CN115938108A - 一种基于v2x的智能交通控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于V2X的智能交通控制系统，属于智能交通技术领域。该系统包括车载系统、路侧系统和云端后台管理系统，在每辆车内均安装有车载系统，在道路两侧设置有路侧系统；每辆车的车载系统与路侧系统通信连接，每辆车的车载系统用于采集自身的车况信息并将车况信息发送给路侧系统；所述路侧系统与云端后台管理系统通信连接，所述路侧系统用于采集路况信息并将路况信息和每辆车的车况信息发送给云端后台管理系统；所述云端后台管理系统根据所述路况信息和每辆车的车况信息结合预设的交通优化模型进行交通优化，得到即时指导信息。本发明能够实现红绿灯的动态调整以及车辆的动态路径规划，达到高精准、高效率的智能交通控制要求。

Description

一种基于V2X的智能交通控制系统

技术领域

本发明涉及一种基于V2X的智能交通控制系统，属于智能交通技术领域。

背景技术

V2X，即Vehicle to Everything/vehicle to X，车用无线通信技术，是以车辆为中心，与周边车辆、设备、基站通信，从而获取实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息，以提高驾驶安全性、减少拥堵、提高交通效率、提供车载娱乐信息等，是未来智能交通运输系统的关键技术。

现有的车用无线通信技术中，主要通过在各路段安装摄像头来获取实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息，但是这种在路口安装摄像头的方式费用比较高，维护难度较大，且受气象条件影响较大，在阴雨或雨雪等恶劣天气下，能见度很低，摄像头不能稳定地工作，无法采集到高质量的图像信息。并且现有交通控制系统对路口摄像头等设备的控制精度不高，无法实现红绿灯的动态调整以及车辆的动态路径规划，无法达到高精准、高效率的智能交通控制。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于V2X的智能交通控制系统。

所述基于V2X的智能交通控制系统包括车载系统、路侧系统和云端后台管理系统，在每辆车内均安装有车载系统，在道路两侧设置有路侧系统；每辆车的车载系统与路侧系统通信连接，每辆车的车载系统用于采集自身的车况信息并将车况信息发送给路侧系统；所述路侧系统与云端后台管理系统通信连接，所述路侧系统用于采集路况信息并将路况信息和每辆车的车况信息发送给云端后台管理系统；所述云端后台管理系统根据所述路况信息和每辆车的车况信息结合预设的交通优化模型进行交通优化，得到即时指导信息，并将所述即时指导信息传输至相应的车载系统和路侧系统，对车载系统和路侧系统进行交通优化管理。

本发明的一种实施方式中，所述路侧系统包括路况信息采集模块、路侧V2X模块和路侧交通控制模块，所述路况信息采集模块用于采集路况信息，所述路侧V2X模块用于接收并将所述路况信息发送给云端后台管理系统，所述路侧交通控制模块通过所述路侧V2X模块接收所述云端后台管理系统交通优化生成的即时指导信息，所述即时指导信息包括信号配时信息，所述路侧交通控制模块接收所述云端后台管理系统生成的信号配时信息，并产生相应的信号灯指令控制。

本发明的一种实施方式中，所述路况信息采集模块包括路侧摄像装置和路侧扫描设备，所述路侧摄像装置用于采集并记录当前路侧的道路路况，识别道路上的障碍物、车辆、车道线、行人路面信息；所述路侧扫描设备用于对当前路侧的道路周围环境进行扫描；所述车况信息包括交通信号、交通流的流量、速度和密度、自车所在路段或交叉口的交通拥堵程度以及路网中其他附近路线的基础信息及拥堵程度。

本发明的一种实施方式中，所述车载系统包括车载信息采集模块、车载V2X模块和车载控制模块，所述车载信息采集模块用于采集车况信息，并将车况信息通过车载V2X模块发送给路侧V2X模块，所述路侧V2X模块用于接收并将所述路况信息和所述车况信息发送给云端后台管理系统；所述车载控制模块通过所述车载V2X模块接收所述云端后台管理系统交通优化生成的即时指导信息，对相应的车辆规划行驶轨迹。

本发明的一种实施方式中，所述车载信息采集模块包括GPS导航定位装置、陀螺仪、传感器、车载摄像装置和车载扫描设备；所述GPS导航定位装置用于检测车辆当前速度、位置及运动方向；所述陀螺仪用于测量车辆的速度、加速度，所述传感器用于测量车身数据；所述车载摄像装置用于采集并记录道路路况，识别道路上的障碍物、车辆、车道线、行人路面信息；所述车载扫描设备用于对道路周围环境进行扫描。

本发明的一种实施方式中，所述车况信息包括车辆当前速度、位置、运动方向、速度、加速度、车身数据、道路上的障碍物、车辆、车道线、行人路面信息、道路周围环境。

本发明的一种实施方式中，所述云端后台管理系统包括存储模块、建模模块以及迭代优化模块；所述存储模块用于接收车载V2X模块传输的车况信息数据以及路侧V2X模块传输的路况信息数据并存储；所述建模模块用于获取所述存储模块中储存的历史车况信息以及路况信息数据；对历史车况信息以及路况信息数据进行云计算处理，建立若干交通优化模型；所述迭代优化模块与所述建模模块通信连接，用于获取当前每辆车的车况信息、路况信息以及车载控制模块、路侧交通控制模块的当前指导信息，并根据车况信息、路况信息以及当前指导信息对交通优化模型进行迭代优化。

本发明的一种实施方式中，所述路侧系统包括设置在道路两侧具有一定间距的若干个智慧灯杆，每个所述智慧灯杆内均集成有路况信息采集模块、路侧V2X模块、路侧交通控制模块。

本发明的一种实施方式中，每辆车的所述车载V2X模块、每个所述智慧灯杆内的路侧V2X模块、云端后台管理系统之间均通过V2X网路进行通信。

本发明的一种实施方式中，所述路侧扫描设备和车载扫描设备包括超视距雷达、微波雷达、毫米波雷达、红外设备。

有益效果

1.本发明路侧扫描设备和车载扫描设备通过激光扫描道路周围环境，即使在阴雨或雨雪等恶劣天气下，能见度很低时仍能进行稳定高效的工作，将扫描得到的道路周围环境快速、高质地通过路侧V2X模块发送给云端后台管理系统，以使得云端后台管理系统实现高精准、高效率的智能交通控制。

2.本发明通过云端后台管理系统的云计算与摄像装置的边缘计算结合可以提升数据准确度，并完成系统的不断优化迭代，交通的不断优化迭代；从而实现依据当前交通状态对车辆的即时协同管理，能够对交通控制系统中路口摄像头等设备实现高精准控制，实现红绿灯的动态调整以及车辆的动态路径规划，达到高精准、高效率的智能交通控制要求。

附图说明

图1为本发明基于V2X的智能交通控制系统的结构框图。

图2为本发明车载系统的结构框图。

图3为本发明路侧系统的结构框图。

图4为本发明云端后台管理系统的结构框图。

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

一种基于V2X的智能交通控制系统，如图1-4所示，包括车载系统1、路侧系统2和云端后台管理系统3，在每辆车内均安装有车载系统1，在道路两侧设置有路侧系统2；每辆车的车载系统1与路侧系统2通信连接，每辆车的车载系统1用于采集自身的车况信息并将车况信息发送给路侧系统2；所述路侧系统2与云端后台管理系统3通信连接，所述路侧系统2用于采集路况信息并将路况信息和每辆车的车况信息发送给云端后台管理系统3；所述云端后台管理系统3根据所述路况信息和每辆车的车况信息结合预设的交通优化模型进行交通优化，得到即时指导信息；并将所述即时指导信息传输至相应的车载系统1和路侧系统2，对车载系统1和路侧系统2进行交通优化管理。

进一步地，所述路侧系统2包括路况信息采集模块21、路侧V2X模块22和路侧交通控制模块23，所述路况信息采集模块21用于采集路况信息，所述路侧V2X模块22用于接收并将所述路况信息发送给云端后台管理系统3，所述路侧交通控制模块23通过所述路侧V2X模块22接收所述云端后台管理系统3交通优化生成的即时指导信息，所述即时指导信息包括信号配时信息，所述路侧交通控制模块23接收所述云端后台管理系统3生成的信号配时信息，并产生相应的信号灯指令控制。

进一步地，所述路况信息采集模块21包括路侧摄像装置和路侧扫描设备，所述路侧摄像装置用于采集并记录当前路侧的道路路况，识别道路上的障碍物、车辆、车道线、行人等路面信息；所述路侧扫描设备用于对当前路侧的道路周围环境进行扫描。所述车况信息包括但不限于交通信号、交通流的流量、速度和密度、自车所在路段或交叉口的交通拥堵程度，以及路网中其他附近路线的基础信息及拥堵程度。

进一步地，所述车载系统1包括车载信息采集模块11、车载V2X模块12和车载控制模块13，所述车载信息采集模块11用于采集车况信息，并将车况信息通过车载V2X模块12发送给路侧V2X模块22，所述路侧V2X模块22用于接收并将所述路况信息和所述车况信息发送给云端后台管理系统3；所述车载控制模块13通过所述车载V2X模块12接收所述云端后台管理系统3交通优化生成的即时指导信息，对相应的车辆规划行驶轨迹。

可选地，所述车载信息采集模块11包括GPS导航定位装置、陀螺仪、传感器、车载摄像装置和车载扫描设备；所述GPS导航定位装置用于检测车辆当前速度、位置及运动方向；所述陀螺仪用于测量车辆的速度、加速度，所述传感器用于测量车身其它数据；所述车载摄像装置用于采集并记录道路路况，识别道路上的障碍物、车辆、车道线、行人等路面信息；所述车载扫描设备用于对道路周围环境进行扫描；所述车况信息包括但不限于车辆当前速度、位置、运动方向、速度、加速度、车身其它数据、道路上的障碍物、车辆、车道线、行人等路面信息、道路周围环境。

其中，车载摄像装置和路侧摄像装置能够对接收和/或获取的数据进行边缘计算，能够独立地对车流信息和图像信息等原始离散数字信号通过去噪、对应转化以及选择通讯，不需要依赖其他处理设备就能够通过计算转化为有效的交通预测信息，从而助于其他交互设备的工作，而且不需要通过云端后台管理系统3运算和信息回传，减少云端后台管理系统3运算负担。

进一步地，所述云端后台管理系统3包括存储模块31、建模模块32以及迭代优化模块33；所述存储模块31用于接收车载V2X模块12传输的车况信息数据以及路侧V2X模块22传输的路况信息数据并存储；所述建模模块32用于获取所述存储模块31中储存的历史车况信息以及路况信息数据；对历史车况信息以及路况信息数据进行云计算处理，建立若干交通优化模型；所述迭代优化模块33与所述建模模块32通信连接，用于获取当前每辆车的车况信息、路况信息以及车载控制模块13、路侧交通控制模块23的当前指导信息，并根据车况信息、路况信息以及当前指导信息对交通优化模型进行迭代优化。

需要说明的是，云端后台管理系统3能够对接收的车况信息以及路况信息进行云计算处理，完成更深层次的数据处理与分析。云端后台管理系统3可以根据历史车况信息以及路况信息数据基于不同的场景、事件以及行为建立多种交通数据模型，包括但不限于行为模型、场景模型、事件模型。对行驶速度、行驶起始点、行驶结束点以及行驶方向与实际轨迹、车辆身份信息、时间信息、地段信息、事故信息等数据进行综合分析，通过现有机器学习方法进行模型归类。场景模型对于特定场景下的交通调控，事件模型对于特定时间下的交通控制反应，行为模型特定行为下的主观对策进行指导，都是在原始车况信息以及路况信息数据的基础上通过划分区间进行选择得到的结果。

通过云端后台管理系统3的云计算与摄像装置的边缘计算结合，可以实现整个交通物联网络，各个路口，各路段，各设备间之间互为数据预备，通过云端后台管理系统3云计算处理，优化数据，模式分析的方式提升数据准确度，并完成系统的不断优化迭代，交通的不断优化迭代；从而实现依据当前交通状态对车辆的即时协同管理，减少交通拥堵，提高智能交通通行效率，达到车路协同管理的目的，能够提高交通优化管理的准确性。通过云端后台管理系统3分析数据后将即时指导信息下行到车载控制模块13以及路侧交通控制模块23，以实现红绿灯的动态调整以及车辆的动态路径规划。云端后台管理系统3还具有即时数据计算，指令下行反馈的功能，可以对车载控制模块13的即时性主动干预与指导，以及基于历史数据的长期行为规划功能，可以增加反应速度，减少其他设备的计算压力，能够构建更大、更快、不断升级迭代的智慧交通数据网络。

可选地，所述路侧系统2包括设置在道路两侧具有一定间距的若干个智慧灯杆，每个所述智慧灯杆内均集成有路况信息采集模块21、路侧V2X模块22、路侧交通控制模块23。

可选地，每辆车的所述车载V2X模块12、每个所述智慧灯杆内的路侧V2X模块22、云端后台管理系统3之间均通过V2X网路进行通信。

可选地，所述路侧扫描设备和车载扫描设备包括超视距雷达、微波雷达、毫米波雷达、红外设备。

需要说明的是，路侧扫描设备和车载扫描设备通过激光扫描道路周围环境，即使在阴雨或雨雪等恶劣天气下，能见度很低时仍能进行稳定高效的工作，将扫描得到的道路周围环境快速、高质地通过路侧V2X模块22发送给云端后台管理系统3，以使得云端后台管理系统3实现高精准、高效率的智能交通控制。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，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精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于V2X的智能交通控制系统，其特征在于，包括车载系统、路侧系统和云端后台管理系统，在每辆车内均安装有车载系统，在道路两侧设置有路侧系统；每辆车的车载系统与路侧系统通信连接，每辆车的车载系统用于采集自身的车况信息并将车况信息发送给路侧系统；所述路侧系统与云端后台管理系统通信连接，所述路侧系统用于采集路况信息并将路况信息和每辆车的车况信息发送给云端后台管理系统；所述云端后台管理系统根据所述路况信息和每辆车的车况信息结合预设的交通优化模型进行交通优化，得到即时指导信息，并将所述即时指导信息传输至相应的车载系统和路侧系统，对车载系统和路侧系统进行交通优化管理。

2.根据权利要求1所述的基于V2X的智能交通控制系统，其特征在于，所述路侧系统包括路况信息采集模块、路侧V2X模块和路侧交通控制模块，所述路况信息采集模块用于采集路况信息，所述路侧V2X模块用于接收并将所述路况信息发送给云端后台管理系统，所述路侧交通控制模块通过所述路侧V2X模块接收所述云端后台管理系统交通优化生成的即时指导信息，所述即时指导信息包括信号配时信息，所述路侧交通控制模块接收所述云端后台管理系统生成的信号配时信息，并产生相应的信号灯指令控制。

3.根据权利要求2所述的基于V2X的智能交通控制系统，其特征在于，所述路况信息采集模块包括路侧摄像装置和路侧扫描设备，所述路侧摄像装置用于采集并记录当前路侧的道路路况，识别道路上的障碍物、车辆、车道线、行人路面信息；所述路侧扫描设备用于对当前路侧的道路周围环境进行扫描；所述车况信息包括交通信号、交通流的流量、速度和密度、自车所在路段或交叉口的交通拥堵程度以及路网中其他附近路线的基础信息及拥堵程度。

4.根据权利要求3所述的基于V2X的智能交通控制系统，其特征在于，所述车载系统包括车载信息采集模块、车载V2X模块和车载控制模块，所述车载信息采集模块用于采集车况信息，并将车况信息通过车载V2X模块发送给路侧V2X模块，所述路侧V2X模块用于接收并将所述路况信息和所述车况信息发送给云端后台管理系统；所述车载控制模块通过所述车载V2X模块接收所述云端后台管理系统交通优化生成的即时指导信息，对相应的车辆规划行驶轨迹。

5.根据权利要求4所述的基于V2X的智能交通控制系统，其特征在于，所述车载信息采集模块包括GPS导航定位装置、陀螺仪、传感器、车载摄像装置和车载扫描设备；所述GPS导航定位装置用于检测车辆当前速度、位置及运动方向；所述陀螺仪用于测量车辆的速度、加速度，所述传感器用于测量车身数据；所述车载摄像装置用于采集并记录道路路况，识别道路上的障碍物、车辆、车道线、行人路面信息；所述车载扫描设备用于对道路周围环境进行扫描。

6.根据权利要求1所述的基于V2X的智能交通控制系统，其特征在于，所述车况信息包括车辆当前速度、位置、运动方向、速度、加速度、车身数据、道路上的障碍物、车辆、车道线、行人路面信息、道路周围环境。

7.根据权利要求4所述的基于V2X的智能交通控制系统，其特征在于，所述云端后台管理系统包括存储模块、建模模块以及迭代优化模块；所述存储模块用于接收车载V2X模块传输的车况信息数据以及路侧V2X模块传输的路况信息数据并存储；所述建模模块用于获取所述存储模块中储存的历史车况信息以及路况信息数据；对历史车况信息以及路况信息数据进行云计算处理，建立若干交通优化模型；所述迭代优化模块与所述建模模块通信连接，用于获取当前每辆车的车况信息、路况信息以及车载控制模块、路侧交通控制模块的当前指导信息，并根据车况信息、路况信息以及当前指导信息对交通优化模型进行迭代优化。

8.根据权利要求4所述的基于V2X的智能交通控制系统，其特征在于，所述路侧系统包括设置在道路两侧具有一定间距的若干个智慧灯杆，每个所述智慧灯杆内均集成有路况信息采集模块、路侧V2X模块、路侧交通控制模块。

9.根据权利要求4所述的基于V2X的智能交通控制系统，其特征在于，每辆车的所述车载V2X模块、每个所述智慧灯杆内的路侧V2X模块、云端后台管理系统之间均通过V2X网路进行通信。

10.根据权利要求5所述的基于V2X的智能交通控制系统，其特征在于，所述路侧扫描设备和车载扫描设备包括超视距雷达、微波雷达、毫米波雷达、红外设备。

Images