CN217606448U - 一种基于车路协同的动态交通管控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于车路协同的动态交通管控系统，设有远程客户端、边缘计算设备、路侧设备、车载设备和感知设备，所述车载设备用于采集车辆的行驶状态，所述车载设备与所述路侧设备通过无线连接，所述路侧设备与所述边缘计算设备通过网线连接，所述边缘计算设备、所述感知设备分别通过光纤收发器连接两层交换机，所述两层交换机通过光纤与中控室核心交换机连接，所述中控室核心交换机上连接远程客户终端，其解决了现有道路交通中存在信息获取不对等，车辆人员出行信息传送不到位导致区域性拥堵、影响车辆和行人顺畅通行的技术问题。本实用新型可广泛应用于道路交通管控领域中。

Description

一种基于车路协同的动态交通管控系统

技术领域

本实用新型涉及一种交通管控系统，特别是涉及一种基于车路协同的动态交通管控系统。

背景技术

车路协同是一种全方位实施车车、车路动态实时信息交互的道路交通系统，车路协同在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理，充分实现人、车、路之间的有效协同，保证交通安全，提高通行效率。

经统计发现，实际路况中，由于路况信息获取不对等，车辆人员出行信息传送不到位，随着不同时段的人员(车辆)流向的差异，不可避免的会在某些区域内发生拥堵，不利于车辆和行人的顺畅通行。

发明内容

本实用新型针对现有道路交通中存在信息获取不对等，车辆人员出行信息传送不到位导致区域性拥堵、影响车辆和行人顺畅通行的技术问题，提供一种能够实时获取路况信息并进行调控、及时对出行人员或车辆进行提醒的基于车路协同的动态交通管控系统。

为此，本实用新型的技术方案是，一种基于车路协同的动态交通管控系统，设有远程客户端、边缘计算设备、路侧设备、车载设备和感知设备，所述车载设备用于采集车辆的行驶状态，所述车载设备与所述路侧设备通过无线连接，所述路侧设备与所述边缘计算设备通过网线连接，所述边缘计算设备、所述感知设备分别通过光纤收发器连接两层交换机，所述两层交换机通过光纤与中控室核心交换机连接，所述中控室核心交换机上连接远程客户终端。

优选的，所述边缘计算设备上连接可变情报板，所述可变情报板安装在杆体上，所述可变情报板与光纤收发器连接。

优选的，所述边缘计算设备和光纤收发器均设置在配电箱内，所述两层交换机设在汇聚箱内，所述配电箱和所述汇聚箱均安装在所述杆体上。

优选的，所述感知设备包括摄像头、雷视一体机和行人雷达，所述摄像头、雷视一体机和行人雷达均安装在所述杆体上，所述配电箱分别为所述摄像头、行人雷达和雷视一体机提供电源。

优选的，所述系统中共设有六个所述汇聚箱，每个所述汇聚箱内设有一个所述两层交换机；所述系统中共设有112个所述配电箱，每个配电箱中设有一个光纤收发器；所述系统共设有8个路侧设备，所述路侧设备设在道路交叉口或路边，所述车载设备可以与多个路侧设备通讯。

本实用新型有益效果是：

(1)本申请通过路侧设备与车载设备、感知设备的协作，实现路况信息的动态获取，并依据各车道实时车流量进行车道动态管理，合理分配空间资源，提高了交叉路口的通行效率；协作式交叉口通行能够为路口车辆提供更精准的通行调度信息，能够避免车辆在路口由于占错车道引起的加塞，或由于错误决断导致的道路拥堵，进一步调度交叉口车辆安全、高效的通行，通过对车流量、车速、占有率、道路饱和度、拥堵程度等的采集与检测，实现交通信息智能化；

(2)通过路侧感知设备识别交通道路参与者以及道路的异常信息，并通过路侧设备将对应结构化数据进行广播，经过该路段具备车载设备的自动驾驶车辆，通过路侧设备获得目标感知信息后，可以及时做相应的避让等安全行驶操作，改善交通道路参与者的出行体验；

(3)远程客户端可以与各应急部门系统打通，当远程客户端通过感知或其它上报方式发现有紧急事件时，可与应急部门联动，告知事件信息，通过各设备联动，提高救急车辆通畅度，使其最快速度速抵达事故现场，为救援节省宝贵的时间。

附图说明

图1是本实用新型实施例的连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。

如图1所示，一种基于车路协同的动态交通管控系统，设有远程客户端(云控平台ITS大脑)、边缘计算设备、路侧设备、车载设备和感知设备，车载设备用于采集车辆的行驶状态，车载设备与路侧设备通过无线连接，路侧设备与边缘计算设备通过网线连接，边缘计算设备、感知设备分别通过光纤收发器连接两层交换机，两层交换机通过光纤与中控室核心交换机连接，中控室核心交换机上连接远程客户终端。

边缘计算设备上连接可变情报板，可变情报板安装在杆体上，可变情报板与光纤收发器连接。边缘计算设备和光纤收发器均设置在配电箱内，两层交换机设在汇聚箱内，配电箱和汇聚箱均安装在杆体上。感知设备包括摄像头、雷视一体机和行人雷达，摄像头、雷视一体机和行人雷达均安装在杆体上，配电箱分别为摄像头、行人雷达和雷视一体机提供电源。

本系统中共设有六个汇聚箱、112个配电箱和8个路侧设备，每个汇聚箱内设有一个两层交换机，每个配电箱中设有一个光纤收发器，路侧设备设在道路交叉口或路边，车载设备可以与多个路侧设备通讯。

本系统通过安装在车辆上的车载设备OBU采集自动驾驶车辆的行驶速度、加速度、具体行驶位置等信息，然后通过无线方式发送给路侧设备RSU，路侧设备RSU将采集到的信息通过网线传输方式将数据传送给边缘计算单元MEC，安装在道路上的摄像机、行人雷达、雷视一体机、可变情报板、边缘计算单元MEC等设备通过网线连接本设备附近的光纤收发器，光纤收发器通过光纤将数据传输给汇聚箱内的二层交换机，二层交换机再通过光纤连接中控室核心交换机，中控室核心交换机连接云控平台ITS大脑(远程客户端)，通过光纤传输数据避免了网线传输对传输距离的局限性。

当有自动驾驶车辆即将途径斑马线时，行人雷达、车载设备OBU与路侧设备RSU可以交互信息，RSU上报MEC，MEC决策后，车内控制信号机调整车辆通行信号，并在可变情报板实时播放信息通知行人，保障紧急车辆顺畅同行。同时，中控室核心交换机通过行人雷达、雷视一体机获取的实时画面，在行人等候阶段，MEC自动计算出行人的数量，可变情报板上根据事先输出的文字代码，自动转换成此时需要的提示信息格式。

行人雷达安装在人行道的杆体上，纵向检测距离最大可达260m，杆体上的配电箱给它提供220V电源，配电箱中还设置有光纤收发器，光纤收发器自带光口和电口，作用是将网线和光纤之间进行数据转换，光纤收发器的光口通过光纤连接汇聚箱内的二层交换机，光纤收发器的电口通过网线连接行人雷达和雷视一体机。雷视一体机波长2km/h—250km/h，雷视一体机的空间分辨率高、穿透能力强，不受光照、可见度、恶劣气候等自然条件的影响，用于检测路侧交通事件和道路运行状态，能够输出车辆轨迹、交通事件以及集计交通流数据。

自动驾驶汽车上安装车载设备OBU，然后通过无线方式与RSU连接，连接的通讯协议使用V2X协议，每个OBU和RSU连接的通讯距离最大500米。OBU主要负责采集车辆的行驶速度、加速度和位置信息；配合RSU实现行人穿行、特种车辆优先、道路拥堵、危险道路以及盲区预警等多种危险场景下的提示告警功能；配合远程客户端，实现车辆位置、状态、周围感知信息的实时监控和信息交互。OBU(智能车载网关) 按照定义的数据传输格式严格执行信息的获取以及信息的输出，进而实现将车辆的各类信息(速度、位置等)传输给边缘计算设备，经过边缘计算设备的一系列计算，得到相应的控制策略后(轨迹方案)，再将信息传输给车载设备，使得车辆能够及时按照边缘计算设备得到的控制策略采取一系列相应措施。

路侧设备RSU通过无线通信技术将路侧感知到的信息发送给车载端的OBU上，或上传至MEC，并且支持车端信息的接收，实现信息交互。本系统共8个RSU，敷设在道路交叉口或路边，实现自动驾驶汽车全路段覆盖，RSU的作用是采集安装在车辆上的OBU传输的数据，间接采集了车辆的行驶速度与加速度，OBU可以与多个RSU同时通讯。

本系统使用的边缘计算设备MEC采用DC12V供电、16GB内存，接口使用千兆以太网接口，MEC具备路侧感知、路侧通信、路侧决策、路侧发布的功能，具有集成处理、资源管理接口、运行异常监测、管控策略发布、边缘管控应用和远程控制升级功能。MEC安装在路边的箱体内，可以与车辆和远程客户端通信的路侧设备，包含信息获取、核心算法、策略输出三个主要环节。信息获取主要包括静态信息和实时信息的获取，用作核心算法的输入信息。核心算法包含车速引导、特殊车辆优先等功能的设计实现，根据输入信息实时计算，得到相应的控制策略。核心主要以系统延误最小或行程时间最小为目标，提升系统获赠提的运行效率，保障了城市交通服务的可靠性；而速度引导则考虑到车速的平稳性，尽量减少油耗以使得系统运行绿色环保；策略输出即将核心算法计算得到的策略，按照一定的要求、统一的格式输出到车辆、信号控制机，便于核心控制算法的实施。MEC对行人雷达、高清摄像机、雷视一体机等检测数据的融合处理，能与远程客户端联动，根据城市道路、交叉口实时交通状态制定交通管控策略。最终通过路侧通信单元等设备发布管控信息。

RSU向MEC报告感应信息，MEC进行全段交通状况感知并将结果报告给云控平台ITS大脑，云控平台ITS大脑将制定控制决策，并与MEC 协同制定控制指令，最终下发给车载设备OBU。

本系统包含85个高清摄像机，安装在交叉路口等关键路段，拍摄路段画面，通过网线先连接附近的光纤收发器，光纤收发器的光口通过光纤连接汇聚箱内的二层交换机，两层交换机通过光纤专线连接至中控室核心交换机，进一步连接至云控平台ITS大脑(远程客户端)。云控平台ITS大脑上可随时调取85路高清摄像机拍摄到的实时画面。

可变信息板安装在路边杆体上，用于发布交通消息，安装位置醒目，保证车辆及行人可第一时间看到上面的信息，对车辆以及行人发布预警消息。可变情报板通过网线先连接附近的光纤收发器，光纤收发器的光口通过光纤连接汇聚箱内的二层交换机，两层交换机通过光纤专线连接至中控室核心交换机，进一步连接至云控平台ITS大脑(远程客户端)。

ITS大脑云控平台(远程客户端)主要是对道路车辆的信息监管、车辆运行智能调度以及运行信息发布。云平台具备路侧设备设施管理、数据资源管理共享、中心管控应用服务、管控策略指令下发、设备运行异常处理、状态监测统计分析能力。ITS大脑云控平台(远程客户端)包含总体态势、场景信息、测试服务、设备管理和一体化示意图五部分，其中总体态势里可显示今日气候、车辆分类统计(通过OBU上传的数据) 可看见此时路段上驾驶小巴的数量、驾驶中巴数量等；场景信息里可显示关键路口的摄像机数量，及是否在线、故障等信息，同时可隧道调取当前实时的监控画面；另外可显示行人雷达传输过来的数据，可查看行人雷达的状态以及监控画面。测试服务里包含自动驾驶汽车的信息以及一些预警功能。设备管理中可显示RSU、OBU等设备采集上来的数据等。一体化示意图中可显示整套系统的连接方式及功能区分布情况。

本申请通过路侧设备与车载设备、感知设备的协作，实现路况信息的动态获取，并依据各车道实时车流量进行车道动态管理，合理分配空间资源，提高了交叉路口的通行效率；协作式交叉口通行能够为路口车辆提供更精准的通行调度信息，能够避免车辆在路口由于占错车道引起的加塞，或由于错误决断导致的道路拥堵，进一步调度交叉口车辆安全、高效的通行，通过对车流量、车速、占有率、道路饱和度、拥堵程度等的采集与检测，实现交通信息智能化；通过路侧感知设备识别交通道路参与者以及道路的异常信息，并通过路侧设备将对应结构化数据进行广播，经过该路段具备车载设备的自动驾驶车辆，通过路侧设备获得目标感知信息后，可以及时做相应的避让等安全行驶操作，改善交通道路参与者的出行体验；远程客户端可以与各应急部门系统打通，当远程客户端通过感知或其它上报方式发现有紧急事件时，可与应急部门联动，告知事件信息，通过各设备联动，提高救急车辆通畅度，使其最快速度速抵达事故现场，为救援节省了宝贵的时间。

本申请通过RSU与OBU、摄像头、雷视一体机、行人雷达等协作，依据各车道实时车流量进行车道动态管理，合理分配空间资源，提高交叉路口通行效率；通过路侧设备识别交通道路参与者以及道路的异常信息，并通过RSU将对应结构化数据进行广播，实现数据共享，经过该路段具备OBU的自动驾驶车辆，通过RSU获得目标感知信息后，做相应的避让等安全行驶操作；ITS大脑云控平台(远程客户端)与各应急部门系统打通，例如120、119、110等，当远程客户端通过感知或其它上报方式发现有紧急事件时，可与应急部门联动，告知事件信息；远程客户端将路径告知车辆，车辆与路侧RSU等联动，实现绿波同行，最快速度速抵达事故现场；抵达后，云端系统可以通过与前方紧急车辆人员沟通，获得实时情况，并做下一步动作；通过对车流量、车速、占有率、道路饱和度、拥堵程度的采集与检测，实现交通信息智能化，在检测到设备异常后进行异常提醒和上报，是道路正常运行的重要维护工具。

本系统利用道路敷设的硬件设备通过物联网、车联网、交通网、业务系统等进行数据的采集、汇聚、治理，并统一传输至数据中心进行存储，同时中控室的ITS大脑云控平台开放数据接口，支持与其他省、市机构相关平台和数据库业务对接，并深化数据资源应用，实现互联网社会大数据的集中构建，统一管理、统一服务、统一应用。

惟以上所述者，仅为本实用新型的具体实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，故其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本实用新型权利要求书涵盖之范畴。

Claims (5)

1.一种基于车路协同的动态交通管控系统，其特征在于，设有远程客户端、边缘计算设备、路侧设备、车载设备和感知设备，所述车载设备用于采集车辆的行驶状态，所述车载设备与所述路侧设备通过无线连接，所述路侧设备与所述边缘计算设备通过网线连接，所述边缘计算设备、所述感知设备分别通过光纤收发器连接两层交换机，所述两层交换机通过光纤与中控室核心交换机连接，所述中控室核心交换机上连接远程客户终端。

2.根据权利要求1所述的基于车路协同的动态交通管控系统，其特征在于，所述边缘计算设备上连接可变情报板，所述可变情报板安装在杆体上，所述可变情报板与光纤收发器连接。

3.根据权利要求2所述的基于车路协同的动态交通管控系统，其特征在于，所述边缘计算设备和光纤收发器均设置在配电箱内，所述两层交换机设在汇聚箱内，所述配电箱和所述汇聚箱均安装在所述杆体上。

4.根据权利要求3所述的基于车路协同的动态交通管控系统，其特征在于，所述感知设备包括摄像头、雷视一体机和行人雷达，所述摄像头、雷视一体机和行人雷达均安装在所述杆体上，所述配电箱分别为所述摄像头、行人雷达和雷视一体机提供电源。

5.根据权利要求4所述的基于车路协同的动态交通管控系统，其特征在于，所述系统中共设有六个所述汇聚箱，每个所述汇聚箱内设有一个所述两层交换机；所述系统中共设有112个所述配电箱，每个配电箱中设有一个光纤收发器；所述系统共设有8个路侧设备，所述路侧设备设在道路交叉口或路边，所述车载设备可以与多个路侧设备通讯。

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