心子系统把数据存储在数据中心子系统上的数据库服务器上，中心计算机利用GIS工作站对车辆定位信息进行滤波处理、坐标变换和地图匹配处理，得到道路交通状态信息经由数据中心子系统上的通信服务器和移动通信子系统发送至车载GPS终端子系统并通过触摸显示屏显示，与此同时数据中心子系统上的中心计算机每隔3-5分钟把实时车辆信息数据打包发送至交通信息处理中心子系统；交通信息处理中心子系统把数据存储在交通信息处理中心子系统的数据库服务器上并通过交通信息处理中心子系统的中心计算机和统计查询分析服务器进行统计查询分析和与预测，得到交通流预测信息，经由交通信息处理中心子系统的通信服务器、数据中心子系统和移动通信子系统发布给用户终端。

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