CN109615867A - 一种面向交通疏导的智能道路系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种面向交通疏导的智能道路系统，包括：传感网层，包括布置于路面的传感器节点以及设置于车辆终端的车速传感器和GPS定位单元；沿道路分布式设置的若干路侧存储单元，用于接收并存储各路段的车辆周边信息并发送至雾设备层，且不同的路侧存储单元之间，在通信范围内可以进行信息交互；雾设备层，用于根据车辆周边信息判定路况状态，路况状态包括畅通状态、拥挤状态和堵塞状态；云设备层，用于汇总各路段的路况状态和车辆周边信息并发送至交通控制中心，交通控制中心将各路段的路况状态和车辆周边信息通过广播公布。本发明的技术方案解决了现有技术中的交通数据分析的延迟及网络堵塞的问题。

Description

一种面向交通疏导的智能道路系统
技术领域
本发明涉及车联网技术领域，具体而言，尤其涉及一种面向交通疏导的智能道路系统。
背景技术
现如今，车联网已经渗透到当今各个行业和业务职能领域，成为信息时代不可分割的一部分。不论互联网的兴起如何改变汽车，汽车的基本属性都是交通工具，其最切实的目标是将用户高效、安全地传送到目的地。
然而事实上，2003年10月，大量车辆在北京八达岭高速公路拥挤排队近10天；2006年12月京沪高速70余量车因雾大路滑接连相撞多人重伤；2012年7月北京特大暴雨淹没大量车辆，造成了巨大的经济损失；2018年8月大连特大暴雨不但导致车辆拥挤、甚至还因漏电致使人员伤亡。
可见恶劣天气、交通拥堵以及交通事故频发等痛点使我们无法实现这一最基本的功能。现有的交通疏导方法主要存在以下弊端：
1、没有形成一个较完善、较系统的架构，只是单一地安装公路导杆、智能交通灯、传感器，或是引入GPS、GPRS等，这些设备和技术价格高昂、甚至有些收效寥寥，大量安装以实现交通疏导是不现实的；
2、采集车辆、路面信息，大多需要传到遥远控制中心进行数据分析、处理，接着再反馈给用户，这种机制可以说是非常耗时低效的；
3、海量数据全部都要存储在控制中心处，网络堵塞、高延迟等劣势是不可避免的，一旦中心网络崩溃了，其后果是不堪设想的；
4、现有的车联网中，路侧单元RSU(Road Side Unit)是整个网络获取信息的重要枢纽，然而，由于车辆终端具有高动态性，网络连接难以维持，且RSU的价格高昂，因此大量部署RSU以保证交通疏导是不现实的。
发明内容
根据上述提出现有技术中交通数据分析的延迟及网络堵塞的技术问题，而提供一种面向交通疏导的智能道路系统。本发明主要根据不同的路况、以及用户本身不同的需求有不同交通疏导方法的智能、系统的架构，从而使用户自己可以直观的了解周围路况状态并解决传统技术延迟极高的问题。
本发明采用的技术手段如下：
一种面向交通疏导的智能道路系统，包括：
传感网层，包括布置于路面的传感器节点以及设置于车辆终端的车速传感器和GPS定位单元，用于采集车辆周边信息；传感网层将采集的车辆周边信息发送至通信范围内的路侧存储单元；所述车辆周边信息包括车流量、积水、积冰、车速和出行路线等数据以及路况视频；
沿道路分布式设置的若干路侧存储单元，用于接收并存储各路段的车辆周边信息并发送至雾设备层，且不同的路侧存储单元之间，在通信范围内可以进行信息交互；
雾设备层，用于根据车辆周边信息判定路况状态，路况状态包括畅通状态、拥挤状态和堵塞状态；
当判定路况状态为畅通状态时，雾设备层将路况状态发送至通信范围内的路侧存储单元及车辆终端；
当判定路况状态为拥挤状态或堵塞状态时，雾设备层将路况状态发送至通信范围内的路侧存储单元和车辆终端，同时将路况状态和车辆周边信息通过基站发送至云设备层；
云设备层，用于汇总各路段的路况状态和车辆周边信息并发送至交通控制中心，交通控制中心将各路段的路况状态和车辆周边信息通过广播公布。
进一步地，车流量数据通过红外传感器采集；积水数据通过水深传感器采集；积冰数据通过积冰传感器采集；路况视频通过摄像头采集。
进一步地，路侧存储单元包括：
通信模块，用于在通信范围内接收传感网层发送的车辆周边信息以及在车辆终端、雾设备层和其他路侧存储单元之间接收或发送信息；
存储模块，用于存储车辆周边信息以及路况状态。
进一步地，雾设备发送路况状态时的优先级由高到低依次为堵塞状态、拥挤状态和畅通状态。
进一步地，车辆终端与传感网层和路测存储单元在802.11p标准下进行通信。
进一步地，传感网层与路测存储单元在802.15.4标准下进行通信。
进一步地，雾设备层布置于道路的易积水积冰或车流量较大处。
进一步地，雾设备层与路测存储单元采用远距离光纤传输方式通信。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明提供的面向交通疏导的智能道路系统，从网络架构的角度出发，将传感网层、车辆终端、路侧存储单元、云雾设备层系统地结合起来，实现了成本与交通疏导间的有效平衡。
2、本发明提供的面向交通疏导的智能道路系统，提出了一种分布式存储设备，路侧存储单元RSSU，通过增加低成本的存储功能，可以大量存储周边的车速、车流量、出行路线、积水积冰等信息，车辆终端通过与路侧存储单元的交互可以获取周围路况数据、甚至是视频，直观地看到具体的拥堵状态。
3、本发明提供的面向交通疏导的智能道路系统，通过雾设备对数据进行过滤，例如畅通状态下的相关数据，在产生的地方就可以被处理掉，不需要上传、存储在遥远的云端，降低了网络中心负担太大甚至崩溃的风险；同时雾设备还会对路况状态做出初步判定，按照堵塞状态最高、拥挤状态其次、畅通状态最次的优先级进行相应的处理；不同的路况和用户自身不同的需求，有不同的交通疏导方式，因势利导，更加精准地完成交通疏导，实现车联网用户的高效、安全出行。
综上，应用本发明的技术方案根据不同的路况、以及用户本身不同的需求有不同交通疏导方法的智能、系统的架构，从而使用户自己可以直观的了解周围路况状态并解决传统技术延迟极高的问题。因此，本发明的技术方案解决了现有技术中交通数据分析的延迟及网络堵塞的问题。
基于上述理由本发明可在车联网等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述的面向交通疏导的智能道路系统模型示意图。
图2为本发明所述的面向交通疏导的智能道路系统模型示意图。
图3为本发明所述的交通疏导流程框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明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。此外，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。
实施例1
如图1-3所示，本发明提供了一种面向交通疏导的智能道路系统，包括：
传感网层，包括布置于路面的传感器节点以及设置于车辆终端的车速传感器和GPS定位单元，用于采集车辆周边信息；传感网层将采集的车辆周边信息发送至通信范围内的路侧存储单元；所述车辆周边信息包括车流量、积水、积冰、车速和出行路线等数据以及路况视频；
沿道路分布式设置的若干路侧存储单元，用于接收并存储各路段的车辆周边信息并发送至雾设备层，且不同的路侧存储单元之间，在通信范围内可以进行信息交互；
雾设备层，用于根据车辆周边信息判定路况状态，路况状态包括畅通状态、拥挤状态和堵塞状态；
其中，当道路上车辆畅通路况状态良好时即为畅通状态；当车辆不再畅通或路面出现少量积水、积冰时即为拥挤状态；当道路上车辆无法前行时即为堵塞状态；
当判定路况状态为畅通状态时，雾设备层将路况状态发送至通信范围内的路侧存储单元及车辆终端；
当判定路况状态为拥挤状态或堵塞状态时，雾设备层将路况状态发送至通信范围内的路侧存储单元和车辆终端，同时将路况状态和车辆周边信息通过基站发送至云设备层；
云设备层，用于汇总各路段的路况状态和车辆周边信息并发送至交通控制中心，交通控制中心将各路段的路况状态和车辆周边信息通过广播公布。
在本发明所述的智能道路系统中，传感网层是触觉系统，具有规模大、性价比高等诸多优点，用于采集周围诸如车速、车流量、出行路线、积水积冰等数据、路况视频，更好地推动精准高效的交通疏导；
同时，区别于传统的RSU，本发明提出了路侧存储单元RSSU(Road Side StorageUnit)，即一种分布式存储设备，RSSU较传统的RSU相比存储功能强大，用来大量存储数据、路况视频并发送给雾设备层，雾设备层判定路况状态并及时给RSSU反馈。车辆终端接收到拥挤状态信号时，用户可以结合自身情况决定是否变更路线；接收到堵塞状态信号时则必须变更路线。
雾设备层和云设备层，相当于本系统的大脑，雾设备在网络边缘对信息进行初步处理，一部分数据，如畅通状态下的相关数据，在产生的地方就可以被处理掉，不需要上传、存储在遥远的云端，降低了网络中心负担太大甚至崩溃的风险；
交通控制中心还可以根据云设备层汇总的各路段的路况状态和车辆周边信息制定用户的最优出行路线，且对路面状况恶劣、交通拥堵或存在例如高速运行的违法车辆时会及时报警，还可以通过广播、微博、导航APP公布路况状态，从而实现车联网用户的高效、安全出行，使整个系统的触觉、神经、大脑协同合作于交通疏导中去，实现用户的高效、安全出行。
进一步地，车流量数据通过红外传感器采集；积水数据通过水深传感器采集；积冰数据通过积冰传感器采集；路况视频通过摄像头采集。
进一步地，路侧存储单元包括：
通信模块，用于在通信范围内接收传感网层发送的车辆周边信息以及在车辆终端、雾设备层和其他路侧存储单元之间接收或发送信息；
存储模块，用于存储车辆周边信息以及路况状态；
优选地，路侧存储单元还包括定位模块，用于采集路侧存储单元的位置信息。
进一步地，雾设备发送路况状态时的优先级由高到低依次为堵塞状态、拥挤状态和畅通状态。
进一步地，车辆终端与传感网层和路测存储单元在802.11p标准下进行通信。
进一步地，传感网层与路测存储单元在802.15.4标准下进行通信。
进一步地，雾设备层布置于道路的易积水积冰或车流量较大处；
优选地，雾设备层布置于低洼区域、高速公路或十字路口。
进一步地，雾设备层与路测存储单元采用远距离光纤传输方式通信。
采用本发明所述的面向交通疏导的高性价比智能道路系统，将传感网、车辆终端、云雾设备结合起来，分别作为本系统的触觉系统、神经系统、大脑协同合作于交通疏导中去，做到了成本与交通疏导间的有效平衡，实现了用户的高效、安全出行。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种面向交通疏导的智能道路系统，其特征在于，包括：
传感网层，包括布置于路面的传感器节点以及设置于车辆终端的车速传感器和GPS定位单元，用于采集车辆周边信息；传感网层将采集的车辆周边信息发送至通信范围内的路侧存储单元；所述车辆周边信息包括车流量、积水、积冰、车速和出行路线等数据以及路况视频；
沿道路分布式设置的若干路侧存储单元，用于接收并存储各路段的车辆周边信息并发送至雾设备层，且不同的路侧存储单元之间，在通信范围内可以进行信息交互；
雾设备层，用于根据车辆周边信息判定路况状态，路况状态包括畅通状态、拥挤状态和堵塞状态；
当判定路况状态为畅通状态时，雾设备层将路况状态发送至通信范围内的路侧存储单元及车辆终端；
当判定路况状态为拥挤状态或堵塞状态时，雾设备层将路况状态发送至通信范围内的路侧存储单元和车辆终端，同时将路况状态和车辆周边信息通过基站发送至云设备层；
云设备层，用于汇总各路段的路况状态和车辆周边信息并发送至交通控制中心，交通控制中心将各路段的路况状态和车辆周边信息通过广播公布。
2.根据权利要求1所述的面向交通疏导的智能道路系统，其特征在于，车流量数据通过红外传感器采集；积水数据通过水深传感器采集；积冰数据通过积冰传感器采集；路况视频通过摄像头采集。
3.根据权利要求1所述的面向交通疏导的智能道路系统，其特征在于，路侧存储单元包括：
通信模块，用于在通信范围内接收传感网层发送的车辆周边信息以及在车辆终端、雾设备层和其他路侧存储单元之间接收或发送信息；
存储模块，用于存储车辆周边信息以及路况状态。
4.根据权利要求1所述的面向交通疏导的智能道路系统，其特征在于，雾设备发送路况状态时的优先级由高到低依次为堵塞状态、拥挤状态和畅通状态。
5.根据权利要求1所述的面向交通疏导的智能道路系统，其特征在于，车辆终端与传感网层和路测存储单元在802.11p标准下进行通信。
6.根据权利要求1所述的面向交通疏导的智能道路系统，其特征在于，传感网层与路测存储单元在802.15.4标准下进行通信。
7.根据权利要求1所述的面向交通疏导的智能道路系统，其特征在于，雾设备层布置于道路的易积水积冰或车流量较大处。
8.根据权利要求1所述的面向交通疏导的智能道路系统，其特征在于，雾设备层与路测存储单元采用远距离光纤传输方式通信。
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