CN109102695B - 智能交通服务站、智能交通服务方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能交通服务站、智能交通服务方法及系统。所述智能交通服务站包括：交通信息采集系统、交通分析系统、交通决策系统、交通控制系统以及交通发布系统，所述交通信息采集系统、交通发布系统分别与信号总线连接；以及接入所述信号总线的辅助设备。本发明的智能交通服务站，有利于实现交通数据全面感知以及智能化交通决策。

Description

智能交通服务站、智能交通服务方法及系统

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，特别是涉及一种智能交通服务站、智能交通服务方法及系统。

背景技术

现阶段道路上信息化建设主要集中在高速通行收费和路面监控等领域，道路对通行车辆的服务仍然停留在道路路面、标线，标志标牌等最基本的道路通行基础设施上。这些远远满足不了人们对美好生活追求和对道路快速、安全的通行服务需求。因此构建高效、安全的人、车、路综合服务系统，是对未来智能道路的基本需求。

传统的智能道路系统包括道路收费网络、道路视频监控系统以及重要交通设施的监控系统，其中道路收费网络，主要服务于车辆入口和出口之间的通行费率的计算和通行费收取；道路上的视频监控系统以及重要交通设施的监控系统，也是让交通运营者了解交通运行状况。然而，这些智能道路系统均存在问题：提供道路通行服务的主体单位“路”，并没有主动参与道路系统调度决策中，对道路参与者车辆的实时调度的效果不理想。

因此，传统的智能道路系统，存在对交通调度不理想的问题。

发明内容

基于此，有必要针现有交通控制系统对交通调度不理想的问题，提供一种智能交通服务站、智能交通服务方法及系统。

本发明第一方面，提供一种智能交通服务站，包括：交通信息采集系统、交通分析系统、交通决策系统、交通控制系统以及交通发布系统，所述交通信息采集系统、交通发布系统分别与信号总线连接；以及接入所述信号总线的辅助设备；

所述辅助设备，用于获取路面上的预设的交通环境信息，并发送到所述信号总线上；所述交通环境信息包括路面状态信息、天气信息以及路面上的车辆信息；

所述交通信息采集系统，用于获取信号总线上的交通环境信息，将所述交通环境信息数字化后传送给所述交通分析系统；

所述交通分析系统，用于根据所述交通环境信息的信息属性，对所述交通环境信息进行分类，将分类后的交通环境信息传送给所述交通决策系统；

所述交通决策系统，用于根据所述分类后的交通环境信息以及预设的交通决策算法，生成所述交通环境信息对应的交通决策，将所述交通决策发送给所述交通控制系统；

所述交通控制系统，用于根据所述交通决策，确定目标控制对象，生成各目标控制对象对应的控制指令，将所述目标控制对象及其对应的控制指令的信息发送给所述交通发布系统；

所述交通发布系统，向各个所述目标控制对象发送对应的控制指令。

在其中一个实施例中，所述辅助设备包括：移动基站设备、车路协同设备、交通环境感知设备、交通视频监控设备、交通流量测量设备、车辆定位辅助设备以及信息发布设备中的至少两项。

在其中一个实施例中，所述目标控制对象包括：其他智能交通服务站、服务中心、路面上的车载终端、交通信息发布设备中的至少一个；

其中，所述服务中心通过网络连接多个所述智能交通服务站。

在其中一个实施例中，所述车辆定位辅助设备为基于DSRC的北斗差分定位增强系统；

所述北斗差分定位增强系统包括基准站和移动站；所述基准站设置有北斗观测站和信息站DSRC-RSU，所述移动站设置有北斗接收机和车载OBU；

所述北斗观测站产生的数据，通过网络传输到附近区域的信息站DSRC-RSU上，所述信息站DSRC-RSU通过专用短程通讯传送给移动站，所述移动站通过车载OBU接收数据并转送给所述北斗接收机，所述北斗接收机完成车辆的差分精确定位。

在其中一个实施例中，所述移动基站设备为5G微基站通讯设备；

和/或，

所述车路协同设备支持LTE-V和DSRC 802.11p的双标准RSU接入。

在其中一个实施例中，所述辅助设备，用于监测交通区域内的气温、湿度、风速、可见度、雨雪雾气象信息的一项或者多项，还用于监测交通区域内的道路表面的结冰、积雪和/或积水状态；

和/或，

所述交通流量测量设备，用于监测设定服务范围内的路面上的车辆数量及各个车辆位置信息和即时速度。

在其中一个实施例中，所述交通视频监控设备，用于获取设定服务范围内的路面上的视频信息，基于所述视频信息判断是否发生交通异常行为，若发送交通异常行为，将所述视频信息发送至信号总线。

在其中一个实施例中，还包括：

能源系统，用于为所述智能交通服务站提供电能。

本发明第二方面，提供一种智能交通调度的方法，包括：

获取路面上的预设的交通环境信息；所述交通环境信息包括路面状态信息、天气信息以及路面上的车辆信息；

对所述交通环境信息按照信息属性进行分类；

根据所述分类后的交通环境信息以及预设的交通决策算法，生成所述交通环境信息对应的交通决策；

根据所述交通决策确定目标控制对象，生成各目标控制对象对应的控制指令；

向各个所述目标控制对象发送对应的控制指令。

本发明第三方面，提供一种智能交通服务系统，包括：服务中心，以及多个上述任一项实施例所述的智能交通服务站；

多个所述智能交通服务站分别与所述服务中心通信连接，并且多个所述智能交通服务站彼此通信连接。

上述技术方案中的智能交通服务站、智能交通服务方法及系统，能够全面感知交通环境信息，基于这些交通环境信息进而能够有效进行交通指挥协调，适合车路协同工作，能够满足车路系统协同工作的要求。

附图说明

图1为一个实施例中智能交通服务站的示意性结构图；

图2为一个实施例的车辆定位辅助设备的示意性结构图；

图3为一个实施例的交通流量测量设备的示意性结构图；

图4为一个实施例的能源系统的示意性结构图；

图5为一个实施例的智能交通服务站的形态结构示意图；

图6为一个实施例的信息发布屏的示意图；

图7为一个实施例的智能交通服务方法的示意性流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，智能交通服务站包括：交通信息采集系统、交通分析系统、交通决策系统、交通控制系统以及交通发布系统，所述交通信息采集系统、交通发布系统分别与信号总线连接；还包括接入所述信号总线的辅助设备。

其中，所述辅助设备，用于获取路面上的预设的交通环境信息，并发送到所述信号总线上。所述交通环境信息包括路面状态信息、天气信息以及路面上的车辆信息。

所述交通信息采集系统，用于获取信号总线上的交通环境信息，将所述交通环境信息数字化后传送给所述交通分析系统。

所述交通分析系统，用于根据所述交通环境信息的信息属性，对所述交通环境信息进行分类，将分类后的交通环境信息传送给所述交通决策系统。

所述交通决策系统，用于根据所述分类后的交通环境信息以及预设的交通决策算法，生成所述交通环境信息对应的交通决策，将所述交通决策发送给所述交通控制系统。

所述交通控制系统，用于根据所述交通决策，确定目标控制对象，生成各目标控制对象对应的控制指令，将所述目标控制对象及其对应的控制指令的信息发送给所述交通发布系统。

所述交通发布系统，向各个所述目标控制对象发送对应的控制指令。

上述实施例的智能交通服务站，能够全面感知路面上的交通环境信息，基于这些交通环境信息进而能够有效进行交通指挥协调，适合车路协同工作，能够满足车路系统协同工作的要求。

根据本发明的一个实施例，上述的辅助设备可以包括：移动基站设备、车路协同设备、交通环境感知设备、交通视频监控设备、交通流量测量设备、车辆定位辅助设备以及信息发布设备中的至少两项。通过上述的交通环境感知设备，可以全面获取路面上与交通相关的信息，包括但不限于上述的路面状态信息、天气信息以及路面上的车辆信息。

进一步地，根据本发明的一个实施例，上述的目标控制对象可包括：其他智能交通服务站、服务中心、路面上的车载终端、交通信息发布设备中的至少一个。其中，所述服务中心通过网络连接多个所述智能交通服务站。

本发明实施例中，智能交通服务站彼此之间可以进行消息互通，各个智能交通服务站还可以与服务中心进行消息互通。例如，对于紧急情况，通过智能交通服务站之间的消息互通，相对于服务中心统一调度的方式，有利于提高交通调度策略的执行效率。

在一个场景中，上述的车辆定位辅助设备为基于DSRC的北斗差分定位增强系统。北斗差分定位增强系统构成可参考图2所示，包括基准站和移动站；所述基准站设置有北斗观测站和信息站DSRC-RSU，所述移动站设置有北斗接收机和车载OBU。北斗观测站产生的数据，通过网络传输到附近区域的信息站DSRC-RSU上，所述信息站DSRC-RSU通过专用短程通讯传送给移动站，所述移动站通过车载OBU接收数据并转送给所述北斗接收机，所述北斗接收机完成车辆的差分精确定位。

差分方式有两种，位置差分和观测值差分，位置差分相对简单，但是要求基准站和观测站使用相同的卫星，否则系统误差会很大。主要用于局域差分，对于较长的路段，位置差分就不适合。观测值差分伪距离差分、相位平滑伪距差分和载波相位差分。伪距差分较为常见差分收到，通过测量所有可见卫星的伪距，计算出卫星的改正数及变化率，并作为差分改正数播发到移动站，由于基准站观测的卫星数量比较多，移动站可以选择观测站所观测到的任意四颗卫星进行解算，因此精度好于单点观测和位置差分。

伪距差分的定位误差均值小于1米，误差在1.5米以内的概率在85％以上，因此智能交通服务站可以大大提高路面车辆的定位精度，便于车辆协同调度。

在一个场景中，上述的移动基站设备为5G微基站通讯设备。

由于5G通讯的趋势，本发明实施例的智能交通服务站可以为5G通讯提供微基站功能，让5G等未来移动通讯更加稳定通畅。

在一个场景中，智能交通服务站全面支持车路系统的RSU的配置要求，因此上述的车路协同设备支持LTE-V和DSRC 802.11p的双标准RSU接入，为车辆系统提供全面的支持。

在一个场景中，上述的交通环境感知设备具体用于监测一定区域内的气温、湿度、风速、可见度、雨雪雾气象信息的一项或者多项，还可以用于监测交通区域内的道路表面的结冰、积雪和/或积水状态。

交通安全和运行与气象密切相关，许多灾害性天气如降水、大雾、积雪、结冰、大风，甚至高温都会对道路交通安全产生重大影响，开展交通气象监测、预报、警报和评估，对减少交通事故、合理布局交通干线、减少突发灾害影响，提高交通质量和效益十分重要。

智能交通服务站提供的交通环境感知设备，能够实时监测交通区域的环境变化，包括气温、湿度，风速，可见度、雨雪雾等气象信息。上述交通环境感知设备可进一步包括遥感式路面传感器和交通气象站。

其中，遥感式路面传感器，为交通道路地面监测而设计的，它采用遥感技术，避免了对道路的破坏，从而不会因为安装道路气象站引起的对交通的干扰。多光谱测量技术使得能准确检测出道路表面结冰、积雪和积水的厚度。通过提供路面条件信息，遥感式路面传感器为道路管理部门提供准确的监测数据，在道路安全出现险情之前，采取响应措施。

其中，交通气象站，为交通气象服务而特别设计的一款典型综合多要素公路监测站。它以能见度、天气现象及道面状况监测为核心，并同时测量相关的基本气象参数，主要用于及时发现各路段及关键点的各种异常交通环境因素变化和气象状况，为气象服务和交管部门提供实时的决策科学依据。交通气象站能够实时检测道路上的气象信息，包括：气温、相对湿度、风向、风速、雨量、气压、能见度等气象参数。

在一个场景中，上述的交通流量测量设备，用于监测设定服务范围内的路面上的车辆数量及各个车辆位置信息和即时速度。

交通流量采集设备使用毫米波交调雷达，由于毫米波雷达相比厘米波雷达具有体积小、易集成和空间分辨率高的特点。毫米波雷达精度高抗干扰，与红外、视频、激光等光学导引头相比，毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候全天时的特点。由于工作频率高，可能得到大的信号带宽和多普勒频移，有利于提高距离和速度的测量精度和分辨能力并能分析目标细节特征。同时毫米波雷达能分辨识别很小的目标，并且能同时识别多个目标，因此具有很强的空间分辨和成像能力。参考图3所示，交通流量测量设备毫米波交调雷达实时监测道路上的车辆流量。

基于上述的所述交通流量测量设备，智能交通服务站具备交通流量监测功能，能够实时监测智能交通服务站服务范围内的车辆数量及各个车辆位置信息和即时速度。对于超过流量上限后，智能交通服务站能够及时上报中心，和与附近的智能交通服务站协同，有效控制交通流量。

根据本发明的一个实施例，上述的交通视频监控设备，用于获取设定服务范围内的路面上的视频信息，基于所述视频信息判断是否发生交通异常行为，若发送交通异常行为，将所述视频信息发送至信号总线。

现有的实际应用的系统基本完全手动，前端使用云台摄像机，当发现有违章停车或交通事故的情况，监控稽查人员人工控制云台摄像机拉近抓拍，把现场拍摄下来后，手动恢复摄像机预置位。人工抓拍虽然有效，但是耗费大量警力，限制了系统的广泛使用。为了解决这个问题，本发明实施例的智能交通服务站中，视频摄像机应用先进的计算机图像识别技术，自动完成以上需要手动检测违章的过程，实现大范围内不间断地对违章行为进行检测。对视频图像进行分析处理进行相应的控制，完全自动完成检测抓拍。

基于上述的交通视频监控设备，智能交通服务站能够对路面上的违规行为进行实时监察，第一时间发现路面上异常交通行为，及时通报并通过智能交通服务站的决策系统和信息发布系统及时进行处理。

根据本发明的一个实施例，上述的智能交通服务站还包括：能源系统，用于为所述智能交通服务站提供电能。

在一个场景中，参考图4所示，能源系统可以采用风能和太阳能，共同为智能交通服务站电能。在空旷宽阔道路上，含有丰富的风能资源和电太阳能资源，通过智能交通服务站的顶部安装风能发电设备和太阳能发电设备，可以产生绿色的电能补充给智能交通服务站。

在实施例中，智能交通服务站的外部形态可参考图5所示。多个智能交通服务站可间隔设置在道路两侧，例如间隔1公里设置一个上述的智能交通服务站。

其中，交通信息发布设备包括声光警示设备和/或信息情报屏；声光警示设备可以设置于智能交通服务站站内，例如设置在图5所示的智能交通服务站的顶部，便于提醒过往车辆；信息情报屏设置于道路两侧或者路面上方，例如图6所示的信息情报屏及其设置方式，以更好的将道路调度信息展现出来。

基于本实施例，智能交通服务站可通过声光电等警示设备，对智能交通服务站所服务的区域内的交通警示，对交通违规行为进行信息发布和声音警示。信息站的信息播报通过两种方式：一种是通过车路系统系统发布，另一种是通过高速路面信息情报屏。例如：智能交通服务站能够通过车路协同系统，将预警示信息发送给路上车辆，在车辆系统的车上信息终端告之驾驶员和具有自主驾驶功能的车辆，便于车辆做出相应的调整；或者，智能交通服务站通过路上的大屏幕信息情报屏发布交通应急信息，提示给驾驶员，做出应急处理措施。

根据本发明的一个实施例，参考图7所示，提供一种智能交通调度的方法，该方法可以适用于上述任一实施的智能交通服务站，该方法包括如下步骤：

S701，获取路面上的预设的交通环境信息；所述交通环境信息包括路面状态信息、天气信息以及路面上的车辆信息；

S702，对所述交通环境信息按照信息属性进行分类；

S703，根据所述分类后的交通环境信息以及预设的交通决策算法，生成所述交通环境信息对应的交通决策；

S704，根据所述交通决策确定目标控制对象，生成各目标控制对象对应的控制指令；

S705，向各个所述目标控制对象发送对应的控制指令。

根据本发明的一个实施例，还提供一种智能交通服务系统，该系统包括：服务中心，以及多个上述任一实施例的智能交通服务站；多个所述智能交通服务站分别与所述服务中心通信连接，并且多个所述智能交通服务站彼此通信连接。

每个智能交通服务站都有一个独立的交通信息处理与决策功能，能够对智能交通服务站服务的区域内的交通情况和突发事件进行应急处理，并能够与附近的智能交通服务站进行协同工作，附近的智能交通服务站会协同进行交通处置。如向相应路段的车辆发出限速、变道行驶、提示车辆开启灯光、以及禁止变道和违停等等交通控制指令。交通控制指令还可以通过相应的交通信息发布设备进行发布。

基于上述实施例的智能交通服务系统，具有以下有益效果：

1)在高速交通体系中，通过技术手段，让路积极参与到交通系统运行中，路面可以从区域全局上规划和控制车辆有序、安全通行。是交通系统通行效率、安全指数、服务水平都得到大幅提升。

2)利用5G等前沿通讯技术，采用LTE-V和DSRC短程通讯技术，构建车与车、车与路的实时通讯网络，结束了车与路、车与车长期以来存在的信息不互通的局面。构建车路协同智能交通信息网。

3)利用智能交通服务站构建新型智能交通网络，智能交通服务站利用人工智能技术，自主决策，协调应对常规交通事件。减轻了传统交通网络对中心的压力。因此由智能交通服务站为节点构建的智能交通网，将更好的满足智能交通对通讯网络的要求。

4)以智能交通服务站为节点构建的交通环境全面感知系统，可以有效的弥补车辆对交通环境的感知能力，车辆可以预知前方的交通环境，并及时采取预防性处置措施。让交通更加安全顺畅。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本文实施例的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或(模块)单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本文中提及的“第一\第二”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种智能交通服务站，其特征在于，包括：交通信息采集系统、交通分析系统、交通决策系统、交通控制系统以及交通发布系统；所述交通信息采集系统、交通发布系统分别与信号总线连接；还包括：接入所述信号总线的辅助设备；

所述辅助设备，用于获取路面上的预设的交通环境信息，并发送到所述信号总线上；所述交通环境信息包括路面状态信息、天气信息以及路面上的车辆信息；

所述交通信息采集系统，用于获取信号总线上的交通环境信息，将所述交通环境信息数字化后传送给所述交通分析系统；

所述交通分析系统，用于根据所述交通环境信息的信息属性，对所述交通环境信息进行分类，将分类后的交通环境信息传送给所述交通决策系统；

所述交通决策系统，用于根据所述分类后的交通环境信息以及预设的交通决策算法，生成所述交通环境信息对应的交通决策，将所述交通决策发送给所述交通控制系统；

所述交通控制系统，用于根据所述交通决策，确定目标控制对象，生成各目标控制对象对应的控制指令，将所述目标控制对象及其对应的控制指令的信息发送给所述交通发布系统；

所述交通发布系统，向各个所述目标控制对象发送对应的控制指令；所述目标控制对象包括服务中心、路面上的车载终端和其他智能交通服务站；所述服务中心通过网络连接多个所述智能交通服务站，多个所述智能交通服务站彼此通信连接；

所述辅助设备包括：移动基站设备、车路协同设备、交通环境感知设备、交通视频监控设备、交通流量测量设备、车辆定位辅助设备以及信息发布设备；

所述辅助设备，用于监测交通区域内的气温、湿度、风速、可见度、雨雪雾气象信息的一项或者多项，还用于监测交通区域内的道路表面的结冰、积雪和/或积水状态；

所述交通流量测量设备，用于基于毫米波交调雷达监测设定服务范围内的路面上的车辆数量及各个车辆位置信息和即时速度；

所述交通视频监控设备，用于获取设定服务范围内的路面上的视频信息，基于所述视频信息判断是否发生交通异常行为，若发送交通异常行为，将所述视频信息发送至信号总线。

2.根据权利要求1所述的智能交通服务站，其特征在于，所述目标控制对象还包括交通信息发布设备。

3.根据权利要求2所述的智能交通服务站，其特征在于，所述车辆定位辅助设备为基于DSRC的北斗差分定位增强系统；

所述北斗差分定位增强系统包括基准站和移动站；所述基准站设置有北斗观测站和信息站DSRC-RSU，所述移动站设置有北斗接收机和车载OBU；

所述北斗观测站产生的数据，通过网络传输到附近区域的信息站DSRC-RSU上，所述信息站DSRC-RSU通过专用短程通讯传送给移动站，所述移动站通过车载OBU接收数据并转送给所述北斗接收机，所述北斗接收机完成车辆的差分精确定位。

4.根据权利要求1所述的智能交通服务站，其特征在于，所述移动基站设备为5G微基站通讯设备。

5.根据权利要求1所述的智能交通服务站，其特征在于，所述车路协同设备支持LTE-V和DSRC 802.11p的双标准RSU接入。

6.根据权利要求1至5任一所述的智能交通服务站，其特征在于，还包括：

能源系统，用于为所述智能交通服务站提供电能。

7.一种智能交通调度的方法，其特征在于，适用于上述权利要求1至6任一项所述的智能交通服务站，所述方法包括：

通过智能交通服务站的辅助设备以及交通信息采集系统获取路面上的预设的交通环境信息；所述交通环境信息包括路面状态信息、天气信息以及路面上的车辆信息；

通过所述智能交通服务站的交通分析系统对所述交通环境信息按照信息属性分类；

通过所述智能交通服务站的交通决策系统根据所述分类后的交通环境信息以及预设的交通决策算法，生成所述交通环境信息对应的交通决策；

通过所述智能交通服务站的交通控制系统根据所述交通决策确定目标控制对象，生成各目标控制对象对应的控制指令；

通过所述智能交通服务站的交通发布系统向各个所述目标控制对象发送对应的控制指令；所述目标控制对象包括服务中心、路面上的车载终端和其他智能交通服务站；所述服务中心通过网络连接多个所述智能交通服务站，多个所述智能交通服务站彼此通信连接。

8.一种智能交通服务系统，其特征在于，包括：服务中心，以及多个如权利要求1至6任一项所述的智能交通服务站；

多个所述智能交通服务站分别与所述服务中心通信连接，并且多个所述智能交通服务站彼此通信连接。

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