CN111599191A - 一种大数据应用于交通的智能化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的属于交通管理技术领域，具体为一种大数据应用于交通的智能化系统，信号灯管理单元、路况管理单元、智能分流单元和数据调控单元，所述路况管理单元输出连接信号灯管理单元和数据管理单元，数据管理单元输出连接数据传输单元所述数据传输单元双向连接云端管理单元和终端管理单元，所述数据存储单元输出连接中能粉六单元，所述智能分流单元输出连接数据调控单元，所述数据调控单元输出连接信号灯管理单元，通过对信号灯进行机械化管理的同时，通过对大数据进行应用，采用拥堵分流算法，智能化调节各个路口的信号灯转换时间，从而最大程度的进行分流调节，减少城市拥堵的情况发生，同时方便对数据处理。

Description

一种大数据应用于交通的智能化系统

技术领域

本发明涉及交通管理技术领域，具体为一种大数据应用于交通的智能化系统。

背景技术

交通管理是指按照交通法规的要求、规定和道路交通的实际状况，运用教育、技术等手段合理地限制和科学地组织、指挥交通。正确处理道路交通中人、车、道之间的关系，使交通尽可能安全、通畅、公害小和能耗少。

现有的交通管理中，大多采用线下的方式进行管理，通过各个传感器进行交通路口的管理，再将信息通过信号线输出，此种交通管理方式在使用时受到的局限性较大，且不能快速的对当前路况等信息进行分析处理，同时针对大数据领域，现有交通管理并没有通过大数据进行路况分析处理，造成交通管理比较机械化，不能根据数据进行操作，造成个性化管理数据性能较低的问题发生。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有交通管理中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种大数据应用于交通的智能化系统，能够根据大数据进行智能化调节交通管理数据，提高交通管理性能。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种大数据应用于交通的智能化系统，包括信号灯管理单元、路况管理单元、数据管理单元、数据传输单元、云端管理单元、终端管理单元、数据存储单元、智能分流单元和数据调控单元，所述路况管理单元输出连接信号灯管理单元和数据管理单元，数据管理单元输出连接数据传输单元所述数据传输单元双向连接云端管理单元和终端管理单元，所述终端管理单元输出连接数据存储单元，所述数据存储单元输出连接中能粉六单元，所述智能分流单元输出连接数据调控单元，所述数据调控单元输出连接信号灯管理单元。

作为本发明所述的一种大数据应用于交通的智能化系统的一种优选方案，其中：所述路况管理单元包括红外传感器、雷达探测器、热成像仪和压力传感器，所述数据管理单元为中央处理器和寄存器，所述中央处理器与红外传感器、雷达探测器、热成像仪、压力传感器和寄存器连接，所述中央处理器通过数据传输单元与云端管理单元连接。

作为本发明所述的一种大数据应用于交通的智能化系统的一种优选方案，其中：所述数据传输单元包括有线传输单元和无线传输单元，所述有线传输单元分别与数据管理单元和终端管理单元连接，所述终端管理单元和数据管理单元均通过无线传输单元与云端管理单元连接。

作为本发明所述的一种大数据应用于交通的智能化系统的一种优选方案，其中：所述终端管理单元为远程处理器，所述数据存储单元与远程处理器连接，所述数据存储单元包括数据存储器和信号存储器，所述数据存储器与智能分流单元连接。

作为本发明所述的一种大数据应用于交通的智能化系统的一种优选方案，其中：所述智能分流单元基于数据存储单元中数据存储器产生的路况信息运行，所述智能分流单元基于拥堵分流算法使用。

作为本发明所述的一种大数据应用于交通的智能化系统的一种优选方案，其中：所述数据调控单元基于智能分流单元产生的分流数据运行，所述数据调控单元与信号灯管理单元之间无线连接，所述信号灯管理单元包括调节器和信号灯组，所述调节器与数据调控单元连接，所述调节器输出连接信号灯组。

与现有技术相比：现有的交通管理中，大多采用线下的方式进行管理，通过各个传感器进行交通路口的管理，再将信息通过信号线输出，此种交通管理方式在使用时受到的局限性较大，且不能快速的对当前路况等信息进行分析处理，同时针对大数据领域，现有交通管理并没有通过大数据进行路况分析处理，造成交通管理比较机械化，不能根据数据进行操作，造成个性化管理数据性能较低的问题发生，本申请文件中，通过对信号灯进行机械化管理的同时，通过对大数据进行应用，采用拥堵分流算法，智能化调节各个路口的信号灯转换时间，从而最大程度的进行分流调节，减少城市拥堵的情况发生，同时方便对数据处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，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它的附图。其中：

图1为本发明一种大数据应用于交通的智能化系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明提供一种大数据应用于交通的智能化系统，请参阅图1，包括信号灯管理单元、路况管理单元、数据管理单元、数据传输单元、云端管理单元、终端管理单元、数据存储单元、智能分流单元和数据调控单元，所述路况管理单元输出连接信号灯管理单元和数据管理单元，数据管理单元输出连接数据传输单元所述数据传输单元双向连接云端管理单元和终端管理单元，所述终端管理单元输出连接数据存储单元，所述数据存储单元输出连接中能粉六单元，所述智能分流单元输出连接数据调控单元，所述数据调控单元输出连接信号灯管理单元。

请再次参阅图1，所述路况管理单元包括红外传感器、雷达探测器、热成像仪和压力传感器，所述数据管理单元为中央处理器和寄存器，所述中央处理器与红外传感器、雷达探测器、热成像仪、压力传感器和寄存器连接，所述中央处理器通过数据传输单元与云端管理单元连接，具体的，红外传感器、雷达探测器、热成像仪和压力传感器形成‘电子眼’探测系统，实现对交通进行管制，减少交通混乱的情况发生，同时中央处理器对产生的信号进行处理，再次输出到寄存器中，即可进行数据的短暂存储。

请再次参阅图1，所述数据传输单元包括有线传输单元和无线传输单元，所述有线传输单元分别与数据管理单元和终端管理单元连接，所述终端管理单元和数据管理单元均通过无线传输单元与云端管理单元连接，具体的，数据传输单元用于将寄存器中产生的数据输出到云端，同时可以将终端管理数据输出到云端，可以将云端数据下载到终端管理单元中，实现数据的传输。

请再次参阅图1，所述终端管理单元为远程处理器，所述数据存储单元与远程处理器连接，所述数据存储单元包括数据存储器和信号存储器，所述数据存储器与智能分流单元连接，具体的，终端管理单元用于进行远程的数据管理，对多个路况管理单元产生的信息进行统一化的处理，然后输出到数据存储单元中，进行数据的存储，方便与智能分流单元连接，进行分流操作。

请再次参阅图1，所述智能分流单元基于数据存储单元中数据存储器产生的路况信息运行，所述智能分流单元基于拥堵分流算法使用，具体的，智能分流单元根据多个路况管理单元产生的路况信息的整合数据，进行分配处理操作，根据拥堵分流算法，进行路况信息分流，将拥堵区域车辆进行分流操作，拥堵分流算法具有实时性、智能化高的特点，该算法设计了一个五维向量作为输入信息，采用向量组优先级比较的方法，通过对道路端口计算来生成最优化路径，拥堵分流算法生成其他最优备选道路，从而有效的实现了拥堵分流，使城市交通性能得到优化；

该算法的思想就是要在整个城市中形成连接到各个地点的树形道路，各个地点的道路连接点处(道路汇聚点)通过交通流量采集设备获得道路流量信息，道路汇聚点通过信息数据包(IDU)的交换来进行计算，选定城市交通网中的根汇聚点(Root ConvergencePoint)i和指定汇聚点(Designated Convergence Point)，确定道路端口的角色是根端口(Root Port)、指定端口(Designated Port)或者备用端口(alternate Port)。经过计算后，生成了一个无环路的“树”型交通通行率最小的道路结构；

城市交通网络内各个道路汇聚点(Convergence Point)根据每个道路端口优先级向量决定每个道路端口角色。这些角色分别为：root port，designated port,alternateport,alternate 1port。

(1)城市交通网络中汇聚点不是根汇聚点，且该汇聚点的某个端口优先向量来源于根汇聚点，那么该端口是根端口(root port)；

(2)道路路径端口优先向量来源于指定向量，则该端口是交通网络中的道路指定端口(designated port)；

(3)城市交通网中，除了根端口外，汇聚点某个端口的端口优先向量是从其他汇聚点接收来的，该端口是替代端口(alternated port)。

向量组优先级比较

每个道路端口将参与运算的关键参数字段构成一个五维向量：

{Root Convergence Point,Root Path Cost,Designated Convergence Point,Designated Port,RcvPort}，汇聚点各个道路端口通过比较彼此交换的IDU包中的五元向量组进行优先级确定，优先级比较顺序是从左至右，如果靠前的向量值小，则表明为优先向量组。五维向量组的比较过程如下：

(1)计算Root Convergence Point：在道路交通网络中各个汇聚点首先推举一个汇聚点作为树形道路的根汇聚点，推举依据是各个汇聚点的优先值，优先值的选择根据汇聚点在城市交通中重要程度和设计标准选择，值范围为[0，1]，计算公式下所示：

Root Convergence Point＝Priority(Convergence Point{n})；

(2)计算累积拥堵因子Root Path Cost：如果汇聚点本身是根汇聚点，则到根汇聚点路径开销为0，否则就为其他汇聚点所收到的IDU的Root Path Cost(receive)值与收到该配置消息的道路端口拥堵因子(Port Cost)之和。拥堵因子Root Path Cost计算公式如下所示：

Root Path Cost＝Root Path Cost(receive)+Port Cost(receive)；

(3)确定指定汇聚点和Designated Port：一条道路路径分别连接到两个不同的汇聚点，根据以上公式的计算结果，Root Path Cost最优先，即拥堵因子值最小的汇聚点为指定汇聚点。一条道路链路中所属指定汇聚点的端口为指定端口(Designated Port)；

(4)确定根端口(Root Port)和替代端口(Alternate Port)：非根汇聚点上接收的最优五元向量组的端口为根端口。除了根端口和指定端口，其余的端口都是替代端口，这样就构成了一个逻辑树形结构的最低拥堵交通网络。

请再次参阅图1，所述数据调控单元基于智能分流单元产生的分流数据运行，所述数据调控单元与信号灯管理单元之间无线连接，所述信号灯管理单元包括调节器和信号灯组，所述调节器与数据调控单元连接，所述调节器输出连接信号灯组，具体的，数据调控单元用于对产生的分流信息的是计划操作，输出到信号灯管理单元进行信号管理，通过调节器调节信号灯组的状态变化时间，进行分流操作。

在具体使用过程中，在正常情况下，路况管理单元对信号灯管理单元进行控制，根据信号灯管理单元中调节器设定的程序，进行信号灯变化，通过路况管理单元对路况信息进行监测，按照此种方法，通过多个路况管理单元进行多个道路的路况信息进行监测，并将监测信息输出到数据管理单元中进行处理寄存，再通过数据传输单元输出到云端管理单元进行数据管理，云端管理单元进行数据整合后，终端管理单元通过数据传输单元将整合后的数据从云端管理单元进行下载，下载的数据输出到数据存储单元中，智能分流单元读取数据存储单元中的信息，根据读取信息，进行数据分流操作，将分流信息输出到数据调控单元中进行调控，数据调控单元将调控信息直接输出到信号灯管理单元中，信号灯管理单元根据调控信息，通过调节器直接控制信号灯组进行信号灯变换调节，实现分流操作。

虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (6)

1.一种大数据应用于交通的智能化系统，其特征在于：包括信号灯管理单元、路况管理单元、数据管理单元、数据传输单元、云端管理单元、终端管理单元、数据存储单元、智能分流单元和数据调控单元，所述路况管理单元输出连接信号灯管理单元和数据管理单元，数据管理单元输出连接数据传输单元所述数据传输单元双向连接云端管理单元和终端管理单元，所述终端管理单元输出连接数据存储单元，所述数据存储单元输出连接中能粉六单元，所述智能分流单元输出连接数据调控单元，所述数据调控单元输出连接信号灯管理单元。

2.根据权利要求1所述的一种大数据应用于交通的智能化系统，其特征在于：所述路况管理单元包括红外传感器、雷达探测器、热成像仪和压力传感器，所述数据管理单元为中央处理器和寄存器，所述中央处理器与红外传感器、雷达探测器、热成像仪、压力传感器和寄存器连接，所述中央处理器通过数据传输单元与云端管理单元连接。

3.根据权利要求2所述的一种大数据应用于交通的智能化系统，其特征在于：所述数据传输单元包括有线传输单元和无线传输单元，所述有线传输单元分别与数据管理单元和终端管理单元连接，所述终端管理单元和数据管理单元均通过无线传输单元与云端管理单元连接。

4.根据权利要求1所述的一种大数据应用于交通的智能化系统，其特征在于：所述终端管理单元为远程处理器，所述数据存储单元与远程处理器连接，所述数据存储单元包括数据存储器和信号存储器，所述数据存储器与智能分流单元连接。

5.根据权利要求4所述的一种大数据应用于交通的智能化系统，其特征在于：所述智能分流单元基于数据存储单元中数据存储器产生的路况信息运行，所述智能分流单元基于拥堵分流算法使用。

6.根据权利要求5所述的一种大数据应用于交通的智能化系统，其特征在于：所述数据调控单元基于智能分流单元产生的分流数据运行，所述数据调控单元与信号灯管理单元之间无线连接，所述信号灯管理单元包括调节器和信号灯组，所述调节器与数据调控单元连接，所述调节器输出连接信号灯组。

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