CN108648451B - 一种交通数据处理设备和交通态势管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交通数据处理设备和交通态势管理系统，其中所述交通数据处理设备设置在道路周边和交叉路口周边，包括：数据检测模块，用于获取预设交通服务区域内的交通数据；数据处理模块，用于对所述交通数据进行分析处理，以对应得到交通状况分析结果和交通管控策略；数据通信模块，用于将所述交通状况分析结果和所述交通管控策略发送至其他交通数据处理设备、中心服务器和用户终端设备。通过本发明的技术方案，能够很大程度上使交通数据的采集更加可靠而高效、交通数据的处理更加迅速而精准，从而能够应对多样化的交通处理需求以确保交通数据应用的实时性及可靠度。

Description

一种交通数据处理设备和交通态势管理系统

技术领域

本发明涉及交通数据采集及处理技术领域，尤其涉及一种交通数据处理设备和交通态势管理系统。

背景技术

随着社会不断进步及交通需求的不断扩大，交通系统运行稳定性及运行效率得到越来越广泛的关注。为了提升城市交通运行效率，近年来，各地交通管理部门越来越多的采用智能交通分析的方式辅助城市交通管理与道路建设规划。智能交通系统以电子地图等静态数据、车辆运行轨迹等动态数据为依据，通过数据分析、数据挖掘的方法发现交通运行规律、辅助完成交通控制策略优化、交通路径引导等工作，从而达到提升交通运行安全及效率的目标。

在智能交通系统中，交通数据的采集及处理占据了重要地位，可靠高效的数据采集系统保证了后续交通分析及决策优化的有效性及准确性，快速精确的交通数据处理保证了交通数据应用的实时性和可信度。

当前常用的交通数据分析方案中，一部分采用交通数据汇总处理的方式进行，即远端检测器将检测数据汇集至中央服务器集群，而后由中央服务器完成交通数据预处理、交通数据处理及建模、交通策略生成等过程，该过程中数据处理端通常面临较大的通信和计算压力，容易产生交通数据检测延迟较大、数据处理实时性较差等风险；另一部分，针对特殊交通需求，如交通信号灯策略优化，则以位置为依据，采用将临近道路交通数据发送至信号灯控制设备进行处理的方式，不对临近道路外的交通数据进行采集，该过程忽略其周边数据的影响，难以应对多样化的交通处理需求。

因此，需要一种能够确保交通数据检测和处理的实时性的交通数据采集及处理方案，能够应对多样化的交通处理需求。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的设备和系统。

本发明的一个方面，提供了一种交通数据处理设备，包括：数据检测模块，用于获取预设交通服务区域内的交通数据；数据处理模块，用于对所述交通数据进行分析处理，以对应得到交通状况分析结果和交通管控策略；数据通信模块，用于将所述交通状况分析结果和所述交通管控策略发送至其他交通数据处理设备、中心服务器和用户终端设备。

可选的，所述数据检测模块包括：传感器单元和第一通信单元；

其中，所述传感器单元用于采集所述预设交通服务区域内的环境数据，所述第一通信单元用于与用户终端设备、辅助交管设备、出行服务平台和/或其他交通数据处理设备交互以获取对应的动态交通数据、交通控制数据和/或静态交通数据。

可选的，所述数据处理模块包括：

异常检测子模块，用于对无效数据进行识别和滤除；

车辆轨迹数据与道路匹配子模块，用于对车辆行驶位置检测数据与道路结构数据进行匹配。

可选的，所述异常检测模块执行下述过程：

获取原始检测数据；

根据原始检测数据获取特定日期下数据向量；

根据所述数据向量提取主趋势特征；

对所提取的主趋势特征在主成分空间进行数据相似性分析；

根据数据相似性分析结果判断是否异常趋势。

可选的，所述数据处理模块包括：数据分析与融合子模块，用于根据车辆轨迹数据进行路况推算、路口排队长度推算、多源数据融合。

可选的，所述数据分析与融合子模块执行下述过程：

根据车辆轨迹数据获取相邻时间内车辆的位置信息；

根据所述位置信息计算相邻时间内车辆行驶距离；

根据所述相邻时间计算行驶所述距离耗费的时间；

根据所述行驶距离和耗费的时间计算行驶速度；

筛选出车辆通过预定路段位置的行驶速度集合；

利用统计方式计算不同时段内路段上的行驶速度。

在本发明的一些实施例中，基于前述方案，所述数据通信模块包括：第二通信单元和第三通信单元；其中，所述第二通信单元用于通过中远程通信方式将所述交通状况分析结果和所述交通管控策略发送至所述中心服务器和/或所述用户终端设备，所述第三通信单元用于通过近距离通信方式将所述交通状况分析结果和所述交通管控策略发送至所述用户终端设备。

在本发明的一些实施例中，基于前述方案，所述交通数据处理设备还包括：数据存储模块，用于存储所述交通状况分析结果和所述交通管控策略以及预设时间内的所述交通数据；显控模块，用于显示所述交通数据处理设备的运行状态以及接收外界的输入操作。

在本发明的一些实施例中，基于前述方案，所述交通数据处理设备还包括：电源模块，用于为所述交通数据处理设备提供电能。

在本发明的一些实施例中，基于前述方案，所述电源模块包括蓄电池模块和太阳能发电模块；其中，所述太阳能发电模块用于将太阳能转换为电能，所述蓄电池模块，用于存储所述太阳能发电模块产生的电能，并在所述太阳能发电模块停止供电时，为所述交通数据处理设备提供电能。

本发明的另一方面，提供了一种交通态势管理系统，包括：建立通信连接的中心服务器、用户终端设备和如上术技术方案中任一项所述的交通数据处理设备，其中，所述用户终端设备有一个或多个，所述交通数据处理设备有多个。

本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过设计一种交通数据处理设备，其能够对预设交通服务区域内的交通数据进行实时、可靠而高效的检测采集，并能够依据其自身具备的处理分析能力完成对获取到的交通数据进行分析及融合，实现交通数据的端点功能，无需汇集到中央服务器后再进行处理，有效地减轻了中央服务器的计算压力，同时能够依据自身的通信能力，可以实现设备间的数据交互以满足多样化的交通数据处理需求，具体包括与其他交通数据处理设备、中心服务器、用户终端设备间的数据交互。

而且，基于交通数据的区域性特征，通过对预设交通服务区域内的交通数据进行采集和处理，即除了考虑交通数据处理设备所在道路或交叉路口处的临近交通数据外还考虑其周边数据，如此有助于应对多样化的交通处理需求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的交通数据处理设备的组成框图；

图2示出了图1所示的交通数据处理设备的主要组成模块的连接关系示意图；

图3示出了根据本发明实施例的交通态势管理系统的组成框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的交通数据处理设备10，包括：数据检测模块102、数据处理模块104和数据通信模块106。

其中，数据检测模块102用于获取预设交通服务区域内的交通数据；数据处理模块104用于对所述交通数据进行分析处理，以对应得到交通状况分析结果和交通管控策略；数据通信模块106用于将所述交通状况分析结果和所述交通管控策略发送至其他交通数据处理设备10、中心服务器和用户终端设备。

本发明实施例提供的交通数据处理设备10，通过数据处理模块104对数据检测模块102获取到的预设交通区域内的交通数据进行分析处理，实现交通数据处理设备10的数据采集、计算和分析融合功能，即实现交通数据的以交通数据处理设备10为端点的计算功能；并进一步通过数据通信模块106与其他交通数据处理设备10、中心服务器和用户终端设备的交互完成处理结果的发布，即依据交通处理设备自身的通信能力完成设备间的数据交互，以满足多样化的交通数据处理需求。

作为可选的实施例，本发明实施例中的数据处理模块104可以采用单片机或者微处理器实现，以及数据检测模块102检测到的交通数据可以经由数据总线传至数据处理模块104进行处理。

在本发明的一些实施例中，基于前述方案，所述预设交通服务区域包括所述交通数据处理设备10所在的道路或交叉路口以及所述道路或交叉路口周边的预设范围，比如以所述道路或交叉路口为中心、预设距离(如50米～100米)为半径围成的区域范围。当然，上述预设值可以根据实际情况进行具体设置。

在本发明的一些实施例中，基于前述方案，所述数据检测模块102包括：传感器单元1022和第一通信单元1024，如图1所示。

其中，所述传感器单元1022用于采集所述预设交通服务区域内的环境数据，所述第一通信单元1024用于与用户终端设备、辅助交管设备、出行服务平台和其他交通数据处理设备10交互以获取对应的动态交通数据、交通控制数据和静态交通数据。

进一步地，所述传感器单元1022包括：能见度传感器、温湿度传感器、定位传感器，以及所述环境数据包括：大气能见度数据、温湿度数据、所述交通数据处理设备10的位置数据。

可以理解的是通过传感器单元1022中的传感器获取衡量交通环境的重要指标，比如通过采集大气能见度数据、温湿度数据等，实现对交通数据设备所在位置及其周围环境的能见度指标、温湿度指标的检测；进一步地，对交通数据处理设备10的位置数据的获取，比如经纬度位置数据，有助于为确定该交通数据处理设备10的覆盖范围(即预设交通服务区域)和通信情况等工作提供支撑。

进一步，所述用户终端设备包括：便携式移动终端设备、车载终端设备，以及所述动态交通数据包括：车辆运行数据；所述辅助交管设备包括：微波车检设备、视频监控设备、信号灯控制设备，以及所述交通控制数据包括：车流量、道路占有率、道路监控影像数据、信号灯相位控制数据；所述静态交通数据包括：来自所述出行服务平台的道路路况数据、路网地图数据。

可以理解的是，该交通数据处理设备10的数据检测模块102通过其通信单元与用户终端设备、辅助交管设备、出行服务平台等第三方进行交互，完成车辆运行数据等动态交通数据、交通控制数据、静态交通数据的获取。

进一步地，该通信单元具体可以含有无线通信装置、有线通信装置，其中，无线通信装置通过和便携式移动终端设备、车载终端设备等用户终端设备进行交互，获取车辆定位信息、行驶速度等动态交通数据，具体可以通过标准的无线通信协议进行通信，如WI-FI(WIreless-Fidelity，无线宽带)、Wireless Hart(第一个开放式的可互操作无线通信标准)、移动通信网络协议等；以及无线通信装置及有线通信装置可以通过标准通信协议获取微波车检设备、视频监控设备、信号灯控制设备等辅助交管设备采集的其他可利用的交通数据和出行服务平台(比如高德地图、百度地图等)通过互联网可提供的道路路况数据、路网地图数据等静态交通数据，具体可遵从的通信协议包括串口通信协议(RS232)、WI-FI、TCP/IP协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/因特网互联协议)等。

作为可选的实施例，本发明实施例中传感器单元1022中的各传感器通过传感器接口连接至所述数据处理模块104，以及第一通信单元1024可以为基于GPRS的无线通讯收发器等。

可以理解的是，传感器单元1022包括并不限于上述传感器，具体可以根据实际情况进行增减；以及交通数据包括并不限于上述信息，具体可以根据实际应用情况进行调整。

在本发明的一些实施例中，基于前述方案，所述数据处理模块104具体用于：对所述环境数据、所述动态交通数据、所述交通控制数据和所述静态交通数据进行数据预处理；根据经过所述数据预处理的所述环境数据、所述动态交通数据、所述交通控制数据和所述静态交通数据进行分析处理，以得到所述交通状况分析结果和所述交通管控策略。

可以理解的，为了确保得到的交通状况分析结果和交通管控策略数据的有效性和可靠性，数据处理模块104可以对数据检测模块102获取到的环境数据、动态交通数据、交通控制数据和静态交通数据进行数据预处理，剔除不符合要求的数据，进而通过相关计算分析处理得到有助于交通管控和用户出行等的数据。所述数据处理模块104包括：异常检测子模块，用于对无效数据进行识别和滤除；车辆轨迹数据与道路匹配子模块，用于对车辆行驶位置检测数据与道路结构数据进行匹配。

所述异常检测模块执行下述过程：获取原始检测数据；根据原始检测数据获取特定日期下数据向量；根据所述数据向量提取主趋势特征；对所提取的主趋势特征在主成分空间进行数据相似性分析；根据数据相似性分析结果判断是否异常趋势。

所述数据处理模块还包括：数据分析与融合子模块，用于根据车辆轨迹数据进行路况推算、路口排队长度推算、多源数据融合。所述数据分析与融合子模块执行下述过程：

所述数据处理模块还包括：数据分析与融合子模块，用于根据车辆轨迹数据进行路况推算、路口排队长度推算、多源数据融合。

所述数据分析与融合子模块执行下述过程：

根据车辆轨迹数据获取相邻时间内车辆的位置信息；根据所述位置信息计算相邻时间内车辆行驶距离；根据所述相邻时间计算行驶所述距离耗费的时间；

根据所述行驶距离和耗费的时间计算行驶速度；筛选出车辆通过预定路段位置的行驶速度集合；利用统计方式计算不同时段内路段上的行驶速度。

下面对异常数据检测的过程进行详细说明：

端部异常数据检测，目的在于分辨原始数据可信度，将无效数据进行滤除，保证数据可靠性，节省存储空间，同时可完成对检测设备工作性能的评估。异常数据检测分为趋势性异常及采样点异常检测两种，其中趋势性异常指检测器检测值随时间变化趋势较历史趋势有明显变化，采样点异常检测指异常检测子模块在特定时刻的采集值较附近时刻采集值异常。其中趋势性异常通常由检测器故障引起，采样点异常则通常由检测器受短暂干扰造成。以能见度数据趋势异常检测为例，假设检测器检测得到的能见度原始数据可表示为：

其中

表示第j天第i个采样点所对应的采样时刻，

则表示第j天第i个采样点所对应的能见度数值。经整理，可得特定日期下能见度向量如下：

则不同日期的检测数据可表示为矩阵：

有多种方式可用以评估各日期趋势差异度，如利用主成分分析方法提取各日期下数据向量主要趋势特征，而后在主成分空间对数据相似性进行分析。

其中dis(·)表示距离评估函数，如欧氏距离等，pca^N(·)表示针对集合S进行主成分分析后，各向量

在前N个主成分所构成空间上的映射描述函数。

在得到各两对日期间的距离后，可根据密度聚类(DBSCAN)等算法完成异常趋势分辨。从而得到各日期所对应的能见度趋势是否存在异常。

下面对车辆轨迹数据道路匹配进行详细说明：

车辆轨迹数据道路匹配，主要完成车辆行驶位置检测数据与道路结构数据匹配，即将车辆检测位置映射为其所处道路位置。道路匹配流程以方便有利于车辆轨迹检测数据校对，另一方面有利于后续完成以道路为研究对象的数据分析过程。

道路匹配算法通常分为局部匹配及全局匹配两种，其中局部匹配算法以上一次匹配完成的采样点为开始点，利用采样点距离道路距离及方向等相似性完成当前采样点的匹配过程，全局匹配则同时利用完整采样轨迹及道路结构数据，完成当前采样轨迹的匹配。由于端计算设备所获取的轨迹数据范围较小，且计算能力较好，在轨迹匹配实时性要求较低的情况下，可采用全局匹配算法。

假定待匹配轨迹数据如下：

其中t_i表示该轨迹数据中第i个采样点，lat_i及lng_i表示该采样点对应的经纬度位置。

在获得特定轨迹采样点后，可根据采样点距离各道路的距离计算各采样点备选匹配道路及匹配点，即将距离采样点特定距离内的道路当做备选匹配道路，同时将采样点在该道路上的垂直映射点作为备选匹配点，由此可得，备选匹配点集合如下：

其中

表示第i个轨迹点备选匹配集合，集合内部为具体备选点经纬度数据。

定义前后两个备选匹配点间连通度评估函数如下：

其中

第i个采样点对应的第q备选匹配点，

表示第q匹配点的匹配概率，

表示在时间t_i,t_i+1间从前一位置移动至后一位置的概率值。

则可得最终匹配结果为：

从而原始轨迹数据可存储为：

其中

表示匹配后的经纬度位置。

(2)数据分析及融合服务

主要基于检测范围内数据，完成基于车辆轨迹数据的路况推算、基于车辆轨迹数据路口排队长度推算等分析过程；同时完成基于视频数据、轨迹数据、卡口数据及互联网路况数据等多源数据的路况融合计算等。

a)基于车辆轨迹数据的路况推算

路况推算将原始的车辆轨迹数据转换为道路速度值，为以道路为研究对象进行后续数据分析提供便利。由于原始轨迹数据中包含有前后相邻时间内车辆位置，因此便于求取前后相邻时间内车辆行驶距离：

同时可求取车辆行驶以上距离所耗费时间：

ttimeⁱ＝tⁱ⁺¹-tⁱ

从而可得单条轨迹经过位置

附近时的行驶速度约为：

通过筛选出正常行驶车辆的通过路段位置

的速度集合，可通过统计手段获得不同时段内路段上的行车速度。可记录为：

其中V^r表示计算得到的道路r上的车辆行驶速度矩阵，

所述数据处理模块还包括路口排队长度推算子模块，用于根据车辆轨迹数据，推算得到路口排队长度。

排队长度直接反应了交通控制过程中所影响的车辆数目，且有利于检测道路排队溢出等情况。通过检测轨迹数据中正常行驶、停车阶段切换位置及时间，可获取交通阻塞波及消散波传播速度等数据，以此推算得到路口排队长度。

所述数据处理模块还包括多源数据融合子模块，用于对多源进行融合。多源数据融合目的在于通过引入不同来源数据，从更全面准确的角度对交通态势进行评估，如引入互联网路口速度数据从旅行速度方面进行交通评估、卡口旅行时间数据从时间方面进行交通评估等。

所述数据处理包括还包括数据应用服务子模块，用于进行特定交通指标的评价。

主要基于检测范围内数据，完成基于车辆轨迹等数据的信号灯效率评估、基于轨迹数据的速度引导计算等交通系统评价及引导应用；同时完成基于环境数据及历史数据的道路路况预测模型建模等模型构建、基于仿真模型的红绿灯配时优化策略生成应用。

基于端计算设备自身检测数据及其他端计算设备的处理数据，通过获取其他不同端计算设备的数据，通过中心服务器调度，实现更为多样更为复杂的交通数据分析应用。

在本发明的一些实施例中，基于前述方案，所述数据通信模块106包括：第二通信单元1062和第三通信单元1064，如图1所示。

其中，所述第二通信单元1062用于通过中远程通信方式将所述交通状况分析结果和所述交通管控策略发送至所述中心服务器和/或所述用户终端设备，所述第三通信单元1064用于通过近距离通信方式将所述交通状况分析结果和所述交通管控策略发送至所述用户终端设备。

可以理解的是，为了确保各地交通管理部门的中心服务器器能够及时获取到交通状况分析结果和交通管控策略以及时发现交通运行规律、评估道路驾驶风险并能提前发布预警或采取相应安全举措、辅助完成交通管控策略的优化等，以及确保与交通数据处理设备10相聚较远无法实现近距离通信的用户终端设备能够及时获取到交通状况分析结果和交通管控策略以更加合理有效地安排出行方式、规划出行路线等，交通数据处理设备10可以通过数据通信模块106的第二通信单元1062与中心服务器以及用户终端设备之间进行中远程通信，具体可以采用物联网通信方式，比如Sigfox(超窄带技术)、NBIoT(Narrow BandInternet of Things，窄带物联网)、LoRa(基于扩频技术的超远距离无线传输方案)等。

进一步地，为了确保与交通数据处理设备10相聚较近的用户终端设备能够及时获取到交通状况分析结果和交通管控策略以确定后续是否需要改变出行方式、重新规划出行路线等，从而确保出行顺利，则交通数据处理设备10可以通过数据通信模块106的第三通信单元1064与用户终端设备之间进行近距离通信，具体可以采用广播通信方式，包括蓝牙、射频等。

其中，交通状况分析结果包括道路拥堵情况、路面湿滑程度、能见度等，交通管控策略包括车辆速度引导策略、红绿灯配时优化策略等。

在本发明的一些实施例中，基于前述方案，所述交通数据处理设备10还包括：数据存储模块108和显控模块110，如图1和图2所示。

其中，数据存储模块108用于存储所述交通状况分析结果和所述交通管控策略以及预设时间内的所述交通数据。

可以理解的是，数据存储模块108具体可以实现对交通数据、交通状况分析结果和交通管控策略的存储、管理及数据提供，为后续基于该交通数据处理设备10的数据处理应用提供硬件支撑，具体地该数据存储模块108可以包括数据存储单元和数据管理单元，通过数据存储单元中搭载有可存储预设时间(比如2周～4周，或更长时间)内的交通数据的硬盘存储设备，以满足数据存储需求，以及通过数据管理单元搭载简单处理器，完成过期数据删除、硬盘存储空间管理等工作。

其中，显控模块110用于显示所述交通数据处理设备10的运行状态以及接收外界的输入操作。

可以理解的是，显控模块110可以显示器及输入装置为主，显示当前交通数据处理设备10中的传感器等的运行状态、存储空间占有率及工作状态等，同时接收外界输入以与操作人员进行交互。

作为可选的实施例，本发明实施例中的显控模块110可以包括具有操控按键的触摸屏或者显控面板，所述显控面板至少包括物理操作按键和显示液晶屏等。

综上，可以理解的是，数据处理模块104为对检测及获取到的交通数据进行分析、融合、处理的主要模块，具体可以计算能力强的处理器单元为核心。该数据处理模块104从数据存储模块108、交通数据检测模块102获取数据或数据通信模块106获取数据，完成对应的交通处理分析后，可将处理结果存储至数据存储模块108或通过数据通信模块106传输至其他设备。按照其所提供服务的复杂程度，可划分为：(1)检测数据预处理及转换服务，主要完成各检测到的交通数据的异常数据检测(如能见度异常值判别)及滤除、数据格式转换、车辆轨迹数据道路匹配(将车辆轨迹数据与电子地图数据进行匹配)等数据预处理工作，生成内容可靠格式规整的可利用数据。(2)数据分析及融合服务，主要基于检测范围(即预设交通服务区域)内的交通数据，完成基于车辆轨迹数据的路况推算、基于车辆轨迹数据路况排队长度推算等分析过程；同时完成基于视频数据、轨迹数据、卡口数据及互联网路况数据等多源数据的路况融合计算等。(3)数据应用服务，主要基于检测范围内数据，完成基于车辆轨迹等数据的信号灯效率评估、基于轨迹数据的速度引导计算等交通系统评价及引导应用；同时完成基于环境数据及历史数据的道路路况预测模型建模等模型构建、基于仿真模型的红绿灯配时优化策略生成应用。(4)基于通信的数据应用服务，主要基于交通数据处理设备10自身检测数据及其他交通数据处理的处理数据，通过获取其他不同交通数据处理的数据，通过中心服务器调度，实现更为多样更为复杂的交通数据分析应用。

进一步地，可以理解的是，数据通信模块106具备交通数据处理与其他交通数据处理、交通数据处理与中心服务器和用户终端设备间的通信功能，及分析处理结果的发布功能。具体地，该数据通信模块106可遵从移动通信网络协议、WI-FI协议等无线通信协议或TCP/IP等互联网通信协议，完成交通数据处理与中心服务器等设备间的验证及连接，完成交通数据处理检测数据及计算分析数据上传、服务器计算指令下载、模型更新等功能；以及可遵从标准通信协议，完成交通数据处理与其交通数据处理间的特定数据传输。

在本发明的一些实施例中，基于前述方案，如图1所示，所述交通数据处理设备10还包括：电源模块112，用于为所述交通数据处理设备10提供电能。

进一步地，所述电源模块112包括蓄电池模块和太阳能发电模块。

其中，所述太阳能发电模块用于将太阳能转换为电能，所述蓄电池模块，用于存储所述太阳能发电模块产生的电能，并在所述太阳能发电模块停止供电时，为所述交通数据处理设备10提供电能。

具体地，所述太阳能发电模块可以为太阳能板，在阳光充足的白天提供电能。

图3示出了根据本发明实施例的交通态势管理系统的组成框图。

如图3所述，根据本发明实施例的交通态势管理系统30，包括：建立通信连接的中心服务器302、用户终端设备304和交通数据处理设备306(相当于图1所示的交通数据处理设备10)。

其中，所述用户终端设备304有一个或多个，所述交通数据处理设备306有多个，且多个所述交通数据处理设备306相互之间可以通信。

进一步地，所述用户终端设备304包括便携式移动终端设备和车载终端设备，以及所述便携式移动终端设备至少包括：手机、掌上电脑等移动终端设备，智能手环、智能手表等可穿戴设备。

本发明实施例的交通态势管理系统30通过分布在道路周边和道路交叉路口周边等的交通数据处理设备306完成交通数据的检测、分析处理和数据交互等功能，即以交通数据处理设备306为基础，通过交通数据处理设备306的数据检测模块完成预设交通服务区域内交通数据的获取，凭借其自身的计算能力完成该区域内交通数据的分析处理，并通过数据通信模块与其他交通数据处理设备306、中心服务器302、用户终端设备304的交互完成交通数据分析处理结果的分布功能，如此，通过利用交通数据自身的区域性特征一定程度上提升了交通数据获取及分析处理速度及可靠性，同时不同区域间数据交互以及中心服务器302等的协助也有利于提升交通态势管理系统30满足交通处理多样性的能力。

本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过设计一种交通数据处理设备，其能够对预设交通服务区域内的交通数据进行实时、可靠而高效的检测采集，并能够依据其自身具备的处理分析能力完成对获取到的交通数据进行分析及融合，实现交通数据的端点功能，无需汇集到中央服务器后再进行处理，有效地减轻了中央服务器的计算压力，同时能够依据自身的通信能力，可以实现设备间的数据交互以满足多样化的交通数据处理需求，具体包括与其他交通数据处理设备、中心服务器、用户终端设备间的数据交互。

而且，基于交通数据的区域性特征，通过对预设交通服务区域内的交通数据进行采集和处理，即除了考虑交通数据处理设备所在道路或交叉路口处的临近交通数据外还考虑其周边数据，如此有助于应对多样化的交通处理需求。

在此提供的方法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的网关、代理服务器、系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (7)

1.一种交通数据处理设备，其特征在于，包括：

传感器单元，用于获取所述交通数据处理设备的位置数据，以用于确定该交通数据处理设备的预设交通服务区域；

数据检测模块，用于获取预设交通服务区域内的交通数据；

数据处理模块，用于对所述交通数据进行分析处理，以对应得到交通状况分析结果和交通管控策略，所述数据处理模块包括：异常检测子模块，用于通过趋势性异常、采样点异常检测对无效数据进行识别和滤除，所述异常检测子模块执行下述过程：获取原始检测数据；根据原始检测数据获取特定日期下数据向量；根据所述数据向量提取主趋势特征；对所提取的主趋势特征在主成分空间进行数据相似性分析；根据数据相似性分析结果判断是否异常趋势；数据分析与融合子模块，用于根据车辆轨迹数据进行路况推算、路口排队长度推算、多源数据融合，其中在路况推算中利用完整采样轨迹及道路结构数据，完成当前采样轨迹的匹配，在路口排队长度推算中根据车辆轨迹数据，推算得到路口排队长度；

数据通信模块，用于将所述交通状况分析结果和所述交通管控策略发送至其他交通数据处理设备、中心服务器和用户终端设备。

2.根据权利要求1所述的交通数据处理设备，其特征在于，所述数据检测模块包括第一通信单元；所述第一通信单元用于与用户终端设备、辅助交管设备、出行服务平台和/或其他交通数据处理设备交互以获取对应的动态交通数据、交通控制数据和/或静态交通数据。

3.根据权利要求2所述的交通数据处理设备，利用完整采样轨迹及道路结构数据，完成当前采样轨迹的匹配包括：

获得特定轨迹采样点；

根据采样点距离各道路的距离计算各采样点备选匹配道路及匹配点；

定义前后两个备选匹配点间连通度评估函数；

获取最终匹配结果。

4.根据权利要求1-3任一项所述的交通数据处理设备，其特征在于，所述数据通信模块包括：第二通信单元和第三通信单元；

其中，所述第二通信单元用于通过中远程通信方式将所述交通状况分析结果和所述交通管控策略发送至所述中心服务器和/或所述用户终端设备，所述第三通信单元用于通过近距离通信方式将所述交通状况分析结果和所述交通管控策略发送至所述用户终端设备。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的交通数据处理设备，其特征在于，还包括：

数据存储模块，用于存储所述交通状况分析结果和所述交通管控策略以及预设时间内的所述交通数据；

显控模块，用于显示所述交通数据处理设备的运行状态以及接收外界的输入操作。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的交通数据处理设备，其特征在于，还包括：电源模块，用于为所述交通数据处理设备提供电能。

7.一种交通态势管理系统，其特征在于，包括：建立通信连接的中心服务器、如权利要求1至6中任一项所述的交通数据处理设备，所述交通数据处理设备有多个。

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