CN103200525A - 一种车联网路侧信息采集与服务系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车联网路侧信息采集与服务系统，包括终端层和基站群，终端层的安装是通过对车主、车辆信息进行登记、并写入车载单元芯片单元，每台车辆安装的车载单元都拥有唯一的电子标签，实现车载单元与车辆的绑定，保证车辆信息的真实有效；基站群的部署以高速公路路网路段为单位，沿高速公路两侧安装，一个路段布设多个中心基站，一个中心基站可以支持10个以上基站的接入，基站间距大于500米，中心基站接入高速公路光纤网络，根据基站设备需要选择光纤计入、网口接入或无线网络接入中的一种或多种；基站根据不同路段需要配置不同的传感器：气象传感器、车检传感器和事件传感器；终端层和基站群之间通过无线网络对车辆信息进行交换。

Description

一种车联网路侧信息采集与服务系统

技术领域

本发明涉及一种车联网路侧信息采集与服务系统。

背景技术

随着物联网在各行业应用的日益深入，汽车物联网逐渐成为其中的重要应用之一。车联网是将先进的传感器技术、通信技术、数据处理技术、网络技术、自动控制技术等有机地运用于整个交通运输管理体系而建立起的一种实时的、准确的、高效的交通运输综合管理和控制系统，该产业目前在国外受到极高的重视，被认为是射频物联网技术的一项重大应用。国家“十二五”规划也已明确提出，要发展宽带融合安全的下一代国家基础设施，推进物联网的应用，而在物联网的分支中，最容易形成系统标准，最具备产业潜力的应用就是车联网。

车联网包括车-车联网和车-路联网，车-车联网最终的目标是实现车辆自动驾驶，而车-车联网的前提是必须首先实现车-路联网。“车－路”信息系统一直是智能交通发展的重点领域。在国际上，美国的IVHS、日本的VICS等系统通过车辆和道路之间建立有效的信息通信，已经实现了智能交通的管理和信息服务。在我国，最具备实现车联网快速落地的应属具备高度信息化的高速公路领域。

发明内容

本发明设计了一种车联网路侧信息采集与服务系统，其解决的技术问题是高速管理车辆信息无法得到及时有效的采集，驾驶人员和决策者无法得到及时有效的路侧信息，并做出相应的判断，以降低交通事故率，提高行车效率。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案： 

一种车联网路侧信息采集与服务系统，包括终端层和基站群，终端层的安装是通过对车主、车辆信息进行登记、并写入车载单元芯片单元，每台车辆安装的车载单元都拥有唯一的电子标签，实现车载单元与车辆的绑定，保证车辆信息的真实有效；基站群的部署以高速公路路网路段为单位，沿高速公路两侧安装，一个路段布设多个中心基站，一个中心基站可以支持10个以上基站的接入，基站间距大于500米，中心基站接入高速公路光纤网络，根据基站设备需要选择光纤计入、网口接入或无线网络接入中的一种或多种；基站根据不同路段需要配置不同的传感器：气象传感器、车检传感器和事件传感器；终端层和基站群之间通过无线网络对车辆信息进行交换。

进一步，所述车辆信息包括车辆基本信息，车辆基本信息为车载单元在发行时写入的车辆绑定信息，为只读信息，并且与基站通讯时须提供；车辆基本信息包括有：车载单元唯一标识、车牌信息、车辆颜色信息、车型信息、自重信息、载重/座位数、入网时间中的一种或多种。

进一步，所述车辆信息包括车辆状态信息，车辆状态信息为车载单元通过汽车厂家模块或自身配备传感器获取的车辆实时状态数据，车辆状态信息包括有：系统时间、车厢内温度、车厢内CO含量、车辆行驶途经基站标识列表（用于追溯车辆行驶路径、通行费的计算、特殊事件的分析）中的一种或多种。

进一步，所述车辆信息包括车辆行驶信息，车辆行驶信息为车载单元通过汽车厂家模块或自身配备传感器获取的车辆行驶信息数据；车辆行驶信息包括有：行驶速度、最高速度、最低速度、加速度以及行驶时间中的一种或多种。

进一步，所述车辆信息包括车辆位置数据信息，装有车载单元的车辆驶入基站设备检测区域时，基站设备读取车辆位置数据信息。

进一步，为基站配置经纬度、所属高速公路编码以及桩号信息，当装有车载单元的车辆驶入基站设备检测区域时，基站通过挂接在自身的无线定位传感器获取车辆的相对角度（方位）及与基站设备的距离；基站通过无线通讯模块发送车辆位置读取指令，指令包括基站的经纬度、所属高速公路编码，桩号、地理位置信息，和通过无线定位传感器获取的方位信息和距离信息；车载单元收到车辆信息读取指令后，通过自身集成的GPS模块向定位卫星发送搜索定位命令，定位完成后，向车载单元发送定位完成命令；基站设备接收到车载单元发送的定位完成指令后，通过无线模块读取车辆位置数据并传输至管理中心，整个定位过程才结束。

进一步，通过路侧单元接入的车检传感器进行及时准确地交通量数据采集，后续通过路侧单元基站自组网上传交通量数据到数据中心，由数据中心服务端进行交通量数据整理、统计及分析，提供路网管理、指挥及决策使用。

进一步，交通量数据为公路网、各条路线、各路段交通流量的大小、构成、时间分布、空间分布以及道路拥挤状况数据。

进一步，在基站之间使用无线网状网的组网模式。

该车联网路侧信息采集与服务系统具有以下有益效果：

（1）本发明可以提升车辆安全服务和交通管理水平，实现车联网基础设施一体化可以有效预防交通事故的发生，减少人民群众生命财产损失，减少国家在紧急救援方面的投入；为车辆驾驶人员提供全面、准确、实时的路况信息和其他信息，帮助车辆驾驶人员合理选择行车路线，节约通行时间，达到节能减排效果，实现“人-车-路-环境”的和谐统一。

（2）本发明可以将车辆基本信息、车辆状态信息、车辆行驶信息以及车辆位置数据信息进行有效的采集和传输，可以为车辆驾驶人员提供全面、准确、实时的路况信息和其他信息的同时，也为道路管理人员提供决策的数据依据。

附图说明

图1：本发明车联网路侧信息采集与发布路网结构图。

具体实施方式

下面结合图1，对本发明做进一步说明：

1、路侧信息采集与服务系统安装主要分为终端层安装与基站群部署两部分。

（1）终端层安装。

终端层安装主要指车载单元的安装。车载单元的发行、安装、检测都由高速公路车联网路网管理中心统一管理。车载单元采用实名认证，由管理中心对车主、车辆信息进行登记、并写入车载单元芯片单元，每台车辆安装的车载单元都拥有唯一的电子标签，实现车载单元与车辆的绑定，保证车辆信息的真实有效。车载单元拥有小额电子支付功能，若需要使用此功能的用户可提前开通。

（2）基站群的部署。

基站群的部署以高速公路路网路段为单位，沿高速公路两侧安装，一个路段可以布设多个中心基站，一个中心基站可以支持10个以上基站的接入，基站间距大于500米，中心基站可以接入高速公路光纤网络，根据基站设备需要可选择光纤计入、网口接入、无线网络接入。基站可以根据不同路段需要配置不同的传感器，如气象传感器、车检传感器、事件传感器等。基站设备安装嵌入式路侧信息发布程序，当平台服务和设备层之间因为不可抗力因素造成的通讯中断时，实现应急信息发布功能。

2、车辆网路侧信息采集主要采集信息包括车辆基本信息、状态信息，行驶信息、位置数据信息。

（1）车辆基本信息。

车辆基本信息为高速公路车联网管理中心发行的车载单元在发行时写入的车辆绑定信息，此信息为只读信息，与基站通讯时须提供，这些信息主要包括有：车载单元唯一标识、车牌信息、车辆颜色信息、车型信息、自重信息、载重/座位数、入网时间等。

（2）车辆状态信息。

车辆状态信息为车载单元通过汽车厂家模块或自身配备传感器获取的车辆实时状态数据。这些信息主要包括有：系统时间、车厢内温度、车厢内CO含量、车辆行驶途经基站标识列表（用于追溯车辆行驶路径、通行费的计算、特殊事件的分析）等。

（3）车辆行驶信息。

车辆行驶信息为车载单元通过汽车厂家模块或自身配备传感器获取的车辆行驶信息数据。这些信息主要包括有：行驶速度、最高速度、最低速度、加速度、行驶时间等。

（4）车辆位置数据信息。

车辆位置数据采集是指当装有车载单元的车辆驶入基站设备检测区域时，基站设备读取车辆位置信息的过程。期间采用了基站定位传感器及GPS技术。详细采集过程如下：

a、在路段管理平台可以为基站配置其经纬度、所属高速公路编码、桩号等信息。当装有车载单元的车辆驶入基站设备检测区域时，基站通过挂接在自身的无线定位传感器获取车辆的相对角度（方位）及与基站设备的距离。

b、通过无线通讯模块发送车辆位置读取指令，指令包括基站的经纬度、所属高速公路编码，桩号、地理位置信息，和通过无线定位传感器获取的方位信息和距离信息。

c、车载单元收到车辆信息读取指令后，通过自身集成的GPS模块向定位卫星发送搜索定位命令，定位完成后，向车载单元发送定位完成命令。

d、基站设备接收到车载单元发送的定位完成指令后，通过无线模块读取车辆位置数据并传输至管理中心，整个定位过程才结束。

3、交通量数据采集

交通量采集是指对选定公路的某路段的交通流量及其特性的采集。通过交通量采集可掌握公路网、各条路线、各路段交通流量的大小、构成、时间分布、空间分布、道路拥挤状况等特性。

通过路侧单元接入的车辆检测传感器可以进行及时准确地交通量数据采集，后续通过路侧单元基站自组网上传交通量数据到数据中心，由数据中心服务端进行交通量数据整理、统计及分析，提供路网管理、指挥及决策使用。

路侧单元交通量采集功能主要提供交通量数据的自动采集、上报及集成融合、数据质量判别检验、动态数据修补等功能。

路侧单元采集的交通量数据分为动态数据和静态数据，两类数据均以交通量为核心指标。动态数据包括：站点编号、设备身份识别码、日期、采集时段长度、时间序号、车道号或上下行方向、跟车百分比、平均车头间距、时间占有率、各车型交通量及平均速度等。静态数据包括平均日交通量ADT、月平均日交通量MADT、年平均日交通量AADT等。

4、监控设备数据采集。

车联网路侧信息采集还将兼容原有高速公路已建的车检器、能见度仪和气象站等设备，全方位地采集高速公路路况信息，为主动防控体系的建立提供重要数据。

5、在进行任何信息化处理前，首先要解决车和基站以及基站和基站之间的无线组网问题。系统使用基于IP的5.8G无线传输技术，基于IP的技术信令协议简单，实现容易，开销低，频谱利用率高，业务种类多，接口简单统一，升级容易，为主流的宽带无线接入方案，特别适合于非连接的数据传输业务。

在基站之间使用无线网状网的组网模式。无线网状网是在无线自组网技术基础上发展起来的一种基于多跳路由、对等结构、高容量的网络，其本身可以动态扩展，具有自组网、自配置、自修复的特征。无线网状网是由无线路由器构成无线骨干网。无线骨干网提供大范围的信号覆盖与结点连接。无线路由器和高速公路光纤网互联，实现无线网状网全网连通。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种车联网路侧信息采集与服务系统，其特征在于：包括终端层和基站群，终端层的安装是通过对车主、车辆信息进行登记、并写入车载单元芯片单元，每台车辆安装的车载单元都拥有唯一的电子标签，实现车载单元与车辆的绑定，保证车辆信息的真实有效；基站群的部署以高速公路路网路段为单位，沿高速公路两侧安装，一个路段布设多个中心基站，一个中心基站可以支持10个以上基站的接入，基站间距大于500米，中心基站接入高速公路光纤网络，根据基站设备需要选择光纤计入、网口接入或无线网络接入中的一种或多种；基站根据不同路段需要配置不同的传感器：气象传感器、车检传感器和事件传感器；终端层和基站群之间通过无线网络对车辆信息进行交换。

2.根据权利要求1所述车联网路侧信息采集与服务系统，其特征在于：所述车辆信息包括车辆基本信息，车辆基本信息为车载单元在发行时写入的车辆绑定信息，为只读信息，并且与基站通讯时须提供；车辆基本信息包括有：车载单元唯一标识、车牌信息、车辆颜色信息、车型信息、自重信息、载重/座位数、入网时间中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述车联网路侧信息采集与服务系统，其特征在于：所述车辆信息包括车辆状态信息，车辆状态信息为车载单元通过汽车厂家模块或自身配备传感器获取的车辆实时状态数据，车辆状态信息包括有：系统时间、车厢内温度、车厢内CO含量、车辆行驶途经基站标识列表（用于追溯车辆行驶路径、通行费的计算、特殊事件的分析）中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述车联网路侧信息采集与服务系统，其特征在于：所述车辆信息包括车辆行驶信息，车辆行驶信息为车载单元通过汽车厂家模块或自身配备传感器获取的车辆行驶信息数据；车辆行驶信息包括有：行驶速度、最高速度、最低速度、加速度以及行驶时间中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述车联网路侧信息采集与服务系统，其特征在于：所述车辆信息包括车辆位置数据信息，装有车载单元的车辆驶入基站设备检测区域时，基站设备读取车辆位置数据信息。

6.根据权利要求5所述车联网路侧信息采集与服务系统，其特征在于：为基站配置经纬度、所属高速公路编码以及桩号信息，当装有车载单元的车辆驶入基站设备检测区域时，基站通过挂接在自身的无线定位传感器获取车辆的相对角度（方位）及与基站设备的距离；基站通过无线通讯模块发送车辆位置读取指令，指令包括基站的经纬度、所属高速公路编码，桩号、地理位置信息，和通过无线定位传感器获取的方位信息和距离信息；车载单元收到车辆信息读取指令后，通过自身集成的GPS模块向定位卫星发送搜索定位命令，定位完成后，向车载单元发送定位完成命令；基站设备接收到车载单元发送的定位完成指令后，通过无线模块读取车辆位置数据并传输至管理中心，整个定位过程才结束。

7.根据权利要求1所述车联网路侧信息采集与服务系统，其特征在于：通过路侧单元接入的车检传感器进行及时准确地交通量数据采集，后续通过路侧单元基站自组网上传交通量数据到数据中心，由数据中心服务端进行交通量数据整理、统计及分析，提供路网管理、指挥及决策使用。

8.根据权利要求7所述车联网路侧信息采集与服务系统，其特征在于：交通量数据为公路网、各条路线、各路段交通流量的大小、构成、时间分布、空间分布以及道路拥挤状况数据。

9.根据权利要求1至8中任何一项所述车联网路侧信息采集与服务系统，其特征在于：在基站之间使用无线网状网的组网模式。

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