CN113299103A - 一种城市交通管理控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市交通管理控制系统，包括智能终端、导航服务器和边缘导航服务设备；所述智能终端用于向导航服务器发送路径请求，并接收路径信息和显示动态导航过程；所述导航服务器用于路径计算并向智能终端推送结算结果，同时将路径信息转发给边缘导航服务设备；所述边缘导航服务设备，用于提供拥堵情况，路径纠偏，流量预警等信息，并为附近的智能终端提供数据支持。本发明依托边缘计算进行智能的行车路线规划，以实现智能推荐路径以及实时获取交通信息，从而达到智能出行。

Description

一种城市交通管理控制系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体为一种城市交通管理控制系统。

背景技术

现代智能交通环境下，交通系统需要具备能够合理分配交通流量，从而减少道路拥堵、减少交通事故、减少交通参与者的时间成本、减少交通参与者经济成本等能力。而最佳路径规划是智能交通的重要组成部分，必然成为导航系统的重点研究内容。目前的主流导航系统的路径规划一般只考虑单一的因素，例如路程或者时间或者通行费用等，没有将其他因素加入到路径规划的决策中，尤其是没有利用边缘计算的的强大支撑能力，为交通参与者提供实时的自主决策导航系统。主要工作流程使用者输入目的地请求——导航系统进行路径规划和推荐——使用者选择路线——使用者根据导航线路行驶至目的地。

上述方法的主要缺陷在于：

(1)路径情况变化显示不及时，无法实时显示预定路径的交通流量及变化趋势；

(2)无法做到智能推荐路径，只有使用者已经按照选择路径行驶，且交通部门或同路径使用者手动上报交通状况后，导航服务器才会推送通行状况，往往导致使用者已经进入拥堵路段而无法变更路径。

针对上述问题，本发明提供了一种城市交通管理控制系统，通过融入边缘云计算的泛在计算能力，以解决上述问题。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种城市交通管理控制系统，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题，本发明的目的是依托边缘计算进行智能的行车路线规划，以实现智能推荐路径以及实时获取交通信息，从而达到智能出行。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种城市交通管理控制系统，包括智能终端、导航服务器和边缘导航服务设备；

所述智能终端用于向导航服务器发送路径请求，并接收路径信息和显示动态导航过程；

所述导航服务器用于路径计算并向智能终端推送结算结果，同时将路径信息转发给边缘导航服务设备；

所述边缘导航服务设备，用于提供拥堵情况，路径纠偏，流量预警等信息，并为附近的智能终端提供数据支持。

优选的，所述边缘导航服务设备包括边缘计算服务MAP智能终端，所述边缘计算服务MAP智能终端分别与智能终端和导航服务器相连接。

优选的，所述导航服务器为核心，所述导航服务器主要负责路径的规划和路径计算。

优选的，所述智能终端为具有计算能力、网络通信能力和GPS定位功能的终端设备。

优选的，所述智能终端，用于装载导航软件，并向导航服务器发送路径申请请求，并根据边缘计算服务MAP智能终端计算的数据计算流量变化和通行情况变化，并作为边缘计算的参与者，将本终端的计算的各项标识反馈给边缘计算服务MAP智能终端。

优选的，所述导航服务器，用于接收智能终端的路径申请请求，并将路径计算结果发送给智能终端，同时根据路径信息生成边缘计算服务MAP，将MAP信息发送到本MAP内的所有终端，并根据动态变化过程更新MAP信息，还将从交管部门获取的路况信息反馈给智能终端。

优选的，所述边缘计算服务MAP智能终端，提供边缘计算服务，根据自身的行进状况，给出流量变化权值、通行情况权值。

一种城市交通管理控制系统的工作方法，包括以下步骤：

步骤1：智能终端启动导航软件；

步骤2：基于智能终端的定位功能获得用户的当前位置，作为路径规划的起点；

步骤3：由用户通过可视化界面输入终点位置信息，并将起点和终点信息发送至导航服务器；

步骤4：导航服务器根据收到的路径规划请求信息，依据系统内预置的电子地图生成基础的导航路径信息，根据各路径的时间权值、距离权值、费用权值进行常规路径筛选，再根据各预选路径的流量权值和通行权值，进行最终的推荐路径生成，同时将同路径及相近路径的智能终端生成边缘计算服务MAP索引，并将推荐路径和边缘服务MAP信息推送给智能终端；

步骤5：边缘计算服务MAP索引的终端包括当前路径的同向智能终端和相邻路段的智能终端；

步骤6：通行情况由导航服务器和边缘计算服务协同提供，导航服务器获取交通部门的交通通报信息以及该路径上使用者上报的拥堵信息；

步骤7：通行情况的实时信息由边缘计算服务MAP索引中的智能终端供基础信息，并根据各终端的权值确认实时通行信息；

步骤8：通行情况的确认依据智能终端的时速、路段限速信息进行确认，达到缓行阈值的生成缓行标识，并进一步判断是否拥堵，其中，单一终端的缓行标识或者拥堵标识仅作为计算依据，提供计算权值，由使用者计算出某路段是否缓行或拥堵。

步骤9：流量情况分为实时流量和流量变化趋势，由边缘计算服务MAP索引中，由相同导航路径中智能终端提供，并根据导航路径中的各路段进行预测；

步骤10：上述信息提供给当前智能终端，为智能终端提供各种计算依据，并在当前智能终端上进行导航可视化显示、语音引导等导航服务，并动态呈现通行情况和流量变化情况。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明为一种城市交通管理控制系统，依托边缘计算进行智能的行车路线规划，以实现智能推荐路径以及实时获取交通信息，从而达到智能出行，通过融入边缘云计算的泛在计算能力，解决了路径情况变化显示不及时的现象，实时显示预定路径的交通流量及变化趋势。

附图说明

图1是根据本发明实施例提供的导航系统的框架示意图；

图2是根据本发明实施例提供的导航系统的工作流程；

图3是根据本发明实施例提供的路径生成的流程示意图；

图4是根据本发明实施例提供的边缘计算服务MAP索引通行情况参与终端的示意图；

图5是根据本发明实施例提供的智能终端作为边缘计算服务参与者，提供通行情况参考数据的流程示意图；

图6是根据本发明实施例提供的智能终端测算流量变化趋势的统计方法示意图。

具体实施方式

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1所示，本发明提供一种导航系统的技术方案：该导航系统包括智能终端、导航服务器和边缘导航服务设备；

智能终端用于向导航服务器发送路径请求，并接收路径信息和显示动态导航过程；

导航服务器用于路径计算并向智能终端推送结算结果，同时将路径信息转发给边缘导航服务设备；

边缘导航服务设备，用于提供拥堵情况，路径纠偏，流量预警等信息，并为附近的智能终端提供数据支持。

其中，边缘导航服务设备包括边缘计算服务MAP智能终端，边缘计算服务MAP智能终端分别与智能终端和导航服务器相连接。

其中，导航服务器为核心，导航服务器主要负责路径的规划和路径计算。

其中，智能终端为具有计算能力、网络通信能力和GPS定位功能的终端设备。

其中，智能终端，用于装载导航软件，并向导航服务器发送路径申请请求，并根据边缘计算服务MAP智能终端计算的数据计算流量变化和通行情况变化，并作为边缘计算的参与者，将本终端的计算的各项标识反馈给边缘计算服务MAP智能终端。

其中，导航服务器，用于接收智能终端的路径申请请求，并将路径计算结果发送给智能终端，同时根据路径信息生成边缘计算服务MAP，将MAP信息发送到本MAP内的所有终端，并根据动态变化过程更新MAP信息，还将从交管部门获取的路况信息反馈给智能终端。

其中，边缘计算服务MAP智能终端，提供边缘计算服务，根据自身的行进状况，给出流量变化权值、通行情况权值。

具体的，边缘计算服务MAP智能终端为当前MAP中的所有智能终端的总称，并根据路径信息以及其包含的各路段信息索引不同的智能终端，而导致提供边缘计算服务的智能终端数量会发生变动，即智能终端在进行不同种类的计算时，会从不同的边缘计算服务MAP智能终端中获取所需的计算结果。

具体的，边缘计算服务MAP会根据时间的推进发生变化，导航过程中导航服务器11会根据参与交通的智能终端变化情况对MAP进行实时的更新。

具体的，边缘计算服务MAP智能终端的计算服务是主动形式的，并不需要智能终端发起申请，仅根据自身行进状态的改变实时计算各种参数，并更新不同参数的权值。

具体的，上述智能终端，还将接收导航服务器的参数，并进行计算解析，并呈现给使用者，以及通过语音、图形展示、动画展示的方式引导使用者的行进方向。

具体的，上述智能终端，必须具备定位功能，并能够接收GPS信号，与GPS系统的交互过程属于标准化的过程，属于本发明不需要阐述的事实。

具体的，上述智能终端，导航服务器，边缘计算服务MAP智能终端之间的可以通过移动通信网络完成。

具体的，图2是本导航系统的导航系统的工作流程，该流程包括：

步骤S1，用户进入导航系统；

步骤S2，获取智能终端当前的位置作为起点，起点可以手动进行变更；

步骤S3，用户输入终点位置信息；

步骤S4，导航服务器进行路径规划；

步骤S5，导航服务器进行导航信息推送；

步骤S6，智能终端接收导航信息，并解析相关的路线信息；

步骤S7，智能终端进行导航，直到用户抵达终点或用户主动结束导航过程。

具体的，上述步骤S4，在导航服务进行路径规划过程中，还需执行如下过程：

步骤S401，导航路径初选，根据用户的起终点信息，进行路径的初步规划；

步骤S402，获取时间成本权值，根据拟定路线的限速信息以及大数据分析信息给出时间成本权值；

步骤S403，获取距离成本权值，根据拟定路线的总行进距离给出距离成本权值；

步骤S404，获取费用成本权值，根据拟定路线的收费情况计算出费用成本权值；

步骤S405，获取流量数据，根据拟定路线各路段的实时情况，计算出各拟定路线的流量情况；

步骤S406，获取通行数据，根据交管部门发布的路况信息以及拟定路线导航用户的反馈识别通行情况；

步骤S407，生成边缘计算服务MAP索引，根据不同的拟定路线生成不同的索引信息，索引信息中包括拟定路线中已经进行导航的智能终端；

步骤S408，形成推荐规划路径，将综合了通行情况、各类成本，按照不同的权重提供三条推荐路径供用户选择使用。

具体的，上述步骤S407，如图4所示，将拟定路径划分为不同的路段，按照不同的路段统计出路段内的智能终端ID，并形成索引表。

具体的，上述所述路段，是对路径进行划分的最小单位，其特点在于用户只能在路段的节点出进行路径变更或进行所需的转向、掉头等行进方向的调整。

实施例2

本发明实施例还提供了一种导航过程中路径通行情况边缘计算方法，图5是根据本发明实施例提供的通行标识计算流程，该流程包括：

步骤S801，获取当前路段的限速信息；

步骤S802，获取当前用户的速度信息；

步骤S803，根据车速与限速的对应关系，计算出通行数值；

步骤S804，当通行数值高于缓行阈值时，在进行与拥堵阈值进行比对；

步骤S805，当通行数值低于缓行阈值时，生成流畅标识0；

步骤S806，当通行数值高于缓行阈值，但未达到拥堵阈值时，生成缓行标识1；

步骤S807，当通行数值高于拥堵阈值时，生成拥堵标识2。

具体的，本计算流程为边缘计算服务MAP智能终端进行的计算过程，且每个智能终端进行自主计算。

具体的，计算过程生成的标识，将作为计算参数，反馈给智能终端，并不作为实际通行状况的反映。

具体的，本实施例是个重复的过程，以当前车速为主要参考标志，每当车速变动超过20％时，边缘计算服务MAP智能终端将发起一次计算。

具体的，智能终端在接收到不同路段的边缘计算服务MAP智能终端的各类标识后，进行实际通行情况的计算，并将计算结果呈现到用于导航的电子地图中，不同的标识以不同的颜色进行区分，以绿色代表流畅标识0的计算结果，以黄色代表缓行标识1的计算结果，以红色代表拥堵标识2的计算结果，颜色只用来区分不同的计算结果，可选配色方案并不唯一。

实施例3

本发明实施例还提供了一种导航过程中路径流量情况的边缘计算方法，图6是根据本发明实施例提供的流量变化趋势流程示意图，该流程包括：

步骤S901，读取边缘计算服务MAP；

步骤S902，获取MAP索引中关于路段1的各类信息；

步骤S903，根据边缘计算服务MAP的更新数据，对比路段1中智能终端的数量的变化情况，并根据数量的增减，生成不同的权值；

步骤S904，根据边缘计算服务MAP的更新数据，对比路段1中智能终端的平均速度变化情况，并根据平均速度的增减，生成不同的权值；

步骤S905，对获取的数量权值与平均速度权值，进行整合计算；

步骤S906，生成流量变大标识1，并通过导航系统主动预警用户；

步骤S907，生成流量不变标识0，不对导航过程做出反馈；

步骤S908，生成流量变小标识2。

具体的，步骤S903，智能终端的数量，是根据当前边缘计算服务MAP的智能终端数量与固定时间段内边缘计算服务MAP历史版本的智能终端数量进行对比，并根据变化趋势给出不同的权重值，变化趋势越剧烈，权重值越高。

具体的，步骤S907，在不同的通行状况下，对用户的预警分级不同，导航系统对在拥堵情况下将通过预警的方式强烈建议用户调整行进路径，进行路径的重新规划，对流程情况下将仅对用户提供流程变化预警提示，提示用户合理确定是否继续按照当前路径行驶。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通过的计算装置来实现，既可以通过单一的计算装置实现，也可以通过多个计算装置实现，可选的，提供边缘计算服务的可以是交通参与者的智能终端，也可以是部署在不同地域的服务器或服务器集群，可选的，通过不同的程序控制，可以将本发明内容描述成不同的步骤。这样，本发明不限制不同的软件版本或硬件性能，以及软件与硬件的结合方式。

以上所述仅为本发明优选的实施例，并不用于限制于本发明，对本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种城市交通管理控制系统，其特征在于，包括智能终端、导航服务器和边缘导航服务设备；

所述智能终端用于向导航服务器发送路径请求，并接收路径信息和显示动态导航过程；

所述导航服务器用于路径计算并向智能终端推送结算结果，同时将路径信息转发给边缘导航服务设备；

所述边缘导航服务设备，用于提供拥堵情况，路径纠偏，流量预警等信息，并为附近的智能终端提供数据支持。

2.根据权利要求1所述的一种城市交通管理控制系统，其特征在于，所述边缘导航服务设备包括边缘计算服务MAP智能终端，所述边缘计算服务MAP智能终端分别与智能终端和导航服务器相连接。

3.根据权利要求1所述的一种城市交通管理控制系统，其特征在于，所述导航服务器为核心，所述导航服务器主要负责路径的规划和路径计算。

4.根据权利要求1所述的一种城市交通管理控制系统，其特征在于，所述智能终端为具有计算能力、网络通信能力和GPS定位功能的终端设备。

5.根据权利要求2所述的一种城市交通管理控制系统，其特征在于，所述智能终端，用于装载导航软件，并向导航服务器发送路径申请请求，并根据边缘计算服务MAP智能终端计算的数据计算流量变化和通行情况变化，并作为边缘计算的参与者，将本终端的计算的各项标识反馈给边缘计算服务MAP智能终端。

6.根据权利要求1所述的一种城市交通管理控制系统，其特征在于，所述导航服务器，用于接收智能终端的路径申请请求，并将路径计算结果发送给智能终端，同时根据路径信息生成边缘计算服务MAP，将MAP信息发送到本MAP内的所有终端，并根据动态变化过程更新MAP信息，还将从交管部门获取的路况信息反馈给智能终端。

7.根据权利要求2所述的一种城市交通管理控制系统，其特征在于，所述边缘计算服务MAP智能终端，提供边缘计算服务，根据自身的行进状况，给出流量变化权值、通行情况权值。

8.根据权利要求1-7所述的一种城市交通管理控制系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：智能终端启动导航软件；

步骤2：基于智能终端的定位功能获得用户的当前位置，作为路径规划的起点；

步骤3：由用户通过可视化界面输入终点位置信息，并将起点和终点信息发送至导航服务器；

步骤4：导航服务器根据收到的路径规划请求信息，依据系统内预置的电子地图生成基础的导航路径信息，根据各路径的时间权值、距离权值、费用权值进行常规路径筛选，再根据各预选路径的流量权值和通行权值，进行最终的推荐路径生成，同时将同路径及相近路径的智能终端生成边缘计算服务MAP索引，并将推荐路径和边缘服务MAP信息推送给智能终端；

步骤5：边缘计算服务MAP索引的终端包括当前路径的同向智能终端和相邻路段的智能终端；

步骤6：通行情况由导航服务器和边缘计算服务协同提供，导航服务器获取交通部门的交通通报信息以及该路径上使用者上报的拥堵信息；

步骤7：通行情况的实时信息由边缘计算服务MAP索引中的智能终端供基础信息，并根据各终端的权值确认实时通行信息；

步骤8：通行情况的确认依据智能终端的时速、路段限速信息进行确认，达到缓行阈值的生成缓行标识，并进一步判断是否拥堵，其中，单一终端的缓行标识或者拥堵标识仅作为计算依据，提供计算权值，由使用者计算出某路段是否缓行或拥堵。

步骤9：流量情况分为实时流量和流量变化趋势，由边缘计算服务MAP索引中，由相同导航路径中智能终端提供，并根据导航路径中的各路段进行预测；

步骤10：上述信息提供给当前智能终端，为智能终端提供各种计算依据，并在当前智能终端上进行导航可视化显示、语音引导等导航服务，并动态呈现通行情况和流量变化情况。

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