CN103854473A - 智能交通系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全新的、未曾被提及的智能交通系统，包括感知层组件、中间件、服务层组件和应用层组件，所述感知层组件通过中间件与所述服务层组件连接，所述应用层组件与所述服务层组件连接；所述感知层组件，用于采集与交通相关的各种信息，所述与交通相关的各种信息包括如下至少一项：人信息、车信息、道路信息、环境信息和交通信息；所述中间层组件是用于连接感知层组件和服务层组件的所有软件系统；所述服务层组件，用于管理所述感知层组件采集的信息、以及对所述感知层组件采集的信息进行运算处理；所述应用层组件，用于基于所述服务层组件对所述感知层组件采集的信息的运算处理，而面向不同的交通服务对象提供相应的应用服务。

Description

智能交通系统

技术领域

本发明涉及智能交通领域，尤其涉及一种智能交通系统。

背景技术

ITS(Intelligent Transport System，智能交通系统)是近20年发展起来的新型交通理念，其是解决目前城市道路交通面临的交通事故、环境污染、能源消耗及交通拥堵等日益突出的交通问题的有效方式。目前对于智能交通系统，主要存在以下几种定义：

一是ITS是指在完善的道路基础设施之上，集成信息技术、通信技术、控制技术、传感技术和系统综合技术等，并应用于地面交通系统，从而建立起在大范围内发挥作用，实时、准确、高效的地面交通系统。

二是ITS是指由一系列用于交通运输系统的先进技术以及借助这些技术所提供的多种服务所组成，并通过ITS系统的建设和实施，实现缓解交通拥堵、减少交通事故、降低运输成本、减轻环境影响、提高运输效率的目的，从而建立起安全、便捷、高效、舒适、环保的智能型综合运输体系。

三是ITS是指通过关键基础理论模型的研究，从而将信息技术、通信技术、电子控制技术和系统集成技术等有效地应用于交通运输系统，从而建立起大范围内发挥作用的实时、准确、高效的交通运输管理系统。

从上面对ITS的定义可知，目前ITS主要以系统框架体系为根据，运用交通信息采集与处理技术、通信技术、网络技术、数据库技术等技术开发出交通信息服务系统、城市智能交通管理系统、城市交通信号控制系统、电子收费系统、紧急事件管理系统等。并且ITS的服务领域主要包括：交通管理与规划、电子收费、出行者信息、车辆安全与辅助驾驶、紧急事件和安全、运营管理、综合运输、自动公路。从国内外对智能交通系统构架的研究来看，我国与欧美日等国家的体系构架基本一样。我国智能交通系统存在的问题主要有以下几方面：一、不同的服务系统分别建立专属的硬件系统和软件系统，大量的交通设施设备重复建设。二、从智能交通系统整体构架上各个服务系统独立存在，不具有良好的扩展性。三、现有的智能交通架构没有考虑与外部智能系统（例如：智慧市政系统）间的信息共享。四、现有的智能交通系统未包含生态环保元素。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种全新的、未曾被提出的智能交通系统。

本发明提供了一种智能交通系统，包括感知层组件、中间件、服务层组件和应用层组件，所述感知层组件通过中间件与所述服务层组件连接，所述应用层组件与所述服务层组件连接；

所述感知层组件，用于采集与交通相关的各种信息，所述与交通相关的各种信息包括如下至少一项：人信息、车信息、道路信息、环境信息和交通信息；

所述中间层组件是用于连接感知层组件和服务层组件的所有软件系统；

所述服务层组件，用于管理所述感知层组件采集的信息、以及对所述感知层组件采集的信息进行运算处理；

所述应用层组件，用于基于所述服务层组件对所述感知层组件采集的信息的运算处理，而面向不同的交通服务对象提供相应的应用服务。

进一步，所述服务层组件基于云技术而实现，包括：云服务总中心，和分别与所述云服务总中心连接的人与云服务中心P2C（Person to Center）、车与云服务中心V2C（Vehicles to Center）、道路设施与云服务中心I2C（Installation to Center）、环境与云服务中心E2C（Environment to Center）、交通与云服务中心T2C（Transportation to Center）。

进一步，所述P2C用于接收出行者在出行前发送的交通需求信息，并根据所述感知层组件采集的信息计算所述交通需求信息的交通需求解决方案，并通过所述应用层组件将计算出的交通需求反馈至所述交通服务对象。

进一步，所述V2C用于对所述感知层组件实时上传的车辆信息进行存储，并通过应用层组件为交通服务对象提供车辆信息服务。

进一步，所述I2C用于对所述感知层组件实时上传的交通运输线路信息进行存储，并通过应用层组件为交通服务对象提供道路信息服务。

进一步，所述E2C用于对所述感知层组件实时上传的环境信息进行存储，并基于存储的环境信息通过应用层组件为交通服务对象提供环境信息服务。

进一步，所述T2C用于对所述感知层组件实时上传的交通信息进行存储，并基于存储的交通信息计算实时及预测的交通状态信息、交通管制信息和交通执法信息，并反馈至交通服务对象。

进一步，所述应用层组件包括如下至少一项：车辆安全与辅助驾驶系统、运营管理系统、综合运输系统、自动公路系统、停车管理信息服务系统、交通管理与规划系统、电子收费系统、出行者信息系统、紧急事件与安全系统和广域公众信息服务系统。

进一步，所述感知层组件包括如下至少一项：各种类型的传感器、摄像装置、通信传输设备、服务器和通信卫星。

本发明的有益效果：

本发明提出了一种全新的、未曾被提及的智能交通系统，该系统主要由采集信息的感知层组件、基于感知层组件采集的信息进行处理的服务层组件，和借助于服务层组件强大的处理能力而提供各种交通服务的中间件和应用层组件，本发明将智能交通系统简化为“信息采集-信息处理－服务提供”这一模型，可以基于该模型开发不同的交通服务，例如：电子导航服务、电子收费服务等，并且该模型具有较好的系统兼容性和可扩展性，支持与其它智能系统（例如：智能市政系统）实现信息共享；同时，由于该模块借助于感知层组件采集各种与交通相关的人信息、车信息、道路信息、环境信息和交通信息，而综合这些信息可以真实反应交通情况的方方面面，因此基于这些信息提供的服务具有更好的用户体验性，并且最主要的是这个模型可以实现交通服务的虚拟化，从而节约大量交通设施的建设和后期维护，比如在开发虚拟的电子收费服务时，可以直接由感知层组件通过定位技术将车辆位置信息上传至应用层组件，应用层组件根据存储的电子地图和车辆的位置信息计算出车辆的行驶轨迹，然后由服务层组件根据预设的收费规则直接进行扣费，而不需要建设诸如收费站等设施。

本发明的智能交通系统适合现系统的运营，并且适合于中国对智能交通系统条块化管理的体制结构，并且易于扩展。

本发明的服务层组件主要由五大云服务中心和云服务总中心构成，因此各云服务中心可以共用信息，消除隔阂，以及实现基础采集设备的共享，节约交通设施建设成本，并且支持与其它智能系统（例如：智能市政系统）实现信息共享。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1是本发明提供的智能交通系统的实施例的结构示意图。

具体实施方式

请参考图1，是本发明提供的智能交通系统的实施例的结构示图。其主要包括：感知层组件、中间件、服务层组件和应用层组件，其中感知层组件通过中间件与服务层组件连接，应用层组件与服务层组件连接。

其中，感知层组件是智能交通系统硬件设备综合层，包括信息采集，传输转换，处理分析和发布设备等，其主要用于采集与交通相关的人信息、车信息、道路信息、环境信息和交通信息。其中人信息包括：交通出行者信息（年龄、身体健康状况、出行OD点、出行时间、出行目的等），驾驶员信息，交通管理者信息，交通运营者信息；车信息包括：车辆位置，实时车速，油耗，实载重量，实载人数，行驶路径等；道路信息（也可以是交通运输线路信息）包括：车道宽度，车道限高，车道收费信息，车道等级信息，桥隧结构安全信息等；环境信息包括：路面温度，路面湿度，能见度，天气状况，空气污染程度等；交通信息包括：交通管制信息，交通执法信息，交通状态信息，交通事故信息等。其中，感知层组件1可以包括：信息采集设备，包括车速传感器，车辆载重传感器，车载定位终端，手机，温度传感器，摄像头，RFID标签读写器等、信息传输转换设备，包括通信卫星、基站、串口网桥、以太网交换机、光纤Modem、光纤等、信息处理分析设备，包括数据库服务器、Web服务器、代理服务器等和信息发布设备，包括手机、CRT监视器、电脑、LCD显示器等。这些基础设备均可以供服务层组件中的设备共享，从而避免交通设施的重复建设，节约成本。

其中，服务层组件，用于管理（主要指存储）感知层组件采集的信息、以及对感知层组件采集的信息进行运算处理。

其中，中间件是连接感知层和服务层的所有软件。中间件是智能交通系统所有控制软件，处理分析软件，管理软件，操作系统的综合层，包括操作系统，数据库管理软件，系统安全管理软件，系统服务应用软件等。

其中，应用层组件，用于基于服务层组件对感知层组件采集的信息的运算处理，而面向不同的交通服务对象提供相应的应用服务，其具有较好的可扩展性，可以根据需要开发各种不同的应用服务。其中，应用层组件可以包括如下至少一种：车辆安全与辅助驾驶系统、运营管理系统、综合运输系统、自动公路系统、停车管理信息服务系统、交通管理与规划系统、电子收费系统、出行者信息系统、紧急事件与安全系统和广域公众信息服务系统。中间件主要是用于实现应用层组件中各种应用服务系统的软件系统。

其中，服务层组件处于本实施例的核心位置，其既需要管理感知层组件采集的信息，又要为应用层组件的服务提供支撑，因此对其的信息处理能力要求特别高，鉴于此，服务层组件可以基于云服务技术而实现，并且具体包括：云服务总中心，和分别与云服务总中心连接的人与云服务中心P2C、车与云服务中心V2C、道路设施与云服务中心I2C、环境与云服务中心E2C、交通与云服务中心T2C。下面分别对这五大分中心进行说明。

其中，P2C用于接收出行者在出行前通过应用层组件发送的交通需求信息，并根据感知层组件采集的人信息、车信息、道路信息、环境信息和交通信息，计算交通需求信息的交通需求解决方案，并通过应用层组件将计算出的交通需求反馈至交通服务对象。

具体的，交通出行者、司机、交通管理者、公交运营商等可以通过电脑、手机等终端登录系统，然后输入交通需求信息，P2C对从感知层采集来的人、车、路、环境、交通信息进行分析处理，计算出若干需求解决方案，然后反馈给系统终端，以方便交通服务对象作出决策。

其中，V2C用于对感知层组件实时上传的车辆信息进行存储，并通过应用层组件为交通服务对象提供车辆信息服务。

具体的，集成安装车辆识别卡、车载终端、相关传感器的车辆通过卫星等感知层设备将车辆信息实时传输给V2C，并且在V2C的数据库中建立相应数据存储单元。V2C通过对实时或历史的车辆信息进行监控，处理分析后反馈给交通服务对象需要的车辆信息。

其中，I2C用于对所述感知层组件实时上传的交通运输线路信息进行存储，并通过应用层组件为交通服务对象提供道路信息服务，所述交通运输线路信息包括：道路及道路结构物的安全运营信息。

具体的，由交通管理部门负责维护管理的I2C即集成安装相关传感器和通信模块的道路及道路结构物（如桥涵、隧道等）通过感知层的信息传输转换设备将实时动态的道路及道路结构物安全运营信息传输到I2C，并在I2C的数据库中建立相应的数据存储单元。I2C通过中间件中的感知软件处理分析出交通服务对象所需的信息，并且反馈给系统终端。

其中，E2C用于对所述感知层组件实时上传的环境信息进行存储，并基于存储的环境信息通过应用层组件为交通服务对象提供环境信息服务。

具体的，环保部门和交通管理部门共同负责维护管理的E2C即将环保部门采集到的天气信息、路面冰雪雾信息等通过感知层的传输转换设备传输到E2C，并在E2C数据库中建立相应的数据存储单元，E2C通过中间件中的感知软件处理分析出交通服务对象所需的信息，并且反馈给系统终端。

其中，T2C用于对所述感知层组件实时上传的交通信息进行存储，并基于存储的交通信息计算实时及预测的交通状态信息、交通管制信息和交通执法信息，并反馈至交通服务对象。

具体的，由公安部门负责维护的T2C即通过感知层的信息采集设备采集相应的交通实时信息，并通过感知层的信息传输转换设备将信息传输给T2C，并在T2C数据库中建立相应的数据存储单元，T2C通过中间件的感知软件分析处理实时及历史交通信息得出实时及预测的交通状态信息，交通管制信息，交通执法信息。并且反馈给系统终端。

本实施例，通过运用卫星通信技术、信息技术、传感器技术、数据库技术等先进技术对人、车、路、环境、交通信息进行采集并传输给云中心，云中心根据分析处理收集到的交通信息来满足交通出行者（交通出行者、司机、交通管理部门、交通运营商等）不同的交通服务需求。该智能交通系统构架分为感知层、中间件、服务层及应用层。感知层由信息采集设备、信息传输转换设备、信息处理分析设备、信息发布设备构成。中间件由数据库管理软件、系统安全管理软件、信息处理分析软件及系统服务应用软件等构成，服务层由人与云服务中心（P2C）、车与云服务中心(V2C)、道路设施与云服务中心(I2C)、环境与云服务中心(E2C)、交通与云服务中心(T2C)五大云服务系统与云服务总中心连接构成，具有标准统一、信息共享的特点，并且具有良好的系统兼容性。应用层是智能交通系统为了满足交通服务对象的交通需求而开发的应用服务系统层。随着交通需求的不断变化，系统能够开发出满足新交通需求的应用系统，具有良好的可扩展性。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种智能交通系统，其特征在于：包括感知层组件、中间件、服务层组件和应用层组件，所述感知层组件通过中间件与所述服务层组件连接，所述应用层组件与所述服务层组件连接；

所述感知层组件，用于采集与交通相关的各种信息，所述与交通相关的各种信息包括如下至少一项：人信息、车信息、道路信息、环境信息和交通信息；

所述中间层组件是用于连接感知层组件和服务层组件的所有软件系统；

所述服务层组件，用于管理所述感知层组件采集的信息、以及对所述感知层组件采集的信息进行运算处理；

所述应用层组件，用于基于所述服务层组件对所述感知层组件采集的信息的运算处理，而面向不同的交通服务对象提供相应的应用服务。

2.如权利要求1所述的智能交通系统，其特征在于：所述服务层组件基于云技术而实现，包括：云服务总中心，和分别与所述云服务总中心连接的人与云服务中心P2C、车与云服务中心V2C、道路设施与云服务中心I2C、环境与云服务中心E2C、交通与云服务中心T2C。

3.如权利要求2所述的智能交通系统，其特征在于：所述P2C用于接收出行者在出行前发送的交通需求信息，并根据所述感知层组件采集的信息计算所述交通需求信息的交通需求解决方案，并通过所述应用层组件将计算出的交通需求反馈至所述交通服务对象。

4.如权利要求2所述的智能交通系统，其特征在于：所述V2C用于对所述感知层组件实时上传的车辆信息进行存储，并通过应用层组件为交通服务对象提供车辆信息服务。

5.如权利要求2所述的智能交通系统，其特征在于：所述I2C用于对所述感知层组件实时上传的交通运输线路信息进行存储，并通过应用层组件为交通服务对象提供道路信息服务。

6.如权利要求2所述的智能交通系统，其特征在于：所述E2C用于对所述感知层组件实时上传的环境信息进行存储，并基于存储的环境信息通过应用层组件为交通服务对象提供环境信息服务。

7.如权利要求2所述的智能交通系统，其特征在于：所述T2C用于对所述感知层组件实时上传的交通信息进行存储，并基于存储的交通信息计算实时及预测的交通状态信息、交通管制信息和交通执法信息，并反馈至交通服务对象。

8.如权利要求1-7中任一项所述的智能交通系统，其特征在于：所述应用层组件包括如下至少一项：车辆安全与辅助驾驶系统、运营管理系统、综合运输系统、自动公路系统、停车管理信息服务系统、交通管理与规划系统、电子收费系统、出行者信息系统、紧急事件与安全系统和广域公众信息服务系统。

9.如权利要求1-7中任一项所述的智能交通系统，其特征在于：所述感知层组件包括如下至少一项：各种类型的传感器、摄像装置、通信传输设备、服务器和通信卫星。