CN105389983A - 基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集系统及方法，该方法包括：设置在路段入口处的第一路侧单元与待采集车辆的车载单元进行微波通信时，获取待采集车辆的车辆信息以及其与车载单元的通信时间点T₁，并将获取到的信息上传到后台服务器；设置在路段出口处的第二路侧单元与车载单元进行微波通信时，获取待采集车辆的车辆信息以及其与车载单元的通信时间点T₂，并将获取到的信息上传到后台服务器，后台服务器接收第一路侧单元和第二路侧单元上传的信息，并根据接收到的信息统计计算得到待采集路段的交通信息数据。本发明所提供的道路交通信息采集系统及方法，能够快速、准确地实现道路交通信息的采集，且资源占用少、实现简单。

Description

基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集方法及系统

技术领域

本发明涉及智能交通系统领域，具体涉及一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集方法及系统。

背景技术

智能交通系统(IntelligentTransportationSystem，简称ITS)是未来交通系统的发展方向，它是将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。道路交通信息的自动化采集是智能交通系统不可缺少的一部分。现有的道路交通信息采集的方式一般有以下两种方式：一种是基于车载导航软件(如GPS)收集交通信息，但是车载导航软件定位具有一定的误差，且收集不到单位时间内路段的流量、路段上的车辆类型等信息；另一种方式是采用摄像头对道路上的车辆进行监控，但是该方式需要在后台进行大量视频数据的分析，资源占用大、效率较低，且摄像头对车辆识别有一定的误差。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集方法及系统，通过该方法及系统实现道路交通信息的快速自动化采集。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集系统，包括安装有车载单元的待采集车辆、设置在待采集路段入口的第一路侧单元和设置在待采集路段出口的第二路侧单元，还包括分别与第一路侧单元和第二路侧单元通信连接的后台服务器；

所述第一路侧单元，用于在待采集车辆的车载单元进入其专用短程通信覆盖范围时，与待采集车辆的车载单元进行微波通信，获取待采集车辆的车辆信息以及其与车载单元的通信时间点T₁，并将获取到的信息上传到后台服务器；

所述第二路侧单元，用于在待采集车辆的车载单元进入其专用短程通信覆盖范围时，与待采集车辆的车载单元进行微波通信，获取待采集车辆的车辆信息以及其与车载单元的通信时间点T₂，并将获取到的信息上传到后台服务器；

后台服务器，用于接收第一路侧单元和第二路侧单元上传的信息，并根据接收到的信息统计计算待采集路段的交通信息数据。

进一步，如上所述的一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集系统，所述车辆信息包括车辆类型、车牌号码、车牌颜色和车载单元的ID号。

进一步，如上所述的一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集系统，所述交通信息数据包括设定单位时间内待采集路段上每辆待采集车辆的平均速度、所有待采集车辆的平均速度、通过待采集路段的所有车辆数目以及各类型车辆的车辆数目。

进一步，如上所述的一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集系统，所述后台服务器包括：

车辆识别模块，用于比对第一路侧单元上传的车辆信息和第二路侧单元上传的车辆信息，识别出属于同一车辆的信息；

平均速度计算模块，用于计算待采集路段上每辆待采集车辆的平均速度P和所有待采集车辆的平均速度Pa，计算公式为：

P＝待测试路段长度/(T₂-T₁)

$Pa=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{p}_i/n$

其中，n为设定单位时间内通过待采集路段的所有车辆数目，p_i为第i辆车的平均速度。

进一步，如上所述的一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集系统，第一路侧单元和第二路侧单元的专用短程通信覆盖范围大于待采集路段的宽度。

进一步，如上所述的一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集系统，第一路侧单元和第二路侧单元的专用短程通信覆盖范围无重叠。

本发明实施例中还提供了基于上述道路交通信息采集系统的一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集方法，包括以下步骤：

(1)待采集车辆的车载单元进入第一路侧单元的专用短程通信覆盖范围时，第一路侧单元与车载单元进行微波通信，获取待采集车辆的车辆信息以及其与车载单元的通信时间点T₁，并将获取到的信息上传到后台服务器；

(2)在待采集车辆的车载单元进入第二路侧单元的专用短程通信覆盖范围时，第二路侧单元与车载单元进行微波通信，获取待采集车辆的车辆信息以及其与车载单元的通信时间点T₂，并将获取到的信息上传到后台服务器；

(3)后台服务器接收第一路侧单元和第二路侧单元上传的信息，并根据接收到的信息统计计算待采集路段的交通信息数据。

进一步，如上所述的一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集方法，步骤(1)和步骤(2)中，所述车辆信息包括车辆类型、车牌号码、车牌颜色和车载单元的ID号。

进一步，如上所述的一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集方法，所述交通信息数据包括设定单位时间内待采集路段上每辆待采集车辆的平均速度、所有待采集车辆的平均速度、通过待采集路段的所有车辆数目以及各类型车辆的车辆数目。

进一步，如上所述的一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集方法，步骤(3)中，后台服务器计算待采集路段上每辆待采集车辆的平均速度和所有待采集车辆的平均速度的方式为：

1)比对第一路侧单元上传的车辆信息和第二路侧单元上传的车辆信息，识别出属于同一车辆的信息；

2)计算待采集路段上每辆待采集车辆的平均速度P和所有待采集车辆的平均速度Pa，计算公式为：

P＝待测试路段长度/(T₂-T₁)

$Pa=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{p}_i/n$

其中，n为设定单位时间内通过待采集路段的所有车辆数目，p_i为第i辆车的平均速度。

本发明的有益效果在于：本发明所提供的道路交通信息采集系统及方法，能够快速、准确地实现道路交通信息的采集，且资源占用少、实现简单。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集系统的结构示意图；

图2为本发明具体实施方式中一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集方法的流程图；

图3为具体实施方式中基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集系统的一种布置示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

图1示出了本发明具体实施方式中提供的一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集系统的结构示意图，该道路交通信息采集系统包括安装有车载单元10的待采集车辆、设置在待采集路段入口的第一路侧单元20、设置在待采集路段出口的第二路侧单元30，以及分别与第一路侧单元20和第二路侧单元30通信连接的后台服务器40。

所述第一路侧单元20，用于在待采集车辆的车在单元进入其专用短程通信覆盖范围时，与待采集车辆的车载单元进行微波通信，获取待采集车辆的车辆信息以及其与车载单元的通信时间点T₁，并将获取到的信息上传到后台服务器；

所述第二路侧单元30，用于在待采集车辆的车载单元进入其专用短程通信覆盖范围时，与待采集车辆的车载单元进行微波通信，获取待采集车辆的车辆信息以及其与车载单元的通信时间点T₂，并将获取到的信息上传到后台服务器；

后台服务器40，用于接收第一路侧单元20和第二路侧单元30上传的信息，并根据接收到的信息统计计算待采集路段的交通信息数据。

车载单元10、第一路侧单元20和第二路侧单元30均具有专用短程通信DSRC通信功能，待采集车辆在进入到第一路侧单元20或第二路侧单元30的DSRC通信覆盖范围时，车载单元10与第一路侧单元20或第二路侧单元微波通信，路侧单元就能够获取到车载单元10中所存储的待采集车辆的车辆信息。所述车辆信息包括车辆类型、车牌号码、车牌颜色和车载单元的ID号等信息。

第一路侧单元20和第二路侧单元30获取到待采集车辆的车辆信息后，通过移动通信网络(2G、3G或4G网络)将采集到的车辆信息以及记录的通信时间点上传至后台服务器40，后台服务器40便可以根据接收到的信息统计或计算得到待采集路段的相关交通信息数据。所述交通信息数据包括设定单位时间内待采集路段上每辆待采集车辆的平均速度、所有待采集车辆的平均速度、通过待采集路段的所有车辆数目以及各类型车辆的车辆数目。其中，设定单位时间内通过各路段的所有车辆数据以及各类型车辆的车辆数据可以直接根据第二路侧设备上传的车辆信息统计得到。

本实施方式中，所述后台服务器40包括车辆识别模块和平均速度计算模块。

车辆识别模块，用于比对第一路侧单元上传的车辆信息和第二路侧单元上传的车辆信息，识别出属于同一车辆的信息；通过该模块可以区分出接收到的信息中哪些是属于同一车辆的。

平均速度计算模块，用于计算待采集路段上每辆待采集车辆的平均速度P和所有待采集车辆的平均速度Pa，计算公式为：

P＝待测试路段长度/(T₂-T₁)

$Pa=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{p}_i/n$

其中，n为设定单位时间内通过待采集路段的所有车辆数目，p_i为第i辆车的平均速度。

当然，在计算出每辆车的平均数据和统计得到的各类型车辆的车辆数据的基础上，还可以计算各类型车辆的平均速度等信息。

为了保证车载单元和路侧单元通信的稳定以及数据采集的准确性，第一路侧单元20和第二路侧单元30的专用短程通信覆盖范围大于待采集路段的宽度，使车辆不论行驶在道路的什么位置，车载单元都能够与路侧单元建立起连接，更好的完善数据采集；第一路侧单元20和第二路侧单元30的专用短程通信覆盖范围无重叠，这样，避免了一辆车的车载单元同时与两个路侧单元通信。

基于图1中所示的系统，本实施方式中中还提供了一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集方法，该方法的流程图如图2所示，包括以下步骤：

步骤S100：第一路侧单元与待采集车辆的车载单元微波通信，获取待采集车辆的车辆信息以及其与车载单元的通信时间点，并把获取的信息上传至后台服务器；

首先，在需要进行道路交通信息采集的待采集路段，布置图1中所示的道路交通信息采集系统，如图3所示，待采集路段的长度为d，第一路侧单元RSU设置在路段的入口处，第二路侧单元RSU设置在路段的出口处，一般是设置在道路的两侧。在实际应用中，为了尽可能保证数据采集的完整性和准确性，第一路侧单元和第二路侧单元的专用短程通信覆盖范围大于待采集路段的宽度，第一路侧单元和第二路侧单元的专用短程通信覆盖范围无重叠，如图3所示。

在有车辆(本实施例方式中称为待采集车辆)的车载单元进入待采集路段的第一路侧单元的专用短程通信覆盖范围时，车辆的车载单元OBU与第一路侧单元通过DSEC通信功能进行微波通信，第一路侧单元获取到车载单元中存储的待采集车辆的车辆信息以及其与车载单元的通信时间点T₁，并将获取到的信息上传到后台服务器。所述车辆信息包括车辆类型、车牌号码、车牌颜色和车载单元的ID号等信息。

步骤S200：第二路侧单元与车载单元通信，获取待采集车辆的车辆信息及其与车载单元的通信时间点，并把获取的信息上传至后台服务器。

待采集车辆在待采集路段上行驶，当车辆的车载单元进入到待采集路段的第二路侧单元的专用短程通信覆盖范围时，第二路侧单元与车载单元进行微波通信，并获取车载单元中存储的待采集车辆的车辆信息以及其与车载单元的通信时间点T₂，并将获取到的信息上传到后台服务器。

步骤S300：后台服务器接收第一路侧单元和第二路侧单元上传的信息，并根据接收到的信息统计计算待采集路段的交通信息数据。

第一路侧单元和第二路侧单元分别与后台服务器通过移动网络进行通信，将采集到的信息(车辆信息及通信时间点)上传至后台服务器，后台服务器接收到信息后，对该待采集路段的交通信息数据进行统计计算。

本实施方式中，后台服务器可统计计算的交通信息数据包括但不限于设定单位时间内(如1小时)待采集路段上每辆待采集车辆的平均速度、所有待采集车辆的平均速度、通过待采集路段的所有车辆数目以及各类型车辆的车辆数目。其中，对于设定单位时间内通过待采集路段的所有车辆数目以及各类型车辆(小轿车、大客车、卡车)的车辆数目可以直接根据第二路侧单元上传的信息进行分析得到。

本实施方式中对于上述道路交通信息可以分为以下三中，统计计算的具体方式如下：

1.待测试路段的平均速度：

首先，后台服务器通过比对第一路侧单元上传的车辆信息和第二路侧单元上传的车辆信息，识别出属于同一车辆的信息；

计算设定单位时间内待采集路段上每辆待采集车辆的平均速度P和所有待采集车辆的平均速度Pa，计算公式为：

P＝待测试路段长度/(T₂-T₁)

$Pa=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{p}_i/n$

其中，n为设定单位时间内通过待采集路段的所有车辆数目，p_i为第i辆车的平均速度。

2.待测试路段交通流量：

单位时间内通过此路段的车辆数目＝单位时间内通过出口路侧设备即第二路侧单元的车辆数目

3.单位时间内通过此待测路段的车辆类型数目：

单位时间内通过此路段的小轿车数目＝单位时间内通过出口路侧设备的小轿车数目；

单位时间内通过此路段的卡车数目＝单位时间内通过出口路侧设备的卡车数目；

单位时间内通过此路段的大客车数目＝单位时间内通过出口路侧设备的大客车数目。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集系统，其特征在于：包括安装有车载单元(10)的待采集车辆、设置在待采集路段入口的第一路侧单元(20)和设置在待采集路段出口的第二路侧单元(30)，还包括分别与第一路侧单元(20)和第二路侧单30元通信连接的后台服务器(40)；

所述第一路侧单元(20)，用于在待采集车辆的车载单元(10)进入其专用短程通信覆盖范围时，与待采集车辆的车载单元进行微波通信，获取待采集车辆的车辆信息以及其与车载单元的通信时间点T₁，并将获取到的信息上传到后台服务器；

所述第二路侧单元(30)，用于在待采集车辆车载单元(10)进入其专用短程通信覆盖范围时，与待采集车辆的车载单元进行微波通信，获取待采集车辆的车辆信息以及其与车载单元的通信时间点T₂，并将获取到的信息上传到后台服务器；

后台服务器(40)，用于接收第一路侧单元(20)和第二路侧单元(30)上传的信息，并根据接收到的信息统计计算待采集路段的交通信息数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集系统，其特征在于：所述车辆信息包括车辆类型、车牌号码、车牌颜色和车载单元的ID号。

3.根据权利要求2所述的一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集系统，其特征在于：所述交通信息数据包括设定单位时间内待采集路段上每辆待采集车辆的平均速度、所有待采集车辆的平均速度、通过待采集路段的所有车辆数目以及各类型车辆的车辆数目。

4.根据权利要求3所述的一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集系统，其特征在于：所述后台服务器(40)包括：

车辆识别模块，用于比对第一路侧单元上传的车辆信息和第二路侧单元上传的车辆信息，识别出属于同一车辆的信息；

平均速度计算模块，用于计算待采集路段上每辆待采集车辆的平均速度P和所有待采集车辆的平均速度Pa，计算公式为：

P＝待测试路段长度/(T₂-T₁)

$Pa=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{p}_i/n$

其中，n为设定单位时间内通过待采集路段的所有车辆数目，p_i为第i辆车的平均速度。

5.根据权利要求1至4之一所述的一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集系统，其特征在于：第一路侧单元(20)和第二路侧单元(30)的专用短程通信覆盖范围大于待采集路段的宽度。

6.根据权利要求1至4之一所述的一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集系统，其特征在于：第一路侧单元(20)和第二路侧单元(30)的专用短程通信覆盖范围无重叠。

7.基于权利要求1所述的道路交通信息采集系统的一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集方法，包括以下步骤：

(1)待采集车辆的车载单元进入第一路侧单元的专用短程通信覆盖范围时，第一路侧单元与车载单元进行微波通信，获取待采集车辆的车辆信息以及其与车载单元的通信时间点T₁，并将获取到的信息上传到后台服务器；

(2)在待采集车辆的车载单元进入第二路侧单元的专用短程通信覆盖范围时，第二路侧单元与车载单元进行微波通信，获取待采集车辆的车辆信息以及其与车载单元的通信时间点T₂，并将获取到的信息上传到后台服务器；

(3)后台服务器接收第一路侧单元和第二路侧单元上传的信息，并根据接收到的信息统计计算待采集路段的交通信息数据。

8.根据权利要求7所述的一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集方法，其特征在于：步骤(1)和步骤(2)中，所述车辆信息包括车辆类型、车牌号码、车牌颜色和车载单元的ID号。

9.根据权利要求8所述的一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集方法，其特征在于：所述交通信息数据包括设定单位时间内待采集路段上每辆待采集车辆的平均速度、所有待采集车辆的平均速度、通过待采集路段的所有车辆数目以及各类型车辆的车辆数目。

10.根据权利要求9所述的一种基于车载单元和路侧单元的道路交通信息采集方法，其特征在于：步骤(3)中，后台服务器计算待采集路段上每辆待采集车辆的平均速度和所有待采集车辆的平均速度的方式为：

1)比对第一路侧单元上传的车辆信息和第二路侧单元上传的车辆信息，识别出属于同一车辆的信息；

2)计算待采集路段上每辆待采集车辆的平均速度P和所有待采集车辆的平均速度Pa，计算公式为：

P＝待测试路段长度/(T₂-T₁)

$Pa=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{p}_i/n$

其中，n为设定单位时间内通过待采集路段的所有车辆数目，p_i为第i辆车的平均速度。