CN106960573A - 一种动态交通管理方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种动态交通管理方法、装置及系统，该方法通过对城市中道路入口、路面和车道部署终端检测节点，终端检测节点自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况，并且在预定的时间段内将交通变化情况打包成第一交通数据包发送给中继节点，使该中继节点将第一交通数据包进行处理后封装成第二交通数据包发送至数据服务器以使数据服务器进行分析处理；数据服务器可根据预设模式供需要读取数据的应用读取本端的数据，能够提高道路管理自动化程度，提高道路使用效率，实现对车道行驶车辆的有效管理，从而实现交通动态管理，满足智慧城市动态交通管理的需求。

Description

一种动态交通管理方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及物联网领域，尤其涉及一种动态交通管理方法、装置及系统。

背景技术

随着我国城市化进程加快，城市机动车数量急剧增长，城市地域限制，动态交通管理的压力逐年增加，“路难行，车乱开，堵车，堵路，堵心”正逐渐成为国内各大城市普遍面临的重要交通问题之一，一方面机动车保有量迅速增长，大型城市的地域空间越来越狭小，提高道路的使用效率，规范道路的使用方法，就是迫切需要解决的问题，造成“路难行，车乱开”还有一个原因是驾驶人的驾驶规划不明确、，驾驶人随意变线车道、随意驶入限行的区域或车道造成的。

因此，城市交通管理是在我国日益增长的汽车保有量的背景下，一个城市管理者需要面对和解决的问题。

发明内容

本发明实施例公开了一种动态交通管理方法、装置及系统，通过对城市中道路入口、路面或车道部署终端检测节点，自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况，并且在预定的时间段内将交通变化情况打包成第一交通数据包发送给中继节点，使该中继节点将第一交通数据包进行处理后封装成第二交通数据包发送至数据服务器以使数据服务器进行分析处理；能够提高道路管理自动化程度，提高道路使用效率，实现对车道行驶车辆的有效管理，从而实现交通动态管理，满足智慧城市动态交通管理的需求。

本发明实施例第一方面公开一种动态交通管理方法，包括：

终端检测节点自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况；

在预定的时间段内将所述交通变化情况打包成第一交通数据包；

将第一交通数据包发送给中继节点，使所述中继节点将第一交通数据包进行处理后封装成第二交通数据包发送至数据服务器以使所述数据服务器进行分析处理。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述方法中，所述自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况的步骤包括：

当有车辆通过时，获取安装在车辆上的车辆RFID电子标签中的车辆信息，所述车辆信息包括车牌号；

当感知到车辆停在本终端检测节点时，计算所述车辆停留时间；

当感知到某车辆停在本终端检测节达到预定时间后，再次感知到有车辆通过时，获取安装在车辆上的车辆RFID电子标签中的车辆信息，并获取车辆通过的速度。

本发明实施例第二方面公开一种动态交通管理方法，包括：

数据服务器接收中继节点发送的第二交通数据包，所述第二交通数据包包括各终端检测节点编号、通过各终端检测节点的车辆信息；

根据所述第二交通数据包分析交通情况，所述交通情况包括拥堵路段信息；

将所述拥堵路段信息推送给用户的车载导航或者移动终端，使车载导航或者移动终端能根据所述拥堵路段信息以及车辆行驶路线信息来动态提示驾驶用户选择优先路线或车道，并根据实时路面状况选择避开拥堵或从拥堵区域疏散。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，在所述方法中，所述根据第二交通数据包分析交通情况的步骤包括：

根据所述终端检测节点编号对应的路段进行定位；

再根据通过该终端检测节点的车辆信息判断所述路段的交通情况。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述交通情况还包括车辆违规信息；

所述根据第二交通数据包分析交通情况的步骤之后还包括：

将所述车辆违规信息发送给对应的用户终端。

本发明实施例第三方面公开一种终端检测节点装置，包括：

自动感知模块，用于自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况；

数据打包模块，用于在预定的时间段内将所述交通变化情况打包成第一交通数据包；

发送模块，用于将第一交通数据包发送给中继节点，使所述中继节点将第一交通数据包进行处理后封装成第二交通数据包发送至数据服务器以使所述数据服务器进行分析处理。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第三方面中，所述自动感知模块包括：

获取单元，用于当有车辆通过时，获取安装在车辆上的车辆RFID电子标签中的车辆信息，所述车辆信息包括车牌号；以及当感知到某车辆停在本终端检测节达到预定时间后，再次感知到有车辆通过时，获取安装在车辆上的车辆RFID电子标签中的车辆信息；

计时单元，用于当感知到车辆停在本终端检测节点时，计算所述车辆停留时间；

车速获取单元，用于当感知到某车辆停在本终端检测节达到预定时间后，再次感知到有车辆通过时，获取车辆通过的速度。

本发明实施例第四方面公开一种数据服务器装置，包括：

接收模块，用于接收中继节点发送的第二交通数据包，所述第二交通数据包包括各终端检测节点编号、通过各终端检测节点的车辆信息；

数据分析模块，用于根据所述第二交通数据包分析交通情况，所述交通情况包括拥堵路段信息；

信息推送模块，用于将所述拥堵路段信息推送给用户的车载导航或者移动终端，使车载导航或者移动终端能根据所述拥堵路段信息以及车辆行驶路线信息来动态提示驾驶用户选择优先路线或车道，并根据实时路面状况选择避开拥堵或从拥堵区域疏散。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第四方面中，所述数据分析模块包括：

路段定位单元，用于根据所述终端检测节点编号对应的路段进行定位；

交通情况分析单元，用于根据通过该终端检测节点的车辆信息判断所述路段的交通情况。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第四方面中，所述交通情况还包括车辆违规信息；

信息推送模块还用于将所述车辆违规信息发送给对应的用户终端。

本发明实施例第五方面公开一种动态交通管理系统，包括终端检测节点、中继节点以及数据服务器，其中：

终端检测节点，用于自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况；

在预定的时间段内将所述交通变化情况打包成第一交通数据包；

将第一交通数据包发送给中继节点；

中继节点，用于接收所述终端检测节点发送的第一交通数据包；

将所述第一交通数据包解包、分析后封装成第二交通数据包发送至数据服务器；

数据服务器，用于接收中继节点发送的第二交通数据包，所述第二交通数据包包括各终端检测节点编号、通过各终端检测节点的车辆信息；

根据所述第二交通数据包分析交通情况，所述交通情况包括拥堵路段信息；

将所述拥堵路段信息推送给用户的车载导航或者移动终端，使车载导航或者移动终端能根据所述拥堵路段信息以及车辆行驶速度、目的地距离等来动态提示驾驶用户选择优先路线或车道，并根据实时路面状况选择避开拥堵或从拥堵区域疏散。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第五方面中，所述系统还包括用户终端，所述用户终端安装在驾驶用户车辆上，所述用户终端用于：

接收数据服务器发送的拥堵路段信息；

根据所述拥堵路段信息和本车辆的行驶路线信息来动态提示驾驶用户选择优先路线或车道，并根据实时路面状况选择避开拥堵或从拥堵区域疏散。

与现有技术相比，本发明实施例具备以下有益效果：

本发明实施例中，通过对城市中道路入口、路面或车道部署终端检测节点，终端检测节点自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况，并且在预定的时间段内将交通变化情况打包成第一交通数据包发送给中继节点，使该中继节点将第一交通数据包进行处理后封装成第二交通数据包发送至数据服务器以使数据服务器进行分析处理；通过终端检测节点自动感知交通变化情况，并且在预设半径的范围内部署中继节点，接收和处理终端检测节点发送的交通变化情况的信息，再通过无线通信系统传输到数据服务器端进行处理；数据服务器可根据预设模式供需要读取数据的应用读取本端的数据，能够提高道路管理自动化程度，提高道路使用效率，实现对车道行驶车辆的有效管理，从而实现交通动态管理，满足智慧城市动态交通管理的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例公开的一种动态交通管理方法的流程示意图；

图2是本发明实施例公开的另一种动态交通管理方法的流程示意图；

图3是本发明实施例公开的一种终端检测节点装置的逻辑结构示意图；

图4是本发明实施例公开的一种数据服务器装置的逻辑结构示意图；

图5是本发明实施例公开的一种动态交通管理系统的逻辑结构示意图；

图6是本发明实施例公开的一种动态交通管理系统中数据服务器的架构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例公开了一种动态交通管理方法、装置及系统，能够提高道路管理自动化程度，提高道路使用效率，实现对车道行驶车辆的有效管理，从而实现交通动态管理，满足智慧城市动态交通管理的需求。以下进行结合附图进行详细描述。

实施例一

请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种动态交通管理方法的流程示意图。如图1所示，该动态交通管理方法可以包括以下步骤：

101、终端检测节点自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况；

终端检测节点包含地磁传感器、射频阅读器、微控制器、超长距低功耗数据传输技术(简称LoRa)芯片和电源模块，路面埋入式安装，根据需要可以安装在车道入口、道路入口、车道上或者道路中间。地磁传感器、射频阅读器、LoRa芯片分别与微控制器的端口相连接，电源模块通过蓄电池为检测节点提供电能，地磁传感器自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况，无线射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)阅读器检测用户车辆信息，微控制器将数据进行缓存，并通过LoRa芯片将监测数据发送给中继节点的射频通信模块。

终端检测节点接通电源后，微处理器对地磁传感器和LoRa芯片进行初始化，实时检测并控制各组成部分的运行状态。其中的地磁传感器在有车辆通过时，能自动感知；具体的，当有车辆通过时，将计数加1，如果车辆上安装有RFID电子标签，则获取安装在车辆上的车辆RFID电子标签中的车辆信息，其中，车辆信息包括车牌号，如此一来，可以掌握通过该路段车辆的具体信息，为后续大数据分析提供基础数据；对于通过车辆的计数，与本终端检测节点向中继节点发送数据的频率同步，即本终端检测节点向中继节点发送数据时，计数重新开始。

进一步的，当感知到车辆停在本终端检测节点时，计时器开始计算该车辆的停留时间，作为中继节点或者数据服务器判断道路拥堵的基础数据。

进一步的，当感知到某车辆停在本终端检测节达到预定时间后，再次感知到有车辆通过时，获取安装在车辆上的车辆RFID电子标签中的车辆信息，并获取车辆通过的速度，作为中继节点或者数据服务器判断道路开始疏通的基础数据，此处的速度可以为每辆车通过的时速，也可以是单位时间内通过的车辆的数量，此处不做限制。

因此，与交通变化情况相关的数据包括车辆通过本终端检测节点的计数、通过本终端检测节点的车辆的信息、当感知到车辆停在本终端检测节点时该车辆的停留时间、道路开始疏通时车辆的通过速度等等。

102、在预定的时间段内将交通变化情况打包成第一交通数据包；

终端检测节点获取交通变化情况的相关数据后，以一定的频率将交通变化情况打包成第一交通数据包，第一交通数据包除了步骤101中获取的各种交通变化情况数据，还包括本终端检测节点的编号，以使中继节点或者数据服务器进行位置识别。

103、将第一交通数据包发送给中继节点，使中继节点将第一交通数据包进行处理后封装成第二交通数据包发送至数据服务器以使数据服务器进行分析处理；

终端检测节点将交通变化情况打包成第一交通数据包后，通过LoRa芯片将第一交通数据包通过LoRa网络无线发送给相应的中继节点。

中继节点包括射频天线、微处理器和电源模块，一般安装在路边较高处。电源模块一般通过太阳能转换为电能，为中继节点提供电能；射频天线包括LoRa传输模块和GPRS传输模块，LoRa天线用于接收终端检测节点的检测数据，微处理器根据设备配置文件，对接受的数据进行数据解析和重新打包，缓存后通过GPRS无线传输模块将数据。

中继节点接通电源后，微处理器初始化射频天线模块，并从数据服务器载入设备配置文件，以此作为初步数据处理的依据。设备配置文件中存放了接入数据系统的终端检测设备的参数信息，包括设备属性和终端标识等。

当中继节点接收到从终端检测节点发送的第一交通数据包后，根据数据通信协议对第一交通数据包进行解包、解析其中的数据并提取需要的数据。在解析数据时，中继需要识别数据检测节点所上传的数据功能类型，包括但不限于：设备注册帧、应用数据帧、应用上报帧、设备心跳帧、设备配置帧等，针对不同的功能类型，对提取的数据添加不同的数据功能类型标识，对标识后的数据重新打包封装然后通过GPRS无线通信网络发送给数据服务器。解包后，可以根据不同的需求和不同的数据首先进行初步分析，例如根据当感知到车辆停在本终端检测节点时该车辆的停留时间判断道路拥堵状态，道路开始疏通时车辆的通过速度判断道路开始疏通等等。

中继节点将需要发送给数据服务器的数据，按照统一的数据封装格式重新进行封装，并加入时间戳信息和数据功能类型标志。在此过程中，中继节点将各种设备上传的不同结构的数据信息适配微统一结构，以此来增加扩展的支持多厂家、多类型设备网络结构的快速接入功能，通过此种方法实现对感知采集节点的数据抽象，屏蔽其异构性。具体的，传感器数据以“属性名称，值”的形式描述，为了保证较灵活的表达能力，可以采用JavaScript对象表示法(JavaScript Object Notation，JSON)数据格式来表示：每个设备为一个三元组，包括属性的类型，如int,float,double等，属性名称，在本实施例中对应终端检测节点的资源ID，以及属性名称所对应的值。数据按事件(Event)发送。中继节点接收到终端检测节点发送的数据后，同样以事件为单位，将数据进行封装后发送给数据服务器。重新打包后的数据也同时缓存在中继节点上。

数据服务器接收中继节点发送的数据，解包获取其中的数据，然后根据获取的数据对道路交通情况进行分析和判断，并将判断结果，特别是拥堵道路的信息推送给用户的车载导航或者移动终端，使车载导航或者移动终端能根据拥堵路段信息以及车辆行驶路线信息来动态提示驾驶用户选择优先路线或车道，并根据实时路面状况选择避开拥堵或从拥堵区域疏散。

在图1所描述的方法，通过对城市中道路入口、路面或车道部署终端检测节点，终端检测节点自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况，并且在预定的时间段内将交通变化情况打包成第一交通数据包发送给中继节点，使该中继节点将第一交通数据包进行处理后封装成第二交通数据包发送至数据服务器以使数据服务器进行分析处理；通过终端检测节点自动感知交通变化情况，并且在预设半径的范围内部署中继节点，接收和处理终端检测节点发送的交通变化情况的信息，再通过无线通信系统传输到数据服务器端进行处理；数据服务器可根据预设模式供需要读取数据的应用读取本端的数据，能够提高道路管理自动化程度，提高道路使用效率，实现对车道行驶车辆的有效管理，从而实现交通动态管理，满足智慧城市动态交通管理的需求。

实施例二

请参阅图2，图2是本发明实施例公开的另一种动态交通管理方法的流程示意图。如图2所示，该动态交通管理方法可以包括以下步骤：

201、数据服务器接收中继节点发送的第二交通数据包；

数据服务器接收中继节点发送的第二交通数据包，第二交通数据包可以包括与交通变化情况相关的数据包括车辆通过本终端检测节点的计数、通过本终端检测节点的车辆的信息、当感知到车辆停在本终端检测节点时该车辆的停留时间、道路开始疏通时车辆的通过速度、本终端检测节点的编号、以及路段拥堵信息、路段开始疏通及疏通速度信息等等。

202、根据第二交通数据包分析交通情况；

数据服务器接收中继节点发送的第二交通数据包，解包获取其中的数据，然后根据获取的数据对道路交通情况进行分析和判断，例如根据当感知到车辆停在本终端检测节点时该车辆的停留时间判断道路拥堵状态、道路开始疏通时车辆的通过速度判断道路开始疏通以及疏通的速度、根据路段拥堵信息和终端检测节点的编号获取拥堵区域等等。

进一步的，交通情况还包括车辆违规信息，车辆违规信息可由终端检测节点直接获取，例如车辆在禁止时间段驶入公交专用道时，安装在公交专用道的终端检测节点可直接获取该车辆的违规信息，并发送给中继节点，再由中继节点发送给数据服务器；车辆违规信息还可由中继节点根据终端检测节点发送的第一交通数据包解包分析后获得，例如中继节点根据用户车辆的行驶轨迹分析出用户车辆在实线变道、转弯道直行或者直行道转弯的交通违法行为等等；车辆违规信息还可由数据服务器根据第二交通数据包分析获得，例如数据服务器根据用户车辆的行驶轨迹分析出用户车辆在实线变道、转弯道直行或者直行道转弯的交通违法行为等等；本实施例中不做限制。

203、将拥堵路段信息推送给用户的车载导航或者移动终端，使车载导航或者移动终端能根据拥堵路段信息以及车辆行驶路线信息来动态提示驾驶用户选择优先路线或车道，并根据实时路面状况选择避开拥堵或从拥堵区域疏散；

数据服务器根据接收的第二交通数据包进行数据分析后，将分析结果供外部应用请求获取，也可以将分析后的数据直接推送至用户的车载导航或者移动终端，使车载导航或者移动终端能根据拥堵路段信息以及车辆行驶路线信息来动态提示驾驶用户选择优先路线或车道，并根据实时路面状况选择避开拥堵或从拥堵区域疏散。

进一步的，如果数据服务器从中继节点接收车辆违规信息，或者根据第二交通数据包分析出车辆违规信息，则将该车辆违规信息发送给对应的用户终端，使得用户能及时更正当前的交通违法行为，从而能实现动态交通管理。

进一步的，如果用户终端向数据服务器请求查询本车辆的违规信息，数据服务器能够根据用户终端的该请求返回对应的车辆违规信息。

数据服务器的数据服务与接口，在本实施例中，采用RESTful接口服务架构，将中继中所有事件都抽象为资源，通过URI实现对资源的标识。主要涉及的资源包括设备配置信息和数据信息，因而相应的提供配置接口和数据接口。其中数据接口主要提供中继和感知节点的数据信息，如实时数据、历史数据和访问记录等。配置接口主要提供对配置信息的获取，如中继和终端检测节点配置信息等。此外，还提供对网关或感知节点执行操作的接口，如网关更新设备信息、设备增删和对终端检测节点的升级配置操作等。其中控制和配置接口通过http Get/Delete/Put等方式访问，数据接口通过HTTP POST方式访问。为保证较好的服务质量，满足访问者对资源实时性的要求，同样地在接口实现中加入缓存机制。除以上三大类接口，在本实施例中数据服务器还提供订阅接口。

在本实施例中，数据服务器上采用订阅/发布服务，设计如图6所示，基于图6的架构，数据服务器将同时支持事件式数据提交和主动数据查询两种交互方案以同时满足新制设备主动向数据服务器提交终端数据，以及数据服务器对某些不能有效实现数据提交的设备的主动查询。由于同时集成了MQTT协议和RESTful服务，数据传输将同时支持支持P2P，即点对点机制，以及Pub/Sub，即发布/订阅机制，并具有消息队列和主题的管理与分配机制。

其中，实施图2所描述的方法，数据服务器接收中继节点发送的第二交通数据包，根据第二交通数据包的数据分析交通情况，并将分析后的将拥堵路段信息推送给用户的车载导航或者移动终端，使车载导航或者移动终端能根据拥堵路段信息以及车辆行驶路线信息来动态提示驾驶用户选择优先路线或车道，并根据实时路面状况选择避开拥堵或从拥堵区域疏散；数据服务器可根据预设模式供需要读取数据的应用读取本端的数据，能够提高道路管理自动化程度，提高道路使用效率，实现对车道行驶车辆的有效管理，从而实现交通动态管理，满足智慧城市动态交通管理的需求。

实施例三

请参阅图3，图3是本发明实施例公开的一种终端检测节点装置的结构示意图。

本实施例中的终端检测节点包含地磁传感器、射频阅读器、微控制器、超长距低功耗数据传输技术(简称LoRa)芯片和电源模块，路面埋入式安装，根据需要可以安装在车道入口、道路入口、车道中间或者道路中间。地磁传感器、射频阅读器、LoRa芯片分别与微控制器的端口相连接，电源模块通过蓄电池为检测节点提供电能，地磁传感器自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况，RFID阅读器检测用户车辆信息，微控制器将数据进行缓存，并通过LoRa芯片将监测数据发送给中继节点的射频通信模块。

如图3所示，该终端检测节点装置可以包括：

自动感知模块301，用于自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况；具体的，终端检测节点接通电源后，微处理器对地磁传感器和LoRa芯片进行初始化，实时检测并控制各组成部分的运行状态。其中的地磁传感器在有车辆通过时，能自动感知；具体的，当有车辆通过时，将计数加1，如果车辆上安装有RFID电子标签，则获取安装在车辆上的车辆RFID电子标签中的车辆信息，其中，车辆信息包括车牌号，如此一来，可以掌握通过该路段车辆的具体信息，为后续大数据分析提供基础数据；对于通过车辆的计数，与本终端检测节点向中继节点发送数据的频率同步，即本终端检测节点向中继节点发送数据时，计数重新开始。进一步的，当感知到车辆停在本终端检测节点时，计时器开始计算该车辆的停留时间，作为中继节点或者数据服务器判断道路拥堵的基础数据。又进一步的，当感知到某车辆停在本终端检测节达到预定时间后，再次感知到有车辆通过时，获取安装在车辆上的车辆RFID电子标签中的车辆信息，并获取车辆通过的速度，作为中继节点或者数据服务器判断道路开始疏通的基础数据，此处的速度可以为每辆车通过的时速，也可以是单位时间内通过的车辆的数量，此处不做限制。

数据打包模块302，用于在预定的时间段内将交通变化情况打包成第一交通数据包；具体的，终端检测节点获取交通变化情况的相关数据后，以一定的频率将交通变化情况打包成第一交通数据包，第一交通数据包包括：车辆通过本终端检测节点的计数、通过本终端检测节点的车辆的信息、当感知到车辆停在本终端检测节点时该车辆的停留时间、道路开始疏通时车辆的通过速度、本终端检测节点的编号等等。

发送模块303，用于将第一交通数据包发送给中继节点，使中继节点将第一交通数据包进行处理后封装成第二交通数据包发送至数据服务器以使数据服务器进行分析处理。

进一步的，自动感知模块包括：

获取单元，用于当有车辆通过时，获取安装在车辆上的车辆RFID电子标签中的车辆信息，其中，车辆信息包括车牌号；以及当感知到某车辆停在本终端检测节达到预定时间后，再次感知到有车辆通过时，获取安装在车辆上的车辆RFID电子标签中的车辆信息；

计时单元，用于当感知到车辆停在本终端检测节点时，计算车辆停留时间；

车速获取单元，用于当感知到某车辆停在本终端检测节达到预定时间后，再次感知到有车辆通过时，获取车辆通过的速度，此处的速度可以为每辆车通过的时速，也可以是单位时间内通过的车辆的数量，此处不做限制。

本实施例中，通过对城市中道路入口、路面或车道部署终端检测节点，终端检测节点中的自动感知模块自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况，并且由数据打包模块在预定的时间段内将交通变化情况打包成第一交通数据包由发送模块发送给中继节点，使该中继节点将第一交通数据包进行处理后封装成第二交通数据包发送至数据服务器以使数据服务器进行分析处理；通过终端检测节点自动感知交通变化情况，并且在预设半径的范围内部署中继节点，接收和处理终端检测节点发送的交通变化情况的信息，再通过无线通信系统传输到数据服务器端进行处理；数据服务器可根据预设模式供需要读取数据的应用读取本端的数据，能够提高道路管理自动化程度，提高道路使用效率，实现对车道行驶车辆的有效管理，从而实现交通动态管理，满足智慧城市动态交通管理的需求。

实施例四

请参阅图4，图4是本发明实施例公开的一种数据服务器装置的结构示意图。如图4所示，该数据服务器装置可以包括：

接收模块401，用于接收中继节点发送的第二交通数据包，其中，第二交通数据包可以与交通变化情况相关的数据包括车辆通过本终端检测节点的计数、通过本终端检测节点的车辆的信息、当感知到车辆停在本终端检测节点时该车辆的停留时间、道路开始疏通时车辆的通过速度、本终端检测节点的编号、以及路段拥堵信息、路段开始疏通及疏通速度信息等等。

数据分析模块402，用于根据第二交通数据包分析交通情况，交通情况包括拥堵路段信息；具体的，例如根据当感知到车辆停在本终端检测节点时该车辆的停留时间判断道路拥堵状态、道路开始疏通时车辆的通过速度判断道路开始疏通以及疏通的速度、根据路段拥堵信息和终端检测节点的编号获取拥堵区域等等。

信息推送模块403，用于将拥堵路段信息推送给用户的车载导航或者移动终端，使车载导航或者移动终端能根据所述拥堵路段信息以及车辆行驶路线信息来动态提示驾驶用户选择优先路线或车道，并根据实时路面状况选择避开拥堵或从拥堵区域疏散；具体的，数据服务器根据接收的第二交通数据包进行数据分析后，将分析结果供外部应用请求获取，也可以将分析后的数据直接推送至用户的车载导航或者移动终端，使车载导航或者移动终端能根据拥堵路段信息以及车辆行驶路线信息来动态提示驾驶用户选择优先路线或车道，并根据实时路面状况选择避开拥堵或从拥堵区域疏散。

进一步的，交通情况还包括车辆违规信息；信息推送模块403还用于将车辆违规信息发送给对应的用户终端。具体的，车辆违规信息可由终端检测节点直接获取，例如车辆在禁止时间段驶入公交专用道时，安装在公交专用道的终端检测节点可直接获取该车辆的违规信息，并发送给中继节点，再由中继节点发送给数据服务器；车辆违规信息还可由中继节点根据终端检测节点发送的第一交通数据包解包分析后获得，例如中继节点根据用户车辆的行驶轨迹分析出用户车辆在实线变道、转弯道直行或者直行道转弯的交通违法行为等等；车辆违规信息还可由数据服务器根据第二交通数据包分析获得，例如数据服务器根据用户车辆的行驶轨迹分析出用户车辆在实线变道、转弯道直行或者直行道转弯的交通违法行为等等；本实施例中不做限制。如果接收模块401从中继节点接收车辆违规信息，或者数据分析模块402根据第二交通数据包分析出车辆违规信息，则信息推送模块403将该车辆违规信息发送给对应的用户终端，使得用户能及时更正当前的交通违法行为，从而能实现动态交通管理。

进一步的，接收模块401还用于接收用户终端向发送的请求查询本车辆的违规信息的请求；信息推送模块403还用于根据用户终端的该请求返回对应的车辆违规信息。

数据服务器的数据服务与接口，在本实施例中，采用RESTful接口服务架构，将中继中所有事件都抽象为资源，通过URI实现对资源的标识。主要涉及的资源包括设备配置信息和数据信息，因而相应的提供配置接口和数据接口。其中数据接口主要提供中继和感知节点的数据信息，如实时数据、历史数据和访问记录等。配置接口主要提供对配置信息的获取，如中继和终端检测节点配置信息等。此外，还提供对网关或感知节点执行操作的接口，如网关更新设备信息、设备增删和对终端检测节点的升级配置操作等。其中控制和配置接口通过http Get/Delete/Put等方式访问，数据接口通过HTTP POST方式访问。为保证较好的服务质量，满足访问者对资源实时性的要求，同样地在接口实现中加入缓存机制。除以上三大类接口，在本实施例中数据服务器还提供订阅接口。

在本实施例中，数据服务器上采用订阅/发布服务，设计如图6所示，基于图6的架构，数据服务器将同时支持事件式数据提交和主动数据查询两种交互方案以同时满足新制设备主动向数据服务器提交终端数据，以及数据服务器对某些不能有效实现数据提交的设备的主动查询。由于同时集成了MQTT协议和RESTful服务，数据传输将同时支持支持P2P，即点对点机制，以及Pub/Sub，即发布/订阅机制，并具有消息队列和主题的管理与分配机制。

进一不的，数据分析模块包括：

路段定位单元，用于根据终端检测节点编号对应的路段进行定位；在系统中，对每个终端检测节点进行编号，并对应具体的路段信息，根据编号就能精确定位数据获取的路段。

交通情况分析单元，用于根据通过该终端检测节点的车辆信息判断路段的交通情况。具体的，例如根据当感知到车辆停在本终端检测节点时该车辆的停留时间判断道路拥堵状态、道路开始疏通时车辆的通过速度判断道路开始疏通以及疏通的速度、根据路段拥堵信息和终端检测节点的编号获取拥堵区域等等。

本实施例中，数据服务器的接收模块接收中继节点发送的第二交通数据包，数据分析模块根据第二交通数据包的数据分析交通情况，并将分析后的将拥堵路段信息通过信息推送模块推送给用户的车载导航或者移动终端，使车载导航或者移动终端能根据拥堵路段信息以及车辆行驶路线信息来动态提示驾驶用户选择优先路线或车道，并根据实时路面状况选择避开拥堵或从拥堵区域疏散；数据服务器可根据预设模式供需要读取数据的应用读取本端的数据，能够提高道路管理自动化程度，提高道路使用效率，实现对车道行驶车辆的有效管理，从而实现交通动态管理，满足智慧城市动态交通管理的需求。

实施例五

请参阅图5，图5是本发明实施例公开的一种动态交通管理系统的逻辑结构示意图。图5所示的系统包括终端检测节点、中继节点以及数据服务器，其中：

终端检测节点包含地磁传感器、射频阅读器、微控制器、超长距低功耗数据传输技术(简称LoRa)芯片和电源模块，路面埋入式安装，根据需要可以安装在车道入口、道路入口、车道中间或者道路中间。地磁传感器、射频阅读器、LoRa芯片分别与微控制器的端口相连接，电源模块通过蓄电池为检测节点提供电能，地磁传感器自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况，RFID阅读器检测用户车辆信息，微控制器将数据进行缓存，并通过LoRa芯片将监测数据发送给中继节点的射频通信模块。

中继节点包括射频天线、微处理器和电源模块，一般安装在路边较高处。电源模块一般通过太阳能转换为电能，为中继节点提供电能；射频天线包括LoRa传输模块和GPRS传输模块，LoRa天线用于接收终端检测节点的检测数据，微处理器根据设备配置文件，对接受的数据进行数据解析和重新打包，缓存后通过GPRS无线传输模块将数据。

数据服务器是运行数据处理服务和向其它外部应用提供数据的计算机，其部署在互联网的任意节点位置，通过GPRS无线通信网络与中继节点建立双向连接，获取中继节点发送的第二交通数据包，并通过订阅/发布服务和主动数据查询接口将数据提供给其它应用。

终端检测节点，用于自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况，然后在预定的时间段内将交通变化情况打包成第一交通数据包，再将第一交通数据包发送给中继节点。

具体的，终端检测节点接通电源后，微处理器对地磁传感器和LoRa芯片进行初始化，实时检测并控制各组成部分的运行状态。其中的地磁传感器在有车辆通过时，能自动感知；具体的，当有车辆通过时，将计数加1，如果车辆上安装有RFID电子标签，则获取安装在车辆上的车辆RFID电子标签中的车辆信息，其中，车辆信息包括车牌号，如此一来，可以掌握通过该路段车辆的具体信息，为后续大数据分析提供基础数据；对于通过车辆的计数，与本终端检测节点向中继节点发送数据的频率同步，即本终端检测节点向中继节点发送数据时，计数重新开始。进一步的，当感知到车辆停在本终端检测节点时，计时器开始计算该车辆的停留时间，作为中继节点或者数据服务器判断道路拥堵的基础数据。又进一步的，当感知到某车辆停在本终端检测节达到预定时间后，再次感知到有车辆通过时，获取安装在车辆上的车辆RFID电子标签中的车辆信息，并获取车辆通过的速度，作为中继节点或者数据服务器判断道路开始疏通的基础数据，此处的速度可以为每辆车通过的时速，也可以是单位时间内通过的车辆的数量，此处不做限制。终端检测节点获取交通变化情况的相关数据后，以一定的频率将交通变化情况打包成第一交通数据包，再通过LoRa芯片将第一交通数据包通过LoRa网络无线发送给相应的中继节点。

中继节点，用于接收多个终端检测节点发送的第一交通数据包，然后将第一交通数据包解包、分析后封装成第二交通数据包发送至数据服务器。

具体的，中继节点包括射频天线、微处理器和电源模块，一般安装在路边较高处。电源模块一般通过太阳能转换为电能，为中继节点提供电能；射频天线包括LoRa传输模块和GPRS传输模块，LoRa天线用于接收终端检测节点的检测数据，微处理器根据设备配置文件，对接受的数据进行数据解析和重新打包，缓存后通过GPRS无线传输模块将数据。中继节点接通电源后，微处理器初始化射频天线模块，并从数据服务器载入设备配置文件，以此作为初步数据处理的依据。设备配置文件中存放了接入数据系统的终端检测设备的参数信息，包括设备属性和终端标识等。

当中继节点接收到从终端检测节点发送的第一交通数据包后，根据数据通信协议对第一交通数据包进行解包、解析其中的数据并提取需要的数据。在解析数据时，中继需要识别数据检测节点所上传的数据功能类型，包括但不限于：设备注册帧、应用数据帧、应用上报帧、设备心跳帧、设备配置帧等，针对不同的功能类型，对提取的数据添加不同的数据功能类型标识，对标识后的数据重新打包封装然后通过GPRS无线通信网络发送给数据服务器。解包后，可以根据不同的需求和不同的数据首先进行初步分析，例如根据当感知到车辆停在本终端检测节点时该车辆的停留时间判断道路拥堵状态，道路开始疏通时车辆的通过速度判断道路开始疏通等等。

中继节点将需要发送给数据服务器的数据，按照统一的数据封装格式重新进行封装，并加入时间戳信息和数据功能类型标志。在此过程中，中继节点将各种设备上传的不同结构的数据信息适配微统一结构，以此来增加扩展的支持多厂家、多类型设备网络结构的快速接入功能，通过此种方法实现对感知采集节点的数据抽象，屏蔽其异构性。具体的，传感器数据以“属性名称，值”的形式描述，为了保证较灵活的表达能力，可以采用JavaScript对象表示法(JavaScript Object Notation，JSON)数据格式来表示：每个设备为一个三元组，包括属性的类型，如int,float,double等，属性名称，在本实施例中对应终端检测节点的资源ID，以及属性名称所对应的值。数据按事件(Event)发送。中继节点接收到终端检测节点发送的数据后，同样以事件为单位，将数据进行封装后发送给数据服务器。重新打包后的数据也同时缓存在中继节点上。

数据服务器，用于接收中继节点发送的第二交通数据包，然后根据第二交通数据包分析交通情况，再将拥堵路段信息推送给用户的车载导航或者移动终端，使车载导航或者移动终端能根据拥堵路段信息以及车辆行驶速度、目的地距离等来动态提示驾驶用户选择优先路线或车道，并根据实时路面状况选择避开拥堵或从拥堵区域疏散。

具体的，数据服务器，用于接收多个中继节点发送的数据包，解析并保存数据包中的数据，以供需要读取数据的应用读取数据。数据服务器的数据服务与接口，在本实施例中，采用RESTful接口服务架构，将中继中所有事件都抽象为资源，通过URI实现对资源的标识。主要涉及的资源包括设备配置信息和数据信息，因而相应的提供配置接口和数据接口。其中数据接口主要提供中继和感知节点的数据信息，如实时数据、历史数据和访问记录等。配置接口主要提供对配置信息的获取，如中继和终端检测节点配置信息等。此外，还提供对网关或感知节点执行操作的接口，如网关更新设备信息、设备增删和对终端检测节点的升级配置操作等。其中控制和配置接口通过http Get/Delete/Put等方式访问，数据接口通过HTTP POST方式访问。为保证较好的服务质量，满足访问者对资源实时性的要求，同样地在接口实现中加入缓存机制。除以上三大类接口，在本实施例中数据服务器还提供订阅接口。

在本实施例中，数据服务器上采用订阅/发布服务，设计如图6所示，基于图6的架构，数据服务器将同时支持事件式数据提交和主动数据查询两种交互方案以同时满足新制设备主动向数据服务器提交终端数据，以及数据服务器对某些不能有效实现数据提交的设备的主动查询。由于同时集成了MQTT协议和RESTful服务，数据传输将同时支持支持P2P，即点对点机制，以及Pub/Sub，即发布/订阅机制，并具有消息队列和主题的管理与分配机制。

进一步的，在本实施例提供的动态交通管理系统中，还包括用户终端，该用户终端安装在驾驶用户车辆上，用户终端用于：

接收数据服务器发送的拥堵路段信息；根据接收的拥堵路段信息和本车辆的行驶路线信息来动态提示驾驶用户选择优先路线或车道，并根据实时路面状况选择避开拥堵或从拥堵区域疏散。

在本实施例提供的动态交通管理系统中，采用了LoRa与GPRS组合组网技术，解决现有短距离通信技术承载数据流量小、汇聚/中继节点数量多、造价高等技术缺陷。

进一步的，交通情况还包括车辆违规信息，车辆违规信息可由终端检测节点直接获取，例如车辆在禁止时间段驶入公交专用道时，安装在公交专用道的终端检测节点可直接获取该车辆的违规信息，并发送给中继节点，再由中继节点发送给数据服务器；车辆违规信息还可由中继节点根据终端检测节点发送的第一交通数据包解包分析后获得，例如中继节点根据用户车辆的行驶轨迹分析出用户车辆在实线变道、转弯道直行或者直行道转弯的交通违法行为等等；车辆违规信息还可由数据服务器根据第二交通数据包分析获得，例如数据服务器根据用户车辆的行驶轨迹分析出用户车辆在实线变道、转弯道直行或者直行道转弯的交通违法行为等等；本实施例中不做限制。如果数据服务器从中继节点接收车辆违规信息，或者根据第二交通数据包分析出车辆违规信息，则将该车辆违规信息发送给对应的用户终端，使得用户能及时更正当前的交通违法行为，从而能实现动态交通管理。

进一步的，如果用户终端向数据服务器请求查询本车辆的违规信息，数据服务器能够根据用户终端的该请求返回对应的车辆违规信息。

其中，实施图6所描述的动态交通管理系统，终端检测节点通过对城市中道路入口、路面或车道部署终端检测节点，终端检测节点自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况，并且在预定的时间段内将交通变化情况打包成第一交通数据包发送给中继节点；中继节点将第一交通数据包进行处理后封装成第二交通数据包发送至数据服务器；数据服务器接收中继节点发送的第二交通数据包，根据第二交通数据包的数据分析交通情况，并将分析后的将拥堵路段信息推送给用户的车载导航或者移动终端，使车载导航或者移动终端能根据拥堵路段信息以及车辆行驶路线信息来动态提示驾驶用户选择优先路线或车道，并根据实时路面状况选择避开拥堵或从拥堵区域疏散；数据服务器可根据预设模式供需要读取数据的应用读取本端的数据，能够提高道路管理自动化程度，提高道路使用效率，实现对车道行驶车辆的有效管理，从而实现交通动态管理，满足智慧城市动态交通管理的需求。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-time Programmable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。

以上对本发明实施例公开的一种动态交通管理方法、装置及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种动态交通管理方法，其特征在于，包括：

终端检测节点自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况；

在预定的时间段内将所述交通变化情况打包成第一交通数据包；

将第一交通数据包发送给中继节点，使所述中继节点将第一交通数据包进行处理后封装成第二交通数据包发送至数据服务器以使所述数据服务器进行分析处理。

2.根据权利要求1所述的法，其特征在于，所述自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况的步骤包括：

当有车辆通过时，获取安装在车辆上的车辆RFID电子标签中的车辆信息，所述车辆信息包括车牌号；

当感知到车辆停在本终端检测节点时，计算所述车辆停留时间；

当感知到某车辆停在本终端检测节达到预定时间后，再次感知到有车辆通过时，获取安装在车辆上的车辆RFID电子标签中的车辆信息，并获取车辆通过的速度。

3.一种动态交通管理方法，其特征在于，包括：

数据服务器接收中继节点发送的第二交通数据包，所述第二交通数据包包括各终端检测节点编号、通过各终端检测节点的车辆信息；

根据所述第二交通数据包分析交通情况，所述交通情况包括拥堵路段信息；

将所述拥堵路段信息推送给用户的车载导航或者移动终端，使车载导航或者移动终端能根据所述拥堵路段信息以及车辆行驶路线信息来动态提示驾驶用户选择优先路线或车道，并根据实时路面状况选择避开拥堵或从拥堵区域疏散。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据第二交通数据包分析交通情况的步骤包括：

根据所述终端检测节点编号对应的路段进行定位；

再根据通过该终端检测节点的车辆信息判断所述路段的交通情况。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述交通情况还包括车辆违规信息；

所述根据第二交通数据包分析交通情况的步骤之后还包括：

将所述车辆违规信息发送给对应的用户终端。

6.一种终端检测节点装置，其特征在于，包括：

自动感知模块，用于自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况；

数据打包模块，用于在预定的时间段内将所述交通变化情况打包成第一交通数据包；

发送模块，用于将第一交通数据包发送给中继节点，使所述中继节点将第一交通数据包进行处理后封装成第二交通数据包发送至数据服务器以使所述数据服务器进行分析处理。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述自动感知模块包括：

获取单元，用于当有车辆通过时，获取安装在车辆上的车辆RFID电子标签中的车辆信息，所述车辆信息包括车牌号；以及当感知到某车辆停在本终端检测节达到预定时间后，再次感知到有车辆通过时，获取安装在车辆上的车辆RFID电子标签中的车辆信息；

计时单元，用于当感知到车辆停在本终端检测节点时，计算所述车辆停留时间；

车速获取单元，用于当感知到某车辆停在本终端检测节达到预定时间后，再次感知到有车辆通过时，获取车辆通过的速度。

8.一种数据服务器装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收中继节点发送的第二交通数据包，所述第二交通数据包包括各终端检测节点编号、通过各终端检测节点的车辆信息；

数据分析模块，用于根据所述第二交通数据包分析交通情况，所述交通情况包括拥堵路段信息；

信息推送模块，用于将所述拥堵路段信息推送给用户的车载导航或者移动终端，使车载导航或者移动终端能根据所述拥堵路段信息以及车辆行驶路线信息来动态提示驾驶用户选择优先路线或车道，并根据实时路面状况选择避开拥堵或从拥堵区域疏散。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述数据分析模块包括：

路段定位单元，用于根据所述终端检测节点编号对应的路段进行定位；

交通情况分析单元，用于根据通过该终端检测节点的车辆信息判断所述路段的交通情况。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述交通情况还包括车辆违规信息；

信息推送模块还用于将所述车辆违规信息发送给对应的用户终端。

11.一种动态交通管理系统，其特征在于，包括终端检测节点、中继节点以及数据服务器，其中：

终端检测节点，用于自动感知道路入口、路面或车道的交通变化情况；

在预定的时间段内将所述交通变化情况打包成第一交通数据包；

将第一交通数据包发送给中继节点；

中继节点，用于接收所述终端检测节点发送的第一交通数据包；

将所述第一交通数据包解包、分析后封装成第二交通数据包发送至数据服务器；

数据服务器，用于接收中继节点发送的第二交通数据包，所述第二交通数据包包括各终端检测节点编号、通过各终端检测节点的车辆信息；

根据所述第二交通数据包分析交通情况，所述交通情况包括拥堵路段信息；

将所述拥堵路段信息推送给用户的车载导航或者移动终端，使车载导航或者移动终端能根据所述拥堵路段信息以及车辆行驶速度、目的地距离等来动态提示驾驶用户选择优先路线或车道，并根据实时路面状况选择避开拥堵或从拥堵区域疏散。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用户终端，所述用户终端安装在驾驶用户车辆上，所述用户终端用于：

接收数据服务器发送的拥堵路段信息；

根据所述拥堵路段信息和本车辆的行驶路线信息来动态提示驾驶用户选择优先路线或车道，并根据实时路面状况选择避开拥堵或从拥堵区域疏散。