CN111951579A - 一种基于边缘计算的交通运维监管系统和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于边缘计算的交通运维监管系统和设备，其中所述系统包括：边缘服务单元以及与其连接的供配电监管单元、通信传输监管单元、显示监控单元；其中，所述边缘服务单元被配置为至少通过供配电监管单元、通信传输监管单元、显示监控单元获取交通路口的终端设备的运行状态信息，以及获取该交通路口的至少上游路口或下游路口提供的信息，并对所获取的信息进行处理，以优化该交通路口控制信号。从而减轻网络传输压力，降低数据处理的延迟，释放中心计算存储负担，还能避免在与中心通信故障时出现的管理空缺和数据丢失，通过与上下游路口的通信链路实现与中心的数据透传。

Description

一种基于边缘计算的交通运维监管系统和设备

技术领域

本发明属于交通信号机技术领域，具体涉及一种基于边缘计算的交通运维监管系统和设备。

背景技术

目前传统的智能交通运行维护监测与管控模式多是采用集中式处理方式，路口终端直接通过网络连接到中心机房，将所有设备运行状态和采集的数据统一集中至中心计算存储平台，并利用中心建设的超强计算存储能力来对路口交通运行进行管理和控制。

然而，随着交通路口各类智能交通终端设备的不断增多和性能提升，就需要不断提升中心的计算存储的能力，增加路口至中心的网络带宽。同时，现有集中式处理方式还需保障中心与路口终端数据的实时交换，保证传输网络的安全稳定运行，一旦发生网络故障，中心就无法管理路口终端，无法及时解决网络故障期内发生交通的问题。

此外，传统模式在中心无法连接交通路口终端时，无法准确区分是供电问题还是通信问题，时常导致维护人员的重复工作和维护工作的延迟。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种以路口为节点的基于边缘计算的交通运维监管系统和设备，以减轻网络传输压力，提高数据处理效率。

本发明的目的之一还提供了一种通过上下游路口的通信链路实现与中心机房的数据透传的交通运维监管系统和设备。

本发明实施例公开了一种基于边缘计算的交通运维监管系统，包括：边缘服务单元以及与其连接的供配电监管单元、通信传输监管单元、显示监控单元；其中，所述边缘服务单元被配置为至少通过供配电监管单元、通信传输监管单元、显示监控单元获取交通路口的终端设备的运行状态信息，以及获取该交通路口的至少上游路口或下游路口提供的信息，并对所获取的信息进行处理，以优化该交通路口控制信号。

在一个可能的实施例中，所述边缘服务单元还用于基于获取的信息分析并发送故障修复、故障报警、信号配时优化的控制命令。

在一个可能的实施例中，所述供配电监管单元用于监测和管理交通路口的终端设备的电源使用状态。

在一个可能的实施例中，所述通信传输监管单元用于实时采集交通路口的终端设备的数据信息，实现与中心机房和上下游路口的通信连接。

在一个可能的实施例中，所述通信传输监管单元至少包括以下之一：网络电口/光口、4G/5G通信接口、无线对射接口、蓝牙接口、DSRC接口、串口和北斗/GPS通信接口。

在一个可能的实施例中，所述显示监控单元包括触摸交互显示屏和LED宣传显示屏。

在一个可能的实施例中，还包括集成机箱管控模组，用于环境监测和巡更监测，同时实现开关门控制与报警管理。

在一个可能的实施例中，所述交通路口的终端设备包括信号控制设备、电子眼、视频监控和采集发布系统。

一种基于边缘计算的智能交通运维监管设备，包括如前述所述的系统。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明采用边缘计算技术，为交通管理提供了基于路口节点的快速处理能力，实现了以路口为节点的数据交换与控制，对比传统的将终端直接连接中心的管理模式，能有效减轻网络传输压力，降低数据处理的延迟，释放中心计算存储负担，还能避免在与中心通信故障时出现的管理空缺和数据丢失，通过与上下游路口的通信链路实现与中心的数据透传。并在与中心通信故障的情况下，将故障信息通过4G/5G通信模组发送给运维管理人员。

本发明通过对供配电和通信数据的监测管理，可准确判断终端设备的故障问题，还可以通过自动重启，断电复位的控制方式，实现简单故障的自修复功能，从而提升了终端设备的使用效率，减少了维护人员的工作量。

附图说明

图1为本发明实施例的一种系统结构框图；

图2为本发明实施例该系统的网络架构示意图；

图3为本发明实施例的一种设备结构示意框图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

本发明实施例公开一种基于边缘计算的智能交通运维护监管系统，系统集成了边缘服务单元、通信传输监管单元、供配电监管单元、显示管控单元和集成机箱管控模组。系统采用高度集成的整合设计，将交通路口所有交通智能终端的数据管理、供配电、传输通信统一纳入系统，实现各智能终端设备运行状态、供配电和数据通信的监测管控。系统通过承载在边缘服务单元的交通运行维护监测与管控软件实现对交通路口终端设备运行状态的实时监测、运行数据的处理与存储、系统故障的修复与报警，以及交通路口信息的交互传递和中心上传。

以下将结合具体实施方式进行说明。

如图1，一种基于边缘计算的交通运维监管系统，包括：边缘服务单元100以及与其连接的供配电监管单元200、通信传输监管单元300、显示监控单元400；其中，所述边缘服务单元100被配置为至少通过供配电监管单元200、通信传输监管单元300、显示监控单元400获取交通路口的终端设备的运行状态信息，以及获取该交通路口的至少上游路口或下游路口提供的信息，并对所获取的信息进行处理，以优化该交通路口控制信号。

上述基于边缘计算的交通运维监管系统可以安装在多个交通路口，如图2，分别在交通路口1、交通路口2、交通路口N设置基于边缘计算的交通运维监管系统10，并且分别与中心机房的智能交通综合管控平台连接。每个交通路口的系统之间分别与其上游路口、下游路口连接，可以实时获取上下游交通路口的配时信息、OD信息等。每个系统还用于连接路口的终端设备，包括信号控制、电子警察、视频监控和采集发布等系统，以监测这些终端设备通信数据、供配电信息等。

通过交通路口的边缘服务单元节点实时监测各个路口智能终端的供配电和数据通信情况，可准确判断设备运行的故障问题，并通过自修复功能实现简单故障的排除。

其中，边缘服务单元100用于对路口所有终端设备运行情况的全天候监测记录，包括供电信息、通信状态、数据信息等；实现对终端设备故障的自修复控制和报警管理；还用于对路口各系统智能交通终端和上下游边缘节点提供的数据的清理、分析、融合、存储、分发等管理任务；进而对路口交通信号进行智能优化控制。

在一个实施例中，边缘服务单元100可以包括CPU、GPU、Memory、Storage等配套组件，并装载交通运维监测与数据管控软件和配套操作系统、数据库等基础软件，实现对各单元的接入管理、电源管理、通信管理、数据管理、安全管理和控制管理等。主要完成对路口智能终端设备运行维护信息和应用数据信息的采集、存储与管理，以及通过分析处理相关信息后发送故障修复、故障报警、信号配时优化等控制命令。

通过设置边缘服务单元，能实现直接采集分析路口终端和上下游节点提供的数据信息，快速优化路口交通信号配时，避免与中心通信故障时的管理缺失；并且在与中心直连通信出现故障时，还能通过上下游节点实现交通信息的透传。

供配电监管单元200用于全天候监测和管理路口信号控制、电子警察、视频监控和采集发布等系统的电源使用状态。

在一个实施例中，供配电监管单元200可以包括外部电源接入总闸、自动重合闸、多路可远程开关插座、防雷监测模块、交通信号输出监测模块、超限智能控制模块，以及后备不间断电源和大容量铁锂电池等组件。该单元具备电压电流监测报警、网络重启控制和后备电源供电功能，其输出端分别与系统内各设备和智能交通各终端电源输入端相连，实现对每路电源供给的监测与管理，并在外部供电故障的情况下，保障关键设备的正常运行。例如，交通信号输出监测模块与交通信号控制机的灯控输出端相连，该供配电监管单元实现对每路交通信号灯的供电监测，并在出现相关故障时，及时发送故障报警信息。

通信传输监管单元300用于实时采集信号控制、电子警察、视频监控和采集发布等系统的数据信息，实现与中心机房和其它路口系统的通信连接。

在一个实施例中，通信传输监管单元300可以包括网络电口/光口、4G/5G通信接口、无线对射接口、蓝牙接口、DSRC接口、串口和北斗/GPS通信接口。其中，网络电口/光口主要实现路口各终端设备与中心的通信连接；4G/5G通信接口主要保障在中心通信故障的情况下能及时传递故障信息；无线对射接口实现与上下游节点的通信连接；蓝牙接口提供专用配置终端的接入；DSRC接口提供车路协同的通信链路；串口是为智能终端特殊控制和专业协议提供出入输出接口；北斗/GPS通信接口提供系统的定位信息和时钟校准。

通过系统配备有不间断电源和4G/5G通信模块，在路口停电和网络故障时，能准确定位故障信息，并及时传递故障问题，可靠避免维护人员的重复检测，有效提升了维护工作效率。

显示管控单元400用于实现管理者对系统的交互式管理操作，以及外部屏幕的显示管理。

在一个实施例中，显示管控单元400可以包括触摸交互显示屏和LED宣传显示屏两个部件。触摸交互显示屏主要为管理者提供系统配置管理时的信息显示和交互式的管理操作方式。LED宣传显示屏主要提供交通宣传信息、交通提示告警信息，以及一些交通管理者需要显示的信息。

集成机箱管控模组500用于实时监测内部环境和维护员巡更情况，同时实现开关门控制与报警管理。

在一个实施例中，集成机箱管控模组500可以配置有开关门控制模块、巡更监测模块、环境监测模块和报警管理模块。开关门控制模块保障经过授权许可的人员才允许打开机柜，也可通过远程控制实现开门。巡更监测模块记录运维专业人员对路口设备的巡检维护时间和次数，便于管理者对维护人员的考核。环境监测模块实时监测机柜中的温湿度和水侵情况，在发生环境情况超出许可范围时，通知系统执行相应处理措施，保障设备的安全使用。报警管理模块在接收相关报警信息时，根据不同级别，采用不同的报警方式，可通过声光报警器、LED宣传显示屏提示报警信息，也可将报警信息直接传送给对应的管理部门或管理人员。

该系统还可通过有线或无线的方式连接上下游路口边缘节点，将本路口交通信号配时信息、交通运行拥堵信息和OD信息等实时传递给上下游路口的系统，上下游各路口系统通过对接收到的信息进行快速分析计算，实时优化调整自身路口交通运行方案，有效提升交通通行效率。

基于边缘计算的智能交通运维监管系统在中心与路口通信故障的情况下，还可以通过4G/5G通信，实现将故障信息快速传递给维护管理相关人员，保障故障能及时得到维护。

本发明为交通管理提供了基于路口节点的快速处理能力，实现了以路口为节点的数据交换与控制，对比终端直接连接中心的管理模式，能有效减轻网络传输压力，降低数据处理的延迟，释放中心计算存储负担，还能避免在与中心通信故障时出现的管理空缺和数据丢失。

本发明实施例还公开了一种包括前述基于边缘计算的交通运维监管设备。在一个实施例中，可以采用高度集成化的方式，采用标准机柜尺寸，将所有模块整合在一台专用室外机柜内。如图3所示，该设备可以包括：显示管控单元、边缘服务单元、通信传输监管单元、供配电监管单元以及集成机箱管控模组。各个模块单元的具体描述，可以参照前文，不再赘述。

以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅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。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于边缘计算的交通运维监管系统，其特征在于，包括：边缘服务单元以及与其连接的供配电监管单元、通信传输监管单元、显示监控单元；其中，所述边缘服务单元被配置为至少通过供配电监管单元、通信传输监管单元、显示监控单元获取交通路口的终端设备的运行状态信息，以及获取该交通路口的至少上游路口或下游路口提供的信息，并对所获取的信息进行处理，以优化该交通路口控制信号。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述边缘服务单元还用于基于获取的信息分析并发送故障修复、故障报警、信号配时优化控制命令。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述供配电监管单元用于监测和管理交通路口的终端设备的电源使用状态。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通信传输监管单元用于实时采集交通路口的终端设备的数据信息，实现与中心机房和上下游路口的通信连接。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通信传输监管单元至少包括以下之一：网络电口/光口、4G/5G通信接口、无线对射接口、蓝牙接口、DSRC接口、串口和北斗/GPS通信接口。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述显示监控单元包括触摸交互显示屏和LED宣传显示屏。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括与边缘服务单元连接的集成机箱管控模组，用于环境监测和巡更监测，同时实现开关门控制与报警管理。

8.如权利要求1所述的系统，所述交通路口的终端设备包括信号控制设备、电子眼、视频监控和采集发布系统。

9.一种基于边缘计算的智能交通运维监管设备，包括如前述权利要求1-8任一项所述的系统。

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