CN111882868A - 一种基于5g车联网的城市智慧交通管理系统 - Google Patents

一种基于5g车联网的城市智慧交通管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种基于5G车联网的城市智慧交通管理系统，包括：设置在各车辆中的车载终端和云管理平台；车载终端，用于采集道路交通信息并发送到云管理平台；云管理平台用于对车辆终端发送的道路交通信息进行管理，包括对道路交通信息进行整合和/或推送；其中车载终端包括通信单元，通信单元通过5G‑V2X模块实现与云管理平台或其他车载终端的数据传输。本发明通过在车辆中设置车载终端作为车辆节点，云管理平台收集由车辆节点采集的道路交通信息进行管理，将道路交通信息及时发布出去，提高了道路交通信息的传播效率和质量。

Description

一种基于5G车联网的城市智慧交通管理系统
技术领域
本发明涉及智慧交通技术领域，特别是一种基于5G车联网的城市智慧交通管理系统。
背景技术
当城市道路中如出现突发的交通异常状况，如交通意外或者道路坍塌等突发情况，其需要对道路进行封闭，而该道路无法继续通行。然而，在道路交通异常状况刚发生的时候，其必定会造成车流的拥堵，由于后方车辆无法及时得知道路出现的突发情况，因此可能会存在大量车流依然涌入该道路，造成交通瘫痪。现有技术中，当出现交通异常状况后，由现场人员将异常状况报告到交通总台，然后由总台发布道路异常消息，以使得其他车辆在收到异常消息后对其路径规划进行调整。但是由于可能总台处理不及时或者信息发布不及时的原因，在异常发生时已经向着事故道路行驶的车辆通常无法得到及时的通知信息而涌入交通异常路段。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种基于5G车联网的城市智慧交通管理系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提出一种基于5G车联网的城市智慧交通管理系统，包括：
设置在各车辆中的车载终端和云管理平台；
车载终端，用于采集道路交通信息并发送到云管理平台；
云管理平台用于对车辆终端发送的道路交通信息进行管理，包括对道路交通信息进行整合和/或推送；
其中车载终端包括通信单元，通信单元通过5G-V2X模块实现与云管理平台或其他车载终端的数据传输。
在一种实施方式中，的道路交通信息包括交通事故或道路封闭的交通异常信息；
当检测到车辆前方出现交通异常时，车载终端将交通异常信息发送到云管理平台。
在一种实施方式中，当车辆检测到前方出现交通异常时，进一步包括：
通过车载终端将交通异常信息通过通信单元以广播的形式发送到其通信范围内的其它车载终端中。
在一种实施方式中，将车载终端作为车辆节点，各车辆终端实时采集其自身车辆节点的状态信息，包括车辆行驶速度，行驶方向，位置信息；通过单跳广播的形式传输给一跳范围内的邻居车辆节点；同时车辆终端接收来自邻居车辆节点发送的邻居车辆状态信息，获取其一跳范围内各邻居车辆节点的状态信息；
当检测到车辆前方出现交通异常时，车载终端从源节点的邻居车辆节点中选择合适的中继节点，将中继节点对应的ID信息连同交通异常信息打包成紧急数据包，对该紧急信息进行广播；由中继节点接收到该紧急数据包后，对该交通异常信息在中继节点的一跳范围内进行广播，以将该交通异常信息通知到中继节点的邻居车辆节点中；以及由中继节点将该交通异常信息发送到云管理平台。
本发明的有益效果为：
1)本发明系统通过在车辆中设置车载终端作为车辆节点，云管理平台收集由车辆节点采集的道路交通信息进行管理，将道路交通信息及时发布出去，提高了道路交通信息的传播效率和质量。
2)本发明系统基于5G-V2X模块实现道路交通信息的数据传输，提高了数据传输的质量和速度。
3)提出一种车载终端通过中继节点传输道路异常信息的技术方案，当发现道路交通异常时，车辆节点寻找最合适的邻居车辆节点作为中继节点，并以中继节点广播该交通异常信息，能够提高了道路交通异常信息的及时传播范围以及传播速度，让靠近交通异常路段的车辆能够第一时间接收到交通异常信息及时作出路径调整。同时通过中继节点将交通异常信息发送到云管理平台进行发布，供距离异常路段稍远的车辆也能够接收到该交通异常信息后及时作出路径规划调整，提高了对交通异常路段的疏导，避免了因大量车流涌入导致交通瘫痪的情况，整体上提高了城市智慧道路管理的水平。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的框架结构图。
具体实施方式
结合以下应用场景对本发明作进一步描述。
参见图1，其示出一种基于5G车联网的城市智慧交通管理系统，包括：
设置在各车辆中的车载终端1和云管理平台2；
车载终端1，用于采集道路交通信息并发送到云管理平台2；
云管理平台2用于对车辆终端发送的道路交通信息进行管理，包括对道路交通信息进行整合和/或推送；
其中车载终端1包括通信单元，通信单元通过5G-V2X模块实现与云管理平台2或其他车载终端1的数据传输。
上述实施方式中，通过在车辆中设置车载终端1作为车辆节点，云管理平台2收集由车辆节点采集的道路交通信息进行管理，将道路交通信息及时发布出去，提高了道路交通信息的传播效率和质量。
基于5G-V2X模块实现道路交通信息的数据传输，提高了数据传输的质量和速度。同时，在满足现实情况中对数据传输的速度和质量要求的情况下，该5G-V2X模块在实际情况中也可以采用基于4G、LTE-V2X等技术进行数据传输。
在一种实施方式中，的道路交通信息包括交通事故或道路封闭的交通异常信息；
当检测到车辆前方出现交通异常时，车载终端1将交通异常信息发送到云管理平台2。
在一种实施方式中，当车辆检测到前方出现交通异常时，进一步包括：
通过车载终端1将交通异常信息通过通信单元以广播的形式发送到其通信范围内的其它车载终端1中。
在一种实施方式中，将车载终端1作为车辆节点，各车辆终端实时采集其自身车辆节点的状态信息，包括车辆行驶速度，行驶方向，位置信息；通过单跳广播的形式传输给一跳范围内的邻居车辆节点；同时车辆终端接收来自邻居车辆节点发送的邻居车辆状态信息，获取其一跳范围内各邻居车辆节点的状态信息；
当检测到车辆前方出现交通异常时，以车载终端1所在的车辆节点作为源节点，从源节点的邻居车辆节点中选择合适的中继节点，将中继节点对应的ID信息连同交通异常信息打包成紧急数据包，对该紧急信息进行广播；当该中继节点接收到该紧急数据包后，对该交通异常信息在其一跳范围内进行广播，以将该交通异常信息通知到中继节点的邻居车辆节点中；以及由中继节点将该交通异常信息发送到云管理平台2。
上述实施方式中，当发现道路交通异常时，车辆节点寻找最合适的邻居车辆节点作为中继节点，并以中继节点广播该交通异常信息，以车辆节点间传递该交通异常信息，其相比于通过云管理平台2传播交通异常信息的速度更快，能够提高了道路交通异常信息的及时传播范围以及传播速度，让靠近交通异常路段的车辆能够第一时间接收到交通异常信息及时作出路径调整。
同时通过中继节点将交通异常信息发送到云管理平台2进行发布，供距离异常路段稍远的车辆也能够接收到该交通异常信息后及时作出路径规划调整，提高了对交通异常路段的疏导，避免了因大量车流涌入导致交通瘫痪的情况，整体上提高了城市智慧道路管理的水平。
在一种实施方式中，车载终端1从源节点的邻居车辆节点中选择合适的中继节点，其选择中继节点的方式包括：
根据接收的邻居车辆节点的状态信息，从中筛选出符合要求的候选节点，其中候选节点需同时满足以下条件：邻居车辆节点的行驶方向与源节点相同、邻居车辆节点的位置位于源节点的后方；根据上述条件筛选出候选节点，并分别计算候选节点的节点性能，其中候选节点的节点性能由以下函数获取：
Figure BDA0002568025300000041
式中，Yj表示第j个候选节点的性能评分，其中j＝1，2，...，j，...J，J表示候选节点的总数；vmax表示各候选节点车辆行驶速度的最大值，vi表示第j个候选节点的车辆行驶速度；Lj表示第j个候选节点的广播数据传输半径，L′表示源节点的广播数据传输半径，Di表示第j个候选节点与源节点之间的距离，DA表示设定的间距标准值，α1、α2、α3分别表示设定的调节因子；
根据候选节点的性能评分，选取性能评分最高的候选节点作为中继节点，并将交通异常信息发送到该中继节点，由该中继节点对交通异常信息进行广播，以使得中继节点范围内的其它邻居车辆节点能够即时收到该交通异常信息。
上述实施方式中，提出了一种通过中继节点广播交通异常信息的技术方案，与源节点直接广播交通异常信息到其邻居车辆节点相比，由于当道路出现交通异常时，其需要及时、急切知道该交通异常信息的应该是即将到达但还没到达该路段的车辆，以使得这些车辆能够及时作出路径调整；因此目标车辆应当为位于源节点后方的其它车辆，因此，在源节点后方选择合适的中继节点进行广播，能够提高源节点后方的信息广播覆盖范围，提高交通异常信息的传达质量。该信息传播方式能够通过云管理平台2统一发布的消息更先一步得知道路异常信息，有效降低交通瘫痪的可能性。
同时针对上述情况，为避免信息的重复发布，因此上述方式可同时通过中继节点上传至云管理平台2；或者由源节点上传至云管理平台2，可根据实际情况进行设置。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当分析，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (4)

1.一种基于5G车联网的城市智慧交通管理系统，其特征在于，包括：
设置在各车辆中的车载终端和云管理平台；
所述车载终端，用于采集道路交通信息并发送到云管理平台；
所述云管理平台用于对车辆终端发送的道路交通信息进行管理，包括对道路交通信息进行整合和/或推送；
其中车载终端包括通信单元，所述通信单元通过5G-V2X模块实现与云管理平台或其他车载终端的数据传输。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G车联网的城市智慧交通管理系统，其特征在于，所述的道路交通信息包括交通事故或道路封闭的交通异常信息；
当检测到车辆前方出现交通异常时，车载终端将交通异常信息发送到云管理平台。
3.根据权利要求2所述的一种基于5G车联网的城市智慧交通管理系统，其特征在于，当车辆检测到前方出现交通异常时，进一步包括：
通过车载终端将交通异常信息通过通信单元以广播的形式发送到其通信范围内的其它车载终端中。
4.根据权利要求2所述的一种基于5G车联网的城市智慧交通管理系统，其特征在于，
将所述车载终端作为车辆节点，各车辆终端实时采集其自身车辆节点的状态信息，包括车辆行驶速度，行驶方向，位置信息；通过单跳广播的形式传输给一跳范围内的邻居车辆节点；同时车辆终端接收来自邻居车辆节点发送的邻居车辆状态信息，获取其一跳范围内各邻居车辆节点的状态信息；
当检测到车辆前方出现交通异常时，车载终端从其邻居车辆节点中选择合适的中继节点，将中继节点对应的ID信息连同交通异常信息打包成紧急数据包，对该紧急信息进行广播；由中继节点接收到该紧急数据包后，对该交通异常信息在中继节点的一跳范围内进行广播，以将该交通异常信息通知到中继节点的邻居车辆节点中；以及由中继节点将该交通异常信息发送到云管理平台。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114143350A (zh) * 2021-12-02 2022-03-04 安徽江淮汽车集团股份有限公司 基于车载云与中心云通信架构的安全通信方法

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