CN204291053U - 基于手机app浮动车数据进行城市交通运行状态监测系统 - Google Patents

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宋延
许文启
胡青波
李丹
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Abstract

本实用新型涉及基于手机APP浮动车数据进行城市交通运行状态监测系统,包括3G或4G无线通讯网络和植入APP数据采集模块的手机,手机将APP数据采集模块采集的信息通过3G或4G无线通讯网络连接传递至分析中心的数据分析服务器,数据分析服务器连接一个局域网,分析服务器通过局域网将采集的数据分析后形成的监侧图形数据连接发送至一个分发服务器,分发服务器连接互联网,分发服务器将监侧图形数据通过互联网连接发送至客户终端。本实用新型的有益效果是:通过手机APP采集路网实时数据,以人为载体,不局限于特殊车辆,普及率高,数据采集覆盖面广,没有时间,路线限制,且实施成本低,且更加灵活,可有效地实现城市交通运行状态监测。

Description

基于手机APP浮动车数据进行城市交通运行状态监测系统
技术领域
[0001] 本实用新型属于城市交通信息管理系统,尤其涉及基于手机APP浮动车数据进行城市交通运行状态监测系统。
背景技术
[0002] 伴随着ITS (智能交通系统)的应用发展,以浮动车技术采集路网实时运行数据,用于交通运行分析监测,越来越多的受到交通管理部门的关注。为了适应监控管理需求,需要开发一种新的检测系统,它相对于传统路网数据采集设备,地磁、线圈、微波等,可以实现大范围、全天候的动态信息采集,而且能够直接获得车辆的位置、速度等特点。但是传统的浮动车信息采集技术主要基于车载GPS设备采集数据。前期实施费用高,采集数据单一,难于在各种车辆类型及交通参与者中普及使用等缺点也越来越明显。
发明内容
[0003] 本实用新型的目的是提出基于手机APP浮动车数据进行城市交通运行状态监测系统的技术方案,通过乘坐车人所携带的手机连接监控服务器,主动发送运行轨迹,有效地实施智能交通运行状态监测。
[0004] 为了实现上述目的,本实用新型的技术方案是:基于手机APP浮动车数据进行城市交通运行状态监测系统,所述系统包括3G或4G无线通讯网络和植入APP数据采集模块的手机,所述植入APP数据采集模块的手机处于开机状态并置于乘车人的手中,所述手机将APP数据采集模块采集的信息通过3G或4G无线通讯网络连接传递至分析中心的数据分析服务器,数据分析服务器连接一个局域网,分析服务器通过局域网将采集的数据分析后形成的监侧图形数据连接发送至一个分发服务器,分发服务器连接互联网,分发服务器将监侧图形数据通过互联网连接发送至客户终端。
[0005] 更进一步,所述手机是具有GPS定位模块的手机。
[0006] 更进一步,所述数据分析服务器是由无线数据接收服务器和多台数据处理服务器组成,无线数据接服务器通过局域网与多台数据处理服务器连接,无线数据接服务器与无线通讯网络连接。
[0007] 更进一步,所述分发服务器是⑶N网络分发服务器。
[0008] 本实用新型的有益效果是:本系统的结构布局,通过手机APP采集路网实时数据,以人为载体,不局限于特殊车辆,普及率高,数据采集覆盖面广,没有时间,路线限制,能够更好的反映城市交通运行状况,且实施成本低,且更加灵活,可有效地实现城市交通运行状态监测。
[0009] 下面结合附图和实施例对本实用新型作一详细描述。
附图说明
[0010] 图1是本实用新型系统结构图;
[0011] 图2是本实用新型系统应用架构图;
[0012] 图3是本实用新型数据处理模块流程图;
[0013] 图4是本实用新型业务应用图。
具体实施方式
[0014] 随着智能手机的发展和手机嵌入GPS模块功能的有利条件下,使得可以通过手机APP (手机用于程序)采集路网实时数据变为可能。由于手机以人为载体,并不局限于某特殊车辆,普及率高,使用人数众多,且没有时间,路线限制,能够更好的反映城市交通运行状况,且实施起来,成本比较低,且更加灵活,所以基于手机APP浮动车采集数据进行城市交通运行状态监测的方法越来受到交通管理部门的重视。
[0015] 如图1,基于手机APP浮动车数据进行城市交通运行状态监测系统,所述系统包括3G或4G无线通讯网10和植入APP数据采集模块的手机20,所述植入APP数据采集模块的手机处于开机状态并置于乘车人的手中,所述手机将APP数据采集模块采集的信息通过3G或4G无线通讯网络连接传递至分析中心的数据分析服务器,数据分析服务器连接一个局域网40,分析服务器通过局域网将采集的数据分析后形成的监侧图形数据连接发送至一个分发服务器50,分发服务器连接互联网60,分发服务器将监侧图形数据通过互联网连接发送至客户终端70。
[0016] 所述手机是具有GPS定位模块的手机。
[0017] 所述数据分析服务器是由无线数据接收服务器31和多台数据处理服务器32组成,无线数据接收服务器通过局域网与多台数据处理服务器连接,无线数据接收服务器与无线通讯网络连接。
[0018] 所述分发服务器是⑶N(内容分发网络)网络分发服务器。
[0019] 以下是对本系统应用做了更详细的描述,系统包括以下组成部分:
[0020] 采集端:即所述植入APP数据采集模块的手机。采集端设备主要是手机,利用手机内置的GPS模块功能,负责用户GPS实时定位,并监测位置变化,记录用户坐标、角度、速度等原始数据。所以GPS模块的性能和精度直接影响到了数据的准确性。一般GPS模块是集成了射频芯片、基带芯片和核心处理器,加上相关外围电路而组成的一个集成电路。由于GPS模块采用的芯片组,直接对采集数据精度有直接的影响。系统对GPS模块性能指标要求,定位时间小于2分钟,精度在30米。并包含手机辅助定位功能。
[0021] 无线传输:植入APP数据采集模块的手机在接收到GPS数据后,利用手机的移动无线网络,本实施例的特点在于手机是由广大手机使用者随身携带的,并且信息是通过开机后的APP主动的把数据实时回传到服务器端。
[0022] 服务器集群:包括所无线数据接收服务器和多台数据处理服务器,无线数据接收服务器通过局域网与多台数据处理服务器连接,无线数据接收服务器与无线通讯网络连接。服务器集群负责接收客户端实时回传的数据。主要硬件组成有多台高性能独立的服务器、千兆交换、网络传输介质等组成。由于具有在网络中表现为单一系统,多服务器性能负载均衡等优点,便于满足多用户,大数据并发操作,同时也便于后期横向扩展。
[0023] 业务应用模块:主要硬件组成为台式机、笔记本、手持电脑等,通过互联网连接到数据处理服务器,依托于浏览器呈现,可以实现快速数据访问,使用系统各业务模块。
[0024] 本系统的基本思路是,通过植入APP数据采集模块的手机,采集实时交通运行数据,通过无线传输到服务器端。利用服务器强大的数据处理功能,进行数据融合处理分析,形成数据中心;基于数据中心数据结合各种业务分析模型,在实时路况、事件监测、交通评价等领域中,服务于交通管理管理者。
[0025] 如图2,服务器架构分为三个模块,分别为前端手机的数据采集模块APP、服务器的数据处理模块和业务应用模块。
[0026] 数据采集模块:
[0027] 数据采集模块主要负责GPS数据的实时采集和上报,并负责管理手机客户端数据。
[0028] 数据采集:手机APP客户端可以随时、随地、以多种交通出行方式的采集实时数据,数据包括时间、速度、GPS经玮度坐标、速度、方向、精度等原始信息、系统会根据当前网络状况,进行实时数据上报,时间间隔采样频率不大于5秒,确保了数据的精细性。
[0029] 客户端数据管理:负责在无线网络信号不好的情况下,数据暂时存储在客户端,确保数据不会丢失,一旦网络通讯恢复,数据会自动上传到服务器端。
[0030] 数据处理模块:
[0031] 如图3,利用服务器端强大的数理处理功能,负责手机APP客户端实时数据接收,数据融合去噪,GIS路段快速匹配,路段数据计算等,形成基于路段的路网数据中心。为下一步业务应用提供了数据前提。
[0032] 实时数据接收:负责手机APP客户端实时数据接收,通过负载均衡,高服务器性能等,确保数据完整记录。
[0033] 数据融合去噪:处理一些非规则数据,由于采集端设备多样性、GPS设备本身漂移等特点,对于一些非合理性的数据进行融合去噪处理。如:单位时间内不可能的偏移点,速度明显超出合理值等。
[0034] GIS路网路段匹配:路段匹配是系统的一个核心功能,它通过客户端的经玮度坐标,通过坐标转换,数据后台模型算法,把数据信息匹配到具体的路段上。
[0035] 路段数据计算:数据分配到某一特定路段上之后,基于当前路段的数据,我们可以分析数据的平均速度,旅行时间,停车次数等交通运行指标。再通过多个交通参与者的信息汇总整理。得到路段的平均速度,平均旅行时间,平均停车次数等。由于融合了多个交通参与者的信息,所以评价的结果会更加贴近实际的交通运行情况。
[0036] 停车次数:停车判断,时间变化,距离无变化的信息认为当前交通参与者停车。累计获得当前交通参与者的停车总次数。计算多个交通参与者在此路段的平均停车次数。
[0037] 平均速度:根据每一个交通参与者所在的路段,通过路段长度,路段旅行时间获得单个交通参与者的平均速度。通过多个交通参与者求平均获得路段的平均速度。
[0038] 旅行时间:各个交通参与者获得这个路段的平均旅行时间。
[0039] 数据中心:通过数据接受、融合去噪、GIS路网匹配、路段数据计算等,最终形成以路段为载体,时间刻度为主线的一系列交通参数。如:路段平均速度、路段平均停车次数、路段平均旅行时间等,为后期的具体业务提供了数据支撑。
[0040] 数据应用模块:
[0041] 如图4,数据应用模块是建立在数据中心基础上,利用实时和历史数据,针对具体的业务应用方向,如实时路况、事件监测、路网评价、第三方系统提供数据等。
[0042] 实时路况:通过海量的APP手机数据采集,数据模块进一步的数据处理,数据中心的形成为实时路况监测提供了数据依据,我们可以通过不同道路等级设置不同路段速度指标,并通过红、黄、绿的方式,依托于GIS地图实时展示路网运行状态。为交通管理者提供宏观路网运行状态分析、交通诱导、车辆调度等提供有力依据。
[0043] 事件监测:基于海量的历史数据的速度信息,我们可以根据当前路网运行速度和历史数据的偏离值来判断当前路段是否发生突发事件。判断出事件后,会以预警的方式,提醒给交通管理部门,通过进一步的审核确认,决定进下一步的处理手段。通过事件提醒机制,使交通管理者能够及时发现问题、确定问题、解决问题,以此缩短交通事件对交通的影响,提尚路网运彳丁效率。
[0044] 系统可以对已发生的事件分类,处理方式总结等,形成多事件多发路段汇总,并形成事件处理决策库等,便于下次出现类似事件时,及时快速解决问题。使交通管理,事件决策形成一个良性循环。
[0045] 实际应用举例,事件监测后台24小时不间断进行路网数据的监测,根据系统的配置,如:偏离指标。出现次数等,监测路网突发事件。如:当前时间内的历史平均速度为60公里/时运行。当监测到当前速度为20公里/时的时候,速度根据偏离值比较,如果偏离指标在偏离监测范围内,记录第一次事件并计数。当下一个时间间隔内,再次接收到事件时,和参数设置事件次数做比较,当大于设置次数的时候,形成提醒预警事件,提醒给用户。
[0046] 交通评价:路网的平均速度、停车次数、旅行时间等是交通运行评价的重要指标,基于数据中心的海量数据,通过灵活的快速查询功能,我们可以统计不同时间段,不同区域,不同路或路段的评价指标和综合评价指标。以及在不同时间段下的数据变化趋势等。报表如日报、月报、季报,交通运行指数等数据,通过分析各类报表,分析路网运行状况,为交通管理部门提供决策依据。
[0047] 如:日报:某天,某段时间内,某区域或某路段的交通运行指标。
[0048]月报:按一个月统计的交通运行指标;季报:按一个季度的统计交通运行指标。
[0049] 交通运行指数:是一个城市运行的综合评价指标。以速度为依据涵盖整个城区路网。用户可以按照年、季度、月等分析交通运行指数。
[0050] 第三方数据接口:基于海量的数据中心,基于路段为中心的个时间段的数据已经形成。可以为第三方系统提供数据,如仿真系统、交通诱导系统、路网监测系统等。本系统提供标准的对外数据接口规范。
[0051] 数据结构访问方式:WebService ;
[0052] 数据格式:时间、路段、速度、停车次数、旅行时间。
[0053] 基于手机APP浮动车数据进行城市交通运行状态监测系统,由于其前期投资小、数据量大、采集覆盖范围广、实施灵活等特点,日益受到交通管理部门的重视,本系统通过数据采集模块、数据处理模块、业务应用模块提供了一整套解决方案。为交通管理者提供实时路况监测分析,事件自动监测,交通评价等业务应用,为交通管理者交通决策提供数据依据。另外系统数据采集到数据中心后还可以通过系统对外接口为第三方系统提供数据,便于数据分享。

Claims (4)

1.基于手机APP浮动车数据进行城市交通运行状态监测系统,所述系统包括3G或4G无线通讯网络和植入APP数据采集模块的手机,其特征在于,所述植入APP数据采集模块的手机处于开机状态并置于乘车人的手中,所述手机将APP数据采集模块采集的信息通过3G或4G无线通讯网络连接传递至分析中心的数据分析服务器,数据分析服务器连接一个局域网,分析服务器通过局域网将采集的数据分析后形成的监侧图形数据连接发送至一个分发服务器,分发服务器连接互联网,分发服务器将监侧图形数据通过互联网连接发送至客户终端。
2.根据权利要求1所述的基于手机APP浮动车数据进行城市交通运行状态监测系统,其特征在于,所述手机是具有GPS定位模块的手机。
3.根据权利要求1所述的基于手机APP浮动车数据进行城市交通运行状态监测系统,其特征在于,所述数据分析服务器是由无线数据接收服务器和多台数据处理服务器组成,无线数据接服务器通过局域网与多台数据处理服务器连接,无线数据接服务器与无线通讯网络连接。
4.根据权利要求1所述的基于手机APP浮动车数据进行城市交通运行状态监测系统,其特征在于,所述分发服务器是CDN网络分发服务器。
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