CN1570942B

CN1570942B - 一种分布式智能交通数据处理系统

Info

Publication number: CN1570942B
Application number: CN 200410037333
Authority: CN
Inventors: 肖扬; 鲁凌云; 高爽
Original assignee: Beijing Jiaotong University
Current assignee: Beijing Jiaotong University
Priority date: 2004-04-29
Filing date: 2004-04-29
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2024-04-29
Also published as: CN1570942A

Abstract

一种分布式智能交通数据处理系统由服务器端交通数据处理系统、高级客户端交通数据处理系统、普通客户端交通数据处理系统、空间分布传感器组成。由空间分布式传感器组采集的数据通过远程传输至交通数据处理系统。分布式交通数据处理系统包括服务器端和客户端的交通数据处理装置。服务器端交通数据处理装置安装在交通指挥中心的中央服务器上；客户端交通数据处理装置安装在交通服务的客户计算机上。有益效果是可远程调用并处理服务器端交通数据处理系统的城市交通流的空时信息；进行数据去噪声与数据压缩，动态检测与显示城市交通流的空时信息，对空间分布的交通流传感器阵列所获得的交通流数据进行多维计算分析，给出交通流的空一时特征参数。

Description

一种分布式智能交通数据处理系统

所属技术领域

本发明涉及一种分布式智能交通数据处理系统。

背景技术

现有的城市交通数据管理系统仅考虑了主机式的城市交通数据管理系统，即将分布式道路传感器作为分布数据源，数据管理系统主机仅对采集的数据简单显示与存储，未考虑到高级客户端与普通客户端对数据管理系统服务器的交通流数据源的远程调用与处理。

专利申请“一种智能交通数据处理方法”，申请号：200410003435.8.采用多维信息处理技术，对交通流检测断面的多项指标与检测路段的多项指标数据同时进行处理，可滤除交通流原始数据的传感器噪声，使显示与存储的数据反映交通流信息的真实情况，并可对道路检测断面的单项指标进行交通流信息的空时分布融合。

本发明采用专利申请“一种智能交通数据处理方法”的信息处理模块，构造了一种分布式智能交通数据处理系统。

发明内容

为了解决现有城市交通数据管理系统的高级客户端与普通客户端对数据管理系统服务器的交通流数据源的远程调用与处理的技术问题，本发明提供一种分布式智能交通数据处理系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种分布式智能交通数据处理系统由服务器端交通数据处理系统、高级客户端交通数据处理系统、普通客户端交通数据处理系统、空间分布传感器组成。

由空间分布式传感器组采集的数据通过远程传输至交通数据处理系统。服务器端交通数据处理系统有：监听功能模块，数据处理模块，数据显示功能模块，读入原始数据功能模块和管理模块。其中，管理模块有插值数据处理后写入数据库功能模块，数据处理后写入数据库功能模块，用户管理功能模块，用户查询功能模块。

高级客户端交通数据处理系统有：数据处理模块，数据显示功能模块，读入原始数据功能模块。普通客户该系统端交通数据处理系统：数据显示模块。

交通数据处理系统包括中央服务器数据处理装置和客户端数据处理装置。分布式交通数据处理系统包括服务器端和客户端的交通数据处理装置。服务器端智能交通数据处理装置安装在交通指挥中心的中央服务器上；客户端智能交通数据处理装置安装在需要提供交通服务的客户端计算机上。

本发明的有益效果是，分布式高级客户端交通数据处理系统与普通客户该系统端交通数据处理系统可远程调用并处理服务器端交通数据处理系统的城市交通流的空时信息；能有效地进行数据去噪声与数据压缩，能动态检测与显示城市交通流的空时信息，对空间分布的交通流传感器阵列所获得的交通流数据进行多维计算分析，给出交通流的空-时特征参数。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的分布式智能交通数据处理系统构成方式；

图2是本发明的服务器端智能交通数据处理功能模块图；

图3是本发明的服务器端交通数据处理系统管理模块；

图4是本发明的分布式高级客户端智能交通数据处理系统功能模块图；

图5是服务器端交通数据处理管理流程图；

图6是服务器端交通数据处理系统与分布式客户机群远程连接流程图；

图7是服务器与分布式客户机间的交互通信流程图；

图8是智能交通数据处理流程图；

图9是分布式双向路段的传感器位置分布图；

图10(a)是实施例中3001检测断面车道1的未处理的流量检测信号；

图10(b)是实施例中3001检测断面车道1的经小波变换处理后的流量信号；

图11(a)是实施例中3001检测断面的二维交通流检测信号；

图11(b)是实施例中数字处理后的3001检测断面的二维交通流信号。

具体实施方式

如图1所示，一种分布式智能交通数据处理系统由服务器端交通数据处理系统、客户计算机和空间分布传感器组和交通数据库组成；客户计算机有至少2个高级客户端交通数据处理系统和至少2个普通客户端交通数据处理系统，空间分布传感器有至少2个空间分布传感器。由空间分布式传感器组采集的数据通过远程传输至交通数据处理系统。

如图2所示，服务器端交通数据处理系统装置由监听功能模块、数据处理模块、数据显示功能模块、读入原始数据功能模块和管理模块组成。

如图3所示，管理模块由插值数据处理后写入数据库功能模块、数据处理后写入数据库功能模块、用户管理功能模块、用户查询功能模块、余弦去噪入库模块和小波去噪入库模块组成。

如图4所示，高级客户端交通数据处理系统由数据处理模块、数据显示功能模块，读入原始数据功能模块组成。普通客户该系统端交通数据处理系统包括数据查询，接收与显示模块。

交通数据处理系统服务器端处理装置如图2所示，服务器端数据处理装置的主要功能：动态处理远程传感器数据并动态显示处理后的数据图形；动态处理数据库存储的原始数据并动态显示处理后的数据图形。其工作有下列模块完成：数据动态处理模块，数据动态显示模块，监听模块。监听模块主要用于处理客户端发来的请求命令并把处理后的数据传递给客户端。同时，监听模块与客户端进行数据交互的过程中自动调用后台的压缩/解压缩模块。

图3的管理模块主要的功能包括读入用于信号处理的原始数据，并且将数据插值后的数据，小波去噪后的数据以及DCT(离散余弦变换)去噪后的数据写入到库中。另外，管理模块还包括用户管理模块，主要完成用户更新、添加用户等功能。用户查询模块的主要功能包括根据检测断面ID查询、根据检测日期及时间段查询、根据检测的车道号查询等功能。

分布式客户端处理装置根据权限划分为高级用户和普通用户，如图4所示，高级客户端交通数据处理装置由数据插值模块、数据处理模块、数据显示模块组成，高级用户能够通过中央服务器动态处理数据库的原始数据并且将处理后的数据存储到本地的交通数据库中(任何级别的客户端都没有权限将处理后的数据写入到中央交通数据库中)。

高级用户能够根据设定的时间间隔动态显示处理后的数据图形。高级用户的动态数据处理模块和数据动态显示模块与服务器端的配置相似。高级客户端还包括查询功能模块，此模块的主要功能包括根据检测断面ID查询、根据检测日期及时间段查询等查询功能。普通用户的客户端交通数据处理系统包括数据查询，接收与显示模块。

图5给出服务器端交通数据处理管理流程图。系统启动后判断用户的权限，分出高级用户或普通用户，高级用户可设置读数据的时间间隔。服务器端处理装置在数据库读取数据后，根据客户端的请求，进行一系列的数据处理(小波去噪处理或DCT去噪处理)，并将处理后的数据进行压缩，然后通过TCP传输到客户端数据处理装置。由客户端数据处理装置进行解压缩，并将解压缩后的数据显示或写入到客户端数据库中。

图6给出服务器端交通数据处理系统远程连接流程图。服务器端智能交通数据处理装置监听来自客户端的请求，根据客户端的请求从数据库中读取数据进行压缩，并将压缩后的数据传递给客户端，由客户端进一步进行处理。为保证服务器端压缩装置与客户端处理装置数据传输的可靠性，客户端与服务器端的连接采用TCP方式连接。

服务器端数据处理处理装置需要以下配置：

1)服务器端数据处理装置监听到的TCP端口号。

2)设置用户名、密码及权限。

3)客户端软件与服务器端数据处理装置进行交互，从服务器端数据处理装置读取数据，并进一步处理。

因此，在客户端处理装置进行处理前，需要以下配置：

1)设置服务器端数据处理装置机器的IP地址及将要连接的TCP端口号。

2)登录服务器端数据处理装置的用户名及密码。

图7给出服务器与客户机间的交互通信流图，启动客户机和服务器后进行用户登录，向守护模块发出请求，守护模块与用户管理模块和交通数据库联络查询验证得到响应后登录成功，进入数据查询模块和数据处理模块。

图8给出交通数据处理流程图和模块连接结构，数据插值模块包括零插值模块、预测插值模块；数据处理模块包括小波去噪模块模块和DCT去噪模块，小波去噪模块有一维小波模块和二维小波去噪模块；DCT去噪模块有一维DCT模块和二维DCT去噪模块；数据显示模块有一维图形显示模块和二维图形显示模块；保存处理数据模块将处理后的数据储存。启动数据处理模块(服务器端/客户端)，经过数据插值判断装置选择零插值模块或预测插值模块，经零插值模块或预测插值模块处理的数据给予去噪判断装置，经过去噪判断装置选择小波去噪模块或DCT去噪模块，选中小波去噪模块的数据经小波去噪维数判断装置，选择一维小波模块或二维小波去噪模块，选中DCT去噪模块的数据经DCT去噪维数判断装置，选择一维DCT模块或二维DCT去噪模块，上述两路数据经图形维数判断装置，选择一维图形显示模块或二维图形显示模块；而后连接保存处理数据模块。

本发明的应用实例1.车辆传感器检测各路段的流量，车速、占有率和长车数。交通数据包括流量、平均速度、占有率、长车流量，它们为检测断面、检测断面间距离、时间与车道号的离散函数。

在实例1中交通数据的取样周期为2分钟，在北京三环路有64个检测断面，内外环共有6-8个车道，每一车道有流量、平均速度、占有率、长车流量这四组数据。由于同一时刻各车道的数据存在相关性，检测断面的实际交通流表示为三维函数：流量为q(k，m，t)，平均速度为v(k，m，t)，占有率为c(k，m，t)，长车流量为l(k，m，t)，其中k为检测断面号，m为车道号，t为时间。

双向路段的传感器位置分布图如图9所示.在图9中，每一检测断面装有车辆检测器(图中纵向虚线处)，用以检测每条车道(m＝1，2，3为内环车道，m＝11，12，13为外环车道)的交通参数.由于路况特征、车流分布、车辆在岔路(见图9)中途进出和交通事故等因素影响，第k个检测端面传感器所测得的交通数据q_o(k，m，t)，v_o(k，m，t)，c_o(k，m，t)，l_o(k，m，t)往往不能真实反映实际的交通状态。

本发明的应用实例2.服务器端与高级客户端的智能交通数据处理与显示。图10(a)给出2002年6月3日三环路3001检测断面的检测数据：流量q_o(3001，1，t)，图10(b)给出本发明系统对该检测数据用一维处理后的结果。比较图10(a)与图10(b)，流量q_o(3001，1，t)中的噪声被有效滤除，保留的信号波动系岔路进出流量的变化量。图11(a)给出2002年6月3日三环路3001检测断面的二维多指标检测数据：流量q_o(k，1，t)，车速v_o(k，1，t)，占有率c_o(k，1，t)，长车流量l_o(k，1，t)。图11(b)给出本发明系统对该检测数据用二维处理后的结果。比较图11(a)与图11(b)，交通流各分量信号中的噪声被有效滤除，保留的信号波动系岔路进出交通流信息的变化量。

Claims

1.一种分布式智能交通数据处理系统，其特征是：由服务器端交通数据处理装置、高级客户端交通数据处理装置、普通客户端交通数据处理装置、空间分布传感器组成；

服务器端交通数据处理装置安装在交通指挥中心的服务器内，接收空间分布传感器采集的各个路段、各个车道的并行交通流多车辆的平均速度、车道占有率、长车流量的信息，并处理接收数据，与高级客户端和普通客户端进行数据交互；

高级客户端交通数据处理装置和普通客户端交通数据处理装置均安装在需要提供交通服务的客户端计算机上；

空间分布传感器安装在监测道路各个路段，采集各个路段、各个车道的并行交通流多车辆的平均速度、车道占有率、长车流量的信息；

由空间分布式传感器组采集的并行交通流多车辆的平均速度、车道占有率、长车流量的信息通过远程传输至交通指挥中心的服务器端交通数据处理装置。

2.根据权利要求1所述的一种分布式智能交通数据处理系统，其特征是：

服务器端交通数据处理装置有：监听模块，数据处理模块，数据显示模块，读入原始数据模块和管理模块，其中，管理模块有插值数据处理后写入数据库模块，数据处理后写入数据库模块，用户管理模块，数据查询模块；

高级客户端交通数据处理装置有数据处理模块、数据查询模块，数据接收模块，数据显示模块、读入原始数据模块；

普通客户端交通数据处理装置有数据查询模块，数据接收模块与数据显示模块。

3.根据权利要求1或2所述的一种分布式智能交通数据处理系统，其特征是：服务器端交通数据处理装置动态处理远程传感器数据并动态显示处理后的数据图形；

服务器端交通数据处理装置动态处理数据库存储的原始数据并动态显示处理后的数据图形，

服务器端交通数据处理装置的监听模块用于处理客户端发来的请求命令并把处理后的数据传递给客户端，同时，监听模块与客户端进行数据交互的过程中自动调用后台的压缩/解压缩模块，

服务器端交通数据处理装置的管理模块读入用于信号处理的原始数据，并且将数据插值后的数据，小波去噪后的数据以及DCT去噪后的数据写入到上述数据库中，管理模块的用户管理模块，完成用户更新、添加用户，管理模块的数据查询模块根据检测断面ID查询、根据检测日期及时间段查询、根据检测的车道号查询。

4.根据权利要求3所述的一种分布式智能交通数据处理系统，其特征是：高级客户端交通数据处理装置通过服务器端交通数据处理装置动态处理服务器端交通数据处理装置的数据库的原始数据并且将处理后的数据存储到本地的交通数据库中；普通客户端交通数据处理装置不能直接访问服务器端交通数据处理装置的数据库。

5.根据权利要求3所述的一种分布式智能交通数据处理系统，其特征是：高级客户端交通数据处理装置根据设定的时间间隔动态显示处理后的数据图形，高级客户端交通数据处理装置包括数据查询模块，此模块的功能包括检测断面ID查询、检测日期及时间段查询功能。

6.根据权利要求2所述的一种分布式智能交通数据处理系统，其特征是：服务器端交通数据处理装置启动后判断用户的权限，分出高级客户端或普通客户端，服务器端交通数据处理装置监听来自高级客户端和普通客户端交通数据处理装置发出的请求，进行一系列数据处理，所述数据处理包括小波去噪处理或DCT去噪处理；将处理后的数据进行压缩；通过TCP传输到客户端交通数据处理装置，由客户端交通数据处理装置进行解压缩；将解压缩后的数据显示或写入到客户端数据库中。

7.根据权利要求1或2所述的一种分布式智能交通数据处理系统，其特征是：交通指挥中心的服务器端交通数据处理装置监听来自客户端的请求，根据客户端交通数据处理装置的请求从数据库中读取数据进行压缩，并将压缩后的数据传递给客户端交通数据处理装置，由客户端交通数据处理装置进一步进行处理，客户端交通数据处理装置与服务器端交通数据处理装置的连接采用TCP方式连接，

交通指挥中心的服务器端交通数据处理装置需要以下配置：

1)交通指挥中心的服务器端交通数据处理装置监听收到的客户端交通数据处理装置的TCP端口号；

2)设置用户名、密码及权限；

3)客户端交通数据处理装置与服务器端交通数据处理装置进行交互，从服务器端交通数据处理装置读取数据，并进一步处理；

客户端交通数据处理装置进行处理前，需要以下配置：

1)设置服务器端交通数据处理装置机器的I P地址及将要连接的TCP端口号；

2)登录服务器端交通数据处理装置的用户名及密码。

8.根据权利要求3所述的一种分布式智能交通数据处理系统，其特征是：客户端计算机的客户端交通数据处理装置有高级客户端交通数据处理装置和普通客户端交通数据处理装置；交通指挥中心的服务器内具有服务器端交通数据处理装置，客户端计算机和交通指挥中心的服务器启动后进行用户登录，客户端计算机的客户端交通数据处理装置向交通指挥中心的服务器端交通数据处理装置的守护模块发出请求，交通指挥中心的服务器端交通数据处理装置的守护模块、用户管理模块和交通数据库联络查询验证得到响应后，客户端计算机的客户端登录成功，客户端计算机的客户端进入交通指挥中心的服务器端交通数据处理装置的数据查询模块和数据处理模块。

9.根据权利要求1或2所述的一种分布式智能交通数据处理系统，其特征是：交通指挥中心的服务器端交通数据处理装置的数据处理模块启动后，交通数据经过数据插值判断装置选择零插值模块或预测插值模块，经零插值模块或预测插值模块处理的数据给予去噪判断装置，经过去噪判断装置选择小波去噪模块或DCT去噪模块，选中小波去噪模块的数据经小波去噪维数判断装置，选择一维小波模块或二维小波去噪模块，选中DCT去噪模块的数据经DCT去噪维数判断装置，选择一维DCT模块或二维DCT去噪模块，上述两路数据经图形维数判断装置，选择一维图形显示模块或二维图形显示模块；而后连接保存处理数据模块。