CN104157140A - 一种大规模城市路网车载拥堵信息自主采集与传播系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车载交通信息自主采集与传播系统，尤其是一种大规模城市路网车载拥堵信息自主采集与传播系统，包括多个车载信息终端，多个路段信息终端，所述车载信息终端连接对应路段信息终端，控制中心连接路段信息终端；较为适于城市路网交通拥堵信息的自主采集与快速传播；尤其是应对特定突发情况下的路网拥堵信息采集与扩散传播方面，表现出较为灵活的自主性和自助性。
Description
技术领域
本发明涉及一种车载交通信息自主采集与传播系统，尤其是一种大规模城市路网车载拥堵信息自主采集与传播系统。
背景技术
面对日益严重的城市交通拥堵问题，集中式交通信息系统是目前各国采用并不断建设完善的重要解决手段之一。此类系统模式主要利用大量固定式采集、发布、通信、以及集中式数据处理设施进行交通路况信息的实时采集、融合处理与动态发布，其强大功能及显著效果对目前城市交通管理及路网运行效率的提高起着巨大支撑作用。但此种方式的整体效果受限于相关设施的分布密度及整体资金的投入程度，因而难于实现对路网路况信息的密集采集，从而使得城市路网一些非主干道的一般道路可能出现信息采集盲区，由此影响采集信息的准确性及路网覆盖率。此外，该系统的集中式数据处理模式也使得其应对地震等自然灾害、系统故障或大规模断电、恐怖袭击等特定风险方面存在一定不足。
随着电子与通信技术的迅猛发展，基于车车通信的交通信息系统受到各国交通专家学者的关注，并取得诸多研究成果。其中有关车车通信协议的研究成果较多；其次是提供安全驾驶信息的车车通信或路车通信系统的研究；而针对交通拥堵信息的自主采集与传播，尤其是面向大规模城市路网的拥堵信息自主采集与传播系统研究相对较少。目前基于车车通信的交通拥堵信息系统典型模式有：通过路侧检测与通信设备对车辆提供道路拥堵信息的路车通信模式；借助对向车传播前方拥堵信息的车车通信模式；基于车车通信方式自主采集与传播道路交通信息的自组织交通信息系统模式SOTIS(Self-Organized Traffic Information System)；以及进一步面向城市路网拥堵信息自动采集、融合与动态更新的智能车载交通信息系统初期模式等。
上述基于车车通信的交通信息系统模式中，大多是以单路或简单路网为对象进行研究的；然而对于大规模城市路网而言，拥堵信息的自主采集与传播，除需考虑采用何种采集方式外，更重要的是研究路网中大量行驶车辆之间如何实现通信资源占用较小的信息交互、采集信息的融合处理、路网拥堵信息的生成与更新、以及融合处理后的拥堵信息在整个路网的快速扩散传播方式等，其好坏直接影响到拥堵信息在路网的传播时间及其覆盖效果，目前此类研究尚不多见。
发明内容
为有效解决上述问题，本发明提供一种大规模城市路网车载拥堵信息自主采集与传播系统，此系统主要基于VANET的自主式信息采集与基于多节点链接的大规模城市路网快速扩散传播模式。
一种大规模城市路网车载拥堵信息自主采集与传播系统，所述系统包括：
多个车载信息终端，所述每个车载信息终端连接与在其传播距离范围内的其他车载信息终端连接；
多个区域信息终端，所述区域信息终端连接其通信区域内的所有车载信息终端，同时不同区域信息终端相互连接并交换各自信息；
控制中心，连接所有区域信息终端。
进一步地，所述车载信息终端包括定位模块、采集信息模块、信息融合处理模块、路网拥堵信息生成更新模块、信息传送模块、信息接收模块、连接模块。
进一步地，所述定位模块通过GPS定位和道路GIS进行定位，采集信息模块获取定位模块的定位信息，采集车辆的行驶距离及行驶时间，计算出车辆的平均行驶速度作为该车辆的原始采集信息，同时该车辆的车载信息终端通过连接模块将所有在其通讯距离内的其他车载信息终端连接，通过信息传送模块将自身车辆的原始采集信息发送给其他车载信息终端，信息接收模块接收其他车辆发送的原始采集信息，将获得的其他车辆的原始采集信息发送信息融合处理模块，信息融合处理模块将其他车辆的原始采集信息及自身车辆的原始采集信息融合处理获得该路网区域的平均行驶速度，为该路网区域的最新路况信息，路网拥堵信息生成更新模块根据最新路况信息进而判断是否通畅或是拥堵。
进一步地，所述车载信息终端的通讯距离为1km。
进一步地，所述区域信息终端包括：区域接收模块、简化拥堵信息生成模块、收发并行通信模块及连接中心模块。
进一步地，所述区域接收模块搜索1km内的车载信息终端，然后与车载信息终端连接，并接收由车载信息终端信息连接模块发送的最新路况信息，简化拥堵信息生成模块将最新路况信息进一步简化，并通过收发并行通信模块发送至其他区域信息终端，通过连接模块发送至每一个车载信息终端。
进一步地，所述控制中心接收区域信息终端连接中心模块发送的简化后的路况信息，并进行记录、存储，长期记录后分析拥堵高发路段及时间，上下交通高峰，通过VANET网络发送至每一个车载信息终端，对每一个车载信息终端进行提醒。
本发明的效果：本发明系统了能够让车辆之间占用较小的系统资源进行信息交互、采集信息的融合处理、路网拥堵信息的生成与更新、以及融合处理后的拥堵信息在整个路网的快速扩散传播方式。并通过在城市路网分布设置的链接节点，使各局部路网之间相互进行拥堵信息的远距离交互，以此实现大规模城市路网的拥堵信息自主采集与快速扩散传播。较为适于城市路网交通拥堵信息的自主采集与快速传播；尤其是应对特定突发情况下的路网拥堵信息采集与扩散传播方面，表现出较为灵活的自主性和自助性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为进一步解释本发明，以下通过附图说明和具体实施方式对本发明做进一步解释。
本发明提出了一种基于VANET、可自主采集和动态传播路网实时拥堵信息的智能车载交通信息系统，所述VANET为Vehicular Ad-hoc NET work车辆自组织网络。
所述本发明包括多个车载信息终端、多个区域信息终端及控制中心，车载信息终端安装固定在车辆上，所述所有车载信息终端应用短程通讯协议相互连接并进行通讯，车载信息终端的通讯距离为1km，即为单一车载信息终端与1km以内的所有其他车载信息终端连接，所述区域信息终端固定在交通路网的某一区域内，所述区域信息终端连接其通信范围内的车载信息终端，所述区域信息终端的通信距离为1km，所述所有的区域信息终端之间通过并行通信方式相互连接，同时区域信息终端连接控制中心；
所述车载信息终端包括：定位模块、采集信息模块、信息融合处理模块、路网拥堵信息生成更新模块、信息传送模块、信息接收模块、连接模块 ；所述区域信息终端包括：接收模块、简化拥堵信息生成模块及收发并行通信模块。
所述定位模块通过GPS定位和道路GIS来进行定位，采集信息模块获取定位模块的定位信息，采集车辆的行驶距离及行驶时间，计算出车辆的平均行驶速度作为该车辆的原始采集信息，同时该车辆的车载信息终端通过连接模块将所有在其通讯距离内的其他车载信息终端连接，通过信息传送模块将自身车辆的原始采集信息发送给其他车载信息终端，信息接收模块接收其他车辆发送的原始采集信息，将获得的其他车辆的原始采集信息发送信息融合处理模块，信息融合处理模块将其他车辆的原始采集信息及自身车辆的原始采集信息融合处理获得该路网区域的平均行驶速度，为该路网区域的最新路况信息，路网拥堵信息生成与更新模块根据最新路况信息进而判断是否通畅或是拥堵。
所述区域信息终端包括：区域接收模块、简化拥堵信息生成模块、收发并行通信模块及连接中心模块。
所述区域接收模块搜索1km内的车载信息终端，然后与车载信息终端连接，并接收由车载信息终端信息连接模块发送的最新路况信息，简化拥堵信息生成模块将最新路况信息进一步简化，并通过收发并行通信模块发送至其他区域信息终端，通过连接模块发送至每一个车载信息终端。
控制中心接收区域信息终端连接中心模块发送的简化后的路况信息，并进行记录、存储，长期记录后分析拥堵高发路段及时间，上下交通高峰，通过VANET网络发送至每一个车载信息终端，对每一个车载信息终端进行提醒。
所述采集区域内的行驶车辆按固定采集间隔动态获取车辆进入采集区域后的行驶距离及行驶时间，即可获得采集时刻车辆的平均行驶速度，依次作为原始采集信息；由于采集路段上的车辆进入该路段的距离不同，则其采集信息对该路段路况信息的代表性或贡献程度也有所不同，为此，本发明根据车辆进入采集路段的距离远近赋予其采集信息不同的代表性权值，并以此进行相应信息的融合处理。
所述本发明的交通信息采集方式主要是基于GPS定位和道路GIS来确定车辆所在路段的位置、行驶距离或旅行时间。
为减少车载信息终端的数据处理量以及减轻车辆间信息交互对通信资源的占用负担，本发明将从三方面进行简化处理：首先在不影响采集信息融合精度的前提下，设定原始采集信息车辆集合的车辆数上限，当超过一定数量时取新去旧，由此减少信息交互通信量以及信息融合时的数据处理量；其次仅将拥堵信息（或解除信息）对外发布，以此减轻信息发布及转发量。
在交通信息的传播过程中，某路段采集车辆通过VANET广播对外发布的路况信息内容为：①面向同一采集路段的其它车辆发布其自身拥有的原始采集信息集合，其中包括该车自身采集以及通过VANET接收的同一采集路段其它车辆自身采集的原始路况信息；②面向其它采集路段的车辆发布其最新融合处理后的简化拥堵信息及拥堵解除信息；③通过VANET接收的由不同车辆转播而来的其它路段最新简化拥堵信息或拥堵解除信息，以及各信息初次发布的时刻。
随着车辆在路网中的行驶移动以及VANET的动态交替，各车辆不断接收其它车辆发布的相同采集路段的原始采集信息集合，以及其它路段的路网简化拥堵信息，由此根据其信息新旧对自车相关信息进行动态更新。
Claims (7)
1.一种大规模城市路网车载拥堵信息自主采集与传播系统，其特征在于，所述系统包括：
多个车载信息终端，所述每个车载信息终端连接与在其传播距离范围内的其他车载信息终端连接；
多个区域信息终端，所述区域信息终端连接其通信区域内的所有车载信息终端，同时不同区域信息终端相互连接并交换各自信息；
控制中心，连接所有区域信息终端。
2.根据权利要求1所述的大规模城市路网车载拥堵信息自主采集与传播系统，其特征在于，所述车载信息终端包括定位模块、采集信息模块、信息融合处理模块、路网拥堵信息生成更新模块、信息传送模块、信息接收模块、连接模块。
3.根据权利要求2所述的大规模城市路网车载拥堵信息自主采集与传播系统，其特征在于，所述定位模块通过GPS定位和道路GIS进行定位，采集信息模块获取定位模块的定位信息，采集车辆的行驶距离及行驶时间，计算出车辆的平均行驶速度作为该车辆的原始采集信息，同时该车辆的车载信息终端通过连接模块将所有在其通讯距离内的其他车载信息终端连接，通过信息传送模块将自身车辆的原始采集信息发送给其他车载信息终端，信息接收模块接收其他车辆发送的原始采集信息，将获得的其他车辆的原始采集信息发送信息融合处理模块，信息融合处理模块将其他车辆的原始采集信息及自身车辆的原始采集信息融合处理获得该路网区域的平均行驶速度，为该路网区域的最新路况信息，路网拥堵信息生成更新模块根据最新路况信息进而判断是否通畅或是拥堵。
4.根据权利要求3所述的大规模城市路网车载拥堵信息自主采集与传播系统，其特征在于，所述车载信息终端的通讯距离为1km。
5.根据权利要求3所述的大规模城市路网车载拥堵信息自主采集与传播系统，其特征在于，所述区域信息终端包括：区域接收模块、简化拥堵信息生成模块、收发并行通信模块及连接中心模块。
6.根据权利要求5所述的大规模城市路网车载拥堵信息自主采集与传播系统，其特征在于，所述区域接收模块搜索1km内的车载信息终端，然后与车载信息终端连接，并接收由车载信息终端信息连接模块发送的最新路况信息，简化拥堵信息生成模块将最新路况信息进一步简化，并通过收发并行通信模块发送至其他区域信息终端，通过连接模块发送至每一个车载信息终端。
7.根据权利要求6所述的大规模城市路网车载拥堵信息自主采集与传播系统，其特征在于，所述控制中心接收区域信息终端连接中心模块发送的简化后的路况信息，并进行记录、存储，长期记录后分析拥堵高发路段及时间，上下交通高峰，通过VANET网络发送至每一个车载信息终端，对每一个车载信息终端进行提醒。
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