CN106230901A - 基于自组织网络的交通辅助调控系统 - Google Patents

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CN106230901A CN201610580744.4A CN201610580744A CN106230901A CN 106230901 A CN106230901 A CN 106230901A CN 201610580744 A CN201610580744 A CN 201610580744A CN 106230901 A CN106230901 A CN 106230901A
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黄大荣
柴彦冲
梁曦
邓真平
周丙相
丁静
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Abstract

本发明公开了一种基于自组织网络的交通辅助调控系统，包括车载终端、交警手持终端和安装于交通指挥中心的控制中枢；所述车载终端主要由GPS模块、ZigBee模块和嵌入式模块组成，所述交警手持终端通过GPRS或Internet实现手持终端与手持终端、手持终端与控制中枢的信息共享，所述控制中枢布局于交通指挥大厅的应用层，并将交警手持终端传送来的车辆信息以可视化的形式展现在大屏幕上，同时拥有最高的控制权限。本发明的有益效果：智能分组策略与信息的定向推送、固定根节点及可扩展性强。

Description

基于自组织网络的交通辅助调控系统
技术领域
本发明涉及一种基于自组织网络的交通辅助调控系统。
背景技术
随着国民经济的发展和汽车保有量的逐年增加，交通拥堵问题已成为遏制城市发展的重要因素。特别是在大城市，交通拥堵问题严重影响人们的生产生活，同时还造成大气污染和噪声污染等，交通时间成本的上升也使城市的吸引力严重下降。综上所述，交通拥堵已成为当代社会各大城市亟需解决的问题之一。
由于现有的城市规划与道路布局已经成型，通过重新调整交通网络或拓展道路宽度，不仅涉及层面广，而且成本巨大。所以，目前解决交通拥堵的方法主要以科学合理的只能调控为主。智能交通系统(ITS)将先进的科学技术(信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术等)有效地综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造，提高了交通运输系统的效率和调控能力。其交通信息采集系统、信息处理分析系统和信息发布系统在一定程度上可以有效的实现信息的收集、整理、分析与调控策略的发布，然而其交通信息的发布往往要借助第三方平台如交通广播台、交通类APP等，通过广播的方式将信息传递给交通参与者。由于交通广播台面向所有交通参与者，它只会针对城市中重点交通路段进行实时路况播报，而交通类APP虽然在一定程度上弥补了广播台所存在的不足，但现有的交通类APP主要以交通导航、路径规划、网络约车为主要服务内容，关于实时路况和交通调控信息发布较少，导致交通参与者可能获得许多无效的冗余信息却无法高效的获取对自身有效的调控信息，使交通部门调控能力下降。后期的交通辅助设备大都针对交通信息采集，以交通调控信息发布为对象的辅助设施少之又少。
然而，在拥堵高峰时期和高峰路段，往往出现一个交通警察指挥几十辆甚至上百辆车的情况，调控信息往往无法有效的传递给需要的交通参与者，同时交通参与者也无法将自己的需求信息传递给交通警察，特别是在紧急情况下，由于信息不畅使得应急机制无法高效运行起来。
针对上述情况，本发明设计了一种交通辅助调控系统，以实现交通参与者与指挥决策者之间的信息交互，便于交通指挥人员的调控指令准确传达给交通参与者，特别是在医疗应急和军事应急时，能快速高效的实现彼此信息共享，提高调控效率，缩短拥堵时间。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于自组织网络的交通辅助调控系统，主要解决车辆自组织网络的建立、组织树的修复、组织树节点的添加和删减以及各节点信息共享机制控制策略问题；解决网络链路中因广播造成的网络负载大、信息的延时与冗余问题，保证信息的准确定向推送；解决交通指挥者与交通参与者信息共享问题，实现信息可视化以辅助决策。
本发明通过以下技术手段达到上述技术目的：
基于自组织网络的交通辅助调控系统，包括车载终端、交警手持终端和安装于交通指挥中心的控制中枢；
所述车载终端主要由GPS模块、ZigBee模块和嵌入式模块组成；所述GPS模块用来提供车辆的位置、速度和方向等信息；所述ZigBee模块用来自组织网络的建立、组织树的修复、组织树节点的添加和删除，并该自组织网络以末端接入的方式接入交警手持终端；所述嵌入式模块用来实现信息发送和接收的控制，以及接收信息的呈现控制、语音播报和报警等；
所述交警手持终端通过GPRS或Internet实现手持终端与手持终端、手持终端与控制中枢的信息共享，所述交警手持终端以应用软件的形式实现控制和信息推送策略，并根据车辆的位置和态势信息将车辆分成不同的组，并编辑和控制调控信息发送给某一组车辆；
所述控制中枢布局于交通指挥大厅的应用层，并将交警手持终端传送来的车辆信息以可视化的形式展现在大屏幕上，同时拥有最高的控制权限。
进一步的，所述ZigBee模块中嵌入改进的AODV和MAODV协议，所述改进的AODV和MAODV协议采用固定根节点的方式，并将根节点设在交警手持终端上。
进一步的，所述车载终端采用嵌入式作为主控芯片，可做应用层开发；底层网络采用ZigBee组网。
进一步的，根据车辆的位置和态势信息将车辆分成不同的组，智能分组策略主要为信息的定向推送服务，在该网络中使用广播、组播和单播相结合的方式进行信息定向推送。
本发明的有益效果：
1.智能分组策略与信息的定向推送
使用算法通过车辆的位置和态势信息将车辆智能分为不同的组别，每组的车辆适用于共同的调控策略，违反交通规则或有特殊需求的车辆可进行重点监控。智能分组策略主要为信息的定向推送服务，在该网络中使用的信息传播方式有广播、组播和单播，需要告知全部交通参与者的重要通知或调控信息采用广播方式，针对只对部分需求车辆有效的信息采用组播方式，重点车辆的信息推送采用单播的方式。传统的信息传播方式仅有广播，这样会导致网络中的负载极大，甚至可能导致某些有效信息不可达。采用三种方式组合，则有效的减少了网络链路的负载，同时也避免了交通参与者接收信息冗余。
2.固定根节点
考虑到AODV和MAODV的固有信息传播特性，改进的AODV和MAODV采用固定根节点的方式，并将根节点设在交警的手持终端上，这样可以使控制策略更加方便的实现，车载终端不涉及大量的数据处理，减轻了车载终端的负载，同时在控制策略更改和版本升级的时候只需更改交警手持终端即可，不需对每个车载终端进行更改。
3.可扩展性强
车载终端采用嵌入式作为主控芯片，可扩展性强，可做应用层开发，为该系统的未来发展提供了无限可能；底层网络采用ZigBee组网，各节点之间通信不需缴纳通信费，节省费用。
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为本发明实施例中基于自组织网络的交通辅助调控系统的结构框图。
具体实施方式
以下将结合附图1对本发明进行详细说明：
实施例基于自组织网络的交通辅助调控系统。
基于自组织网络的交通辅助调控系统，包括车载终端、交警手持终端和安装于交通指挥中心的控制中枢；
所述车载终端主要由GPS模块、ZigBee模块和嵌入式模块组成；所述GPS模块用来提供车辆的位置、速度和方向等信息；所述ZigBee模块用来自组织网络的建立、组织树的修复、组织树节点的添加和删除，并该自组织网络以末端接入的方式接入交警手持终端；所述嵌入式模块用来实现信息发送和接收的控制，以及接收信息的呈现控制、语音播报和报警等，负责车载终端的应用层和控制层，各车载终端通过ZigBee模块实现自组织网络的组建，并定时将车辆的状态信息传给交警手持终端。
所述交警手持终端通过GPRS或Internet实现手持终端与手持终端、手持终端与控制中枢的信息共享，所述交警手持终端以应用软件的形式实现控制和信息推送策略，并根据车辆的位置和态势信息将车辆分成不同的组，并编辑和控制调控信息发送给某一组车辆；
所述控制中枢布局于交通指挥大厅的应用层，并将交警手持终端传送来的车辆信息以可视化的形式展现在大屏幕上，同时拥有最高的控制权限，方便更高层的决策者了解情况从宏观的层面进行调控，可越级向车载终端发送调控信息。
所述ZigBee模块中嵌入改进的AODV和MAODV协议，所述改进的AODV和MAODV协议采用固定根节点的方式，并将根节点设在交警手持终端上。上述协议会以交警的手持终端为根节点发起自组织网络组建请求，将拥堵区域内的车载终端组织成一个自组织网络，同时也根据协议实现新节点的添加、删除以及组织树的修复等功能，该自组织网络以末端接入的方式接入交警手持终端，为信息推送实现物理基础，同时使用ZigBee模块实现定位，与GPS模块得到的数据进行融合，得到更精准的车辆状态信息。
所述车载终端采用嵌入式作为主控芯片，可做应用层开发；底层网络采用ZigBee组网。
根据车辆的位置和态势信息将车辆分成不同的组，智能分组策略主要为信息的定向推送服务，在该网络中使用广播、组播和单播相结合的方式进行信息定向推送。
本发明的有益效果：
1.智能分组策略与信息的定向推送
使用算法通过车辆的位置和态势信息将车辆智能分为不同的组别，每组的车辆适用于共同的调控策略，违反交通规则或有特殊需求的车辆可进行重点监控。智能分组策略主要为信息的定向推送服务，在该网络中使用的信息传播方式有广播、组播和单播，需要告知全部交通参与者的重要通知或调控信息采用广播方式，针对只对部分需求车辆有效的信息采用组播方式，重点车辆的信息推送采用单播的方式。传统的信息传播方式仅有广播，这样会导致网络中的负载极大，甚至可能导致某些有效信息不可达。采用三种方式组合，则有效的减少了网络链路的负载，同时也避免了交通参与者接收信息冗余。
2.固定根节点
考虑到AODV和MAODV的固有信息传播特性，改进的AODV和MAODV采用固定根节点的方式，并将根节点设在交警的手持终端上，这样可以使控制策略更加方便的实现，车载终端不涉及大量的数据处理，减轻了车载终端的负载，同时在控制策略更改和版本升级的时候只需更改交警手持终端即可，不需对每个车载终端进行更改。
3.可扩展性强
车载终端采用嵌入式作为主控芯片，可扩展性强，可做应用层开发，为该系统的未来发展提供了无限可能；底层网络采用ZigBee组网，各节点之间通信不需缴纳通信费，节省费用。
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 (4)

1.基于自组织网络的交通辅助调控系统，其特征在于：包括车载终端、交警手持终端和安装于交通指挥中心的控制中枢；
所述车载终端主要由GPS模块、ZigBee模块和嵌入式模块组成；所述GPS模块用来提供车辆的位置、速度和方向等信息；所述ZigBee模块用来自组织网络的建立、组织树的修复、组织树节点的添加和删除，并该自组织网络以末端接入的方式接入交警手持终端；所述嵌入式模块用来实现信息发送和接收的控制，以及接收信息的呈现控制、语音播报和报警等；
所述交警手持终端通过GPRS或Internet实现手持终端与手持终端、手持终端与控制中枢的信息共享，所述交警手持终端以应用软件的形式实现控制和信息推送策略，并根据车辆的位置和态势信息将车辆分成不同的组，并编辑和控制调控信息发送给某一组车辆；
所述控制中枢布局于交通指挥大厅的应用层，并将交警手持终端传送来的车辆信息以可视化的形式展现在大屏幕上，同时拥有最高的控制权限。
2.根据权利要求1所述的基于自组织网络的交通辅助调控系统，其特征在于：所述ZigBee模块中嵌入改进的AODV和MAODV协议，所述改进的AODV和MAODV协议采用固定根节点的方式，并将根节点设在交警手持终端上。
3.根据权利要求1所述的基于自组织网络的交通辅助调控系统，其特征在于：所述车载终端采用嵌入式作为主控芯片，可做应用层开发；底层网络采用ZigBee组网。
4.根据权利要求1所述的基于自组织网络的交通辅助调控系统，其特征在于：根据车辆的位置和态势信息将车辆分成不同的组，智能分组策略主要为信息的定向推送服务，在该网络中使用广播、组播和单播相结合的方式进行信息定向推送。
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