CN106686110A - 一种公路一体化事件处理与应急调度系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种公路一体化事件处理与应急调度系统，包括数据中心、交通事件管理系统、信息发布系统、资源调度系统、决策支持系统和公路通信系统，所述数据中心处理交通事件管理系统、信息发布系统、资源调度系统和决策支持系统上传的数据，车辆通过公路通信系统与数据中心通信。本发明的有益效果为：实现了对重大事故、交通勤务和突发事件的可视化、扁平化、预案化的指挥调度，做到快速反应、妥善处置。

Description

一种公路一体化事件处理与应急调度系统

技术领域

本发明涉及应急调度技术领域，具体涉及一种公路一体化事件处理与应急调度系统。

背景技术

随着我国经济发展，高速公路也得到了前所未有的发展，高速公路通车里程逐年攀升，高速公路信息化建设也取得了一定的成就。但是，由于增长速度更快的机动车保有量、高速公路突发事件数不断上升和高速公路管理体制严重滞后，导致高速公路的发展仍然满足不了发展的需求，存在很多问题。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种公路一体化事件处理与应急调度系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了一种公路一体化事件处理与应急调度系统，包括数据中心、交通事件管理系统、信息发布系统、资源调度系统、决策支持系统和公路通信系统，所述数据中心处理交通事件管理系统、信息发布系统、资源调度系统和决策支持系统上传的数据，车辆通过公路通信系统与数据中心通信。

本发明的有益效果为：实现了对重大事故、交通勤务和突发事件的可视化、扁平化、预案化的指挥调度，做到快速反应、妥善处置。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的结构连接示意图。

附图标记：

数据中心1、交通事件管理系统2、信息发布系统3、资源调度系统4、决策支持系统5、公路通信系统6。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，一种公路一体化事件处理与应急调度系统，包括数据中心1、交通事件管理系统2、信息发布系统3、资源调度系统4、决策支持系统5和公路通信系统6，所述数据中心1处理交通事件管理系统2、信息发布系统3、资源调度系统4、决策支持系统5上传的数据，车辆通过公路通信系统6与数据中心1通信。

本实施例实现了对重大事故、交通勤务和突发事件的可视化、扁平化、预案化的指挥调度，做到快速反应、妥善处置。

优选地，交通事件管理系统2，由片区时间管理系统和省级事件管理系统两个子系统组成，两平台间信息可以实时互通及共享，所述片区时间管理系统中，路公司以规范化信息录入为主，实时上报本公司内的事件、施工、天气等信息；所述省级事件管理系统，省中心对路公司实时上报的事件、施工、天气等信息进行跟踪、管理、后期分析；

信息发布系统3，融合交通事件、交通管制、道路基础信息等交通信息，实现信息服务的实时更新；

资源调度系统4，拥有路政、养护中心、收费中心、信息监控中心多个室内平台以及事故现场的移动终端，其用于提供应急预案、事故处理规范等资料的及时获取，便于领导的决策；

决策支持系统5，包括事故运营评估模块、旅行时间预测模块、事件影响预测模块和事件态势预测模块，提供最新的高速公路的路况，包含交通事件、天气状况、施工信息、交通管制信息。

本优选实施例提高了事件处理效率。

优选地，公路通信系统6由车载天线、分布式基站子系统和无线切换子系统三个部分构成，每个基站子系统由一个基带处理单元和多个射频处理单元构成，所述基带处理单元和射频处理单元通过光纤进行连接，所述射频处理单元沿公路线设置，信号通过光纤从基带处理单元到达射频处理单元，车载天线与射频处理单元进行无线通信，所述无线切换子系统用于实现基站之间的通信切换。

本优选实施例构建了适用于应急调度系统的通信系统，其中基带处理单元和射频处理单元通过光纤进行连接，能够减少应急调度系统在通信过程中传输错误，提高了应急调度系统调度准确率。

优选地，所述车载天线与射频处理单元的无线通信，包括信道模型建立模块，有效吞吐量计算模块和链路自适应传输方式确定模块；

所述信道模型建立模块，包括：考虑信道中的大尺度路径衰落和小尺度多径衰落，车地链路接收信噪比的概率密度函数w(γ)可表示为：

式中，γ为车地链路接收信噪比，l为小尺度多径衰落因子，l∈[5dB,7dB]，I₀[·]为第一类第n阶修正贝塞尔函数，P为射频处理单元的发射功率，UG(d)为大尺度路径损耗，N为仅考虑大尺度损耗下的噪声功率，P、UG(d)、N单位均为dB，其中，

UG(d)＝22ln(d)+150+20ln(f_c)

式中，d为车载天线与射频处理单元距离，单位是m，f_c为载波频率，单位是Hz。

本优选实施例同时考虑了应急调度系统在调度过程中信道中的大尺度路径衰落和小尺度多径衰落，获取了更为准确的信道模型，提高了应急调度系统工作稳定性。

优选的，所述有效吞吐量计算模块，包括：车地通信链路两端采用多天线技术，假定车地链路的接收信噪比为γ，则系统的有效传输速率为：

式中，k₁为常数，m为复用增益，L_t+w为通信协议中链路层帧头和帧尾的总长，L_z为链路层的帧长；

用M_f表示发射天线数目，M_j表示接收天线数目，则相应的帧错误率为：

假定系统初始传输的接收信噪比γ₁，第n次传输的接收信噪比为γ_n，那么当系统最大允许传输次数为N_m时，系统有效吞吐量的期望可表示为：

式中，是经过n次传输之后系统可获得的最大有效吞吐量；是一个帧在前n-1次没有传输成功，而在第n次传输成功的概率，其中，

本优选实施例采用多天线技术，极大地提高了调度系统的整体性能，通过选择合适的帧长度，能够有效降低应急调度系统通信过程中的帧错误率和增加应急调度系统的吞吐量，提高了应急调度系统调度能力。

优选的，所述链路自适应传输方式确定模块，包括：基于部分可观测马尔可夫判决模型，以有效吞吐量为优化目标，在给定的目标误帧率FJ_tar下，选择合适的自适应传输参数{m,L_z}以最大化系统的收益，最佳链路自适应传输问题建模为：存在使得，

式中，T为总的决策时期，WC(m(t),L_z(t))为决策时刻t的瞬时收益函数。

本优选实施例中，在车辆与公路通信系统通信的过程中，由于车载天线处于高速运动中，车地链路的信道状态不断变化，在自适应传输方式中，链路自适应传输参数能够不断进行调整以适应实际需求，提高应急调度系统调度效率。

优选的，所述无线切换子系统用于采用改进的切换方式实现基站之间的通信切换。所述改进的切换方式包括：

a、测量当前服务小区和各临近小区的接收信号强度RSRP值和信道质量RSRQ值；b、选择符合判定条件的各临近小区，所述判定条件的判定公式为：

min{[ΔRSRP(i)_ψD]-maxSD(i),RSRP(ψ)_i-MH}>0

式中，ΔRSRP(i)_ψD表示i时刻的临近小区ψ的RSRP值与当前服务小区D的RSRP值的差值，其中SD(i)为i时刻的切换迟滞门限值,RSRP(ψ)_i为i时刻的符合判定条件的临近小区的接收信号强度RSRP值，RSRP(D)_i为i时刻的当前服务小区D的RSRP值；c、在符合判定条件的各临近小区中选择最优的临近小区触发切换。

本优选实施例实现了车辆与高速公路通信系统的连续通信，进一步提高了调度效率，具体来说，采用改进的切换方式实现基站之间的通信切换，设定判定条件选择符合的临近小区，再从中选择最优的临近小区触发切换减少了切换次数，提高了应急调度系统在工作过程中的调度成功率，保证了应急调度系统性能。

优选的，所述在符合判定条件的各临近小区中选择最优的临近小区触发切换，包括：

a、测量符合判定条件的各临近小区的资源变化率及各临近小区到当前服务小区的距离；b、按照下列公式计算符合判定条件的临近小区的切换可靠度MY(ψ)：

式中，为符合判定条件的临近小区的资源变化率，A、B为设定的权值，A+B＝1，为i时刻的符合判定条件的临近小区的接收信号强度RSRP值，为符合判定条件的临近小区到当前服务小区的距离，B₁、B₂为设定的权值，B₁+B₂＝1；c、选取切换可靠度Γ(ψ)最大的临近小区触发切换。

本优选实施例通过小区切换最优选择能够实现最优调度，通过切换可靠度的计算选择最优的临近小区触发切换，考虑了小区资源变化率和与当前服务小区之间的距离，从而能够实现最优的临近小区的选择，进一步提高了应急调度系统在工作过程中的调度成功率，保证了应急调度系统性能。

优选的，设定所述i时刻的切换迟滞门限值SD(i)的计算公式设定为：

SD(i)＝max{β[max(RU+1,1)]ⁿ，α[min(RU+1,1)]ⁿ}

式中，α和β为SD(i)值的上限和下限，υ为SD(i)达到上限α时的RSRQ值，当RSRQ值小于υ值时SD(i)开始减小，η和n为调整SD(i)值随RSRQ值减小而减小的速度和轨迹参数。

本优选实施例能够提高应急调度系统适应能力，通过对i时刻的切换迟滞门限值SD(i)进行设定，使SD(i)值与RSRP(D)_i值相互联系，从而可以根据每个基站所处环境的不同和基站本身的硬件设施更加灵活地配置SD(i)。

采用本发明应急调度系统对交通事故进行处理，并对为期一个月的调度情况进行了监测，同现有的调度技术相比，本发明有益效果如下表所示：

事故率降低	调度效率提高	调度成本降低
			15％	20％	20％

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，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实质和范围。

Claims (4)

1.一种公路一体化事件处理与应急调度系统，其特征是，包括数据中心、交通事件管理系统、信息发布系统、资源调度系统、决策支持系统和公路通信系统，所述数据中心处理交通事件管理系统、信息发布系统、资源调度系统和决策支持系统上传的数据，车辆通过公路通信系统与数据中心通信。

2.根据权利要求1所述的一种公路一体化事件处理与应急调度系统，其特征是，交通事件管理系统，由片区时间管理系统和省级事件管理系统两个子系统组成，两平台间信息可以实时互通及共享，所述片区时间管理系统中，路公司以规范化信息录入为主，实时上报本公司内的事件、施工、天气等信息；所述省级事件管理系统，省中心对路公司实时上报的事件、施工、天气等信息进行跟踪、管理、后期分析；

信息发布系统，融合交通事件、交通管制、道路基础信息等交通信息，实现信息服务的实时更新；

资源调度系统，拥有路政、养护中心、收费中心、信息监控中心多个室内平台以及事故现场的移动终端，其用于提供应急预案、事故处理规范等资料的及时获取，便于领导的决策；

决策支持系统，包括事故运营评估模块、旅行时间预测模块、事件影响预测模块和事件态势预测模块，提供最新的高速公路的路况，包含交通事件、天气状况、施工信息、交通管制信息。

3.根据权利要求2所述的一种公路一体化事件处理与应急调度系统，其特征是，公路通信系统由车载天线、分布式基站子系统和无线切换子系统三个部分构成，每个基站子系统由一个基带处理单元和多个射频处理单元构成，所述基带处理单元和射频处理单元通过光纤进行连接，所述射频处理单元沿公路线设置，信号通过光纤从基带处理单元到达射频处理单元，车载天线与射频处理单元进行无线通信，所述无线切换子系统用于实现基站之间的通信切换。

4.根据权利要求3所述的一种公路一体化事件处理与应急调度系统，其特征是，所述车载天线与射频处理单元的无线通信，包括信道模型建立模块，有效吞吐量计算模块和链路自适应传输方式确定模块；

所述信道模型建立模块，包括：考虑信道中的大尺度路径衰落和小尺度多径衰落，车地链路接收信噪比的概率密度函数w(γ)可表示为：

$w\left(\mathrm{\γ}\right)-e^{-\[l+\frac{l+1}{P-UG\left(d\right)-N}\]}\frac{l+1}{P-UG\left(d\right)-N}{I}_0\[\sqrt{\frac{4l(l+1)\mathrm{\γ}}{P-UG\left(d\right)-N}}\]$

式中，γ为车地链路接收信噪比，l为小尺度多径衰落因子，l∈[5dB,7dB]，I₀[·]为第一类第n阶修正贝塞尔函数，P为射频处理单元的发射功率，UG(d)为大尺度路径损耗，N为仅考虑大尺度损耗下的噪声功率，P、UG(d)、N单位均为dB，其中，

UG(d)＝22ln(d)+150+20ln(f_c)

式中，d为车载天线与射频处理单元距离，单位是m，f_c为载波频率，单位是Hz。