一種基于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的道路綜合信息處理系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的道路綜合信息處理系統(tǒng)及其方法，屬于城市建設(shè)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)前這種以道路為絕對主導(dǎo)的城市綜合運輸體系局面下，道路規(guī)劃與交通問題息息相關(guān)。城市化地區(qū)不斷拓展，城市活動空間顯著擴(kuò)大，再加上居民機(jī)動化出行水平的提高，居民出行距離隨著城市范圍的擴(kuò)大而明顯延長。城市人口和用地規(guī)模的迅猛擴(kuò)張，必然會造成道路交通量的激增，從而直接導(dǎo)致了城市交通問題的發(fā)生，并且這種狀況隨著城市化進(jìn)程的加快，還將持續(xù)下去。
[0003]I)交通擁堵:隨著城市規(guī)模的快速擴(kuò)張，私家車保有量的爆發(fā)式增長，城市既有的交通供需平衡被打破，交通擁堵導(dǎo)致交通延誤、車速降低、時間損失等，嚴(yán)重威脅到城市交通形勢及社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
[0004]2)大氣污染:汽車尾氣是空氣污染的主要因素，我國城市大氣污染中，汽車尾氣排放所占比例已超過70%，汽車石油消耗量約占全國石油消費的1/3以上，而且隨著汽車保有量的上升，我國汽車污染物排放總量也日趨增加，汽車排放導(dǎo)致城市環(huán)境惡化。
[0005]3)道路積水:水害是使城市道路破壞的最主要病害之一。道路路面積水，會降低車輛的運行能力，甚至使車輛產(chǎn)生液面滑移，對交通安全極為不利，同時路面長期積水會浸潤路基，降低路基土的強度，甚至造成路基整體破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了克服上述缺點，設(shè)計了一種基于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的道路綜合信息處理系統(tǒng)及其方法，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種基于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的道路綜合信息處理系統(tǒng)，包括物理層的數(shù)據(jù)采集模塊、網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)傳輸模塊、應(yīng)用層的數(shù)據(jù)處理模塊。
[0008]所述的數(shù)據(jù)采集模塊安裝在道路護(hù)欄上，所述道路護(hù)欄安置在道路雙向車道分界處，每個道路護(hù)欄上安裝有帶有傳感器的Zigbee采集節(jié)點，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括道路擁堵檢測單元、積水測量單元、空氣質(zhì)量檢測單元、突發(fā)事件檢測單元，由zigbee采集節(jié)點攜帶的傳感器來實時監(jiān)測道路擁堵、路面積水、空氣污染情況、路面突發(fā)事件；
[0009]所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊包括zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點、中間路由節(jié)點；數(shù)據(jù)采集模塊將同區(qū)域zigbee采集節(jié)點采集的信息匯聚，經(jīng)過多跳傳送給中間路由節(jié)點組成中間傳輸線路；zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點依據(jù)掃描情況，自組織建立一個網(wǎng)絡(luò)并負(fù)責(zé)通過中間路由節(jié)點將采集節(jié)點采集的信息逐步傳輸至應(yīng)用層的數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行處理；
[0010]所述數(shù)據(jù)處理模塊包括數(shù)據(jù)存儲、大數(shù)據(jù)分析、信息發(fā)布單元；所述數(shù)據(jù)存儲包括數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器，所述信息發(fā)布單元包括應(yīng)用服務(wù)器、web服務(wù)器和車聯(lián)網(wǎng)接入口 ；所述數(shù)據(jù)采集模塊采集的信息通過數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸至數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器，經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，處理的數(shù)據(jù)信息通過應(yīng)用服務(wù)器、web服務(wù)器、車聯(lián)網(wǎng)接入口接入網(wǎng)絡(luò)平臺及時進(jìn)行發(fā)布，通過接入全城車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，對于所有路段進(jìn)行路徑規(guī)劃，方便用戶自行進(jìn)行出游道路選擇和調(diào)整。
[0011]上述的數(shù)據(jù)采集模塊通過安裝在道路護(hù)欄上的傳感器，結(jié)合安裝在道路護(hù)欄上的攝像頭采集的圖像視頻，用于綜合判斷當(dāng)前路段的車流量、車速從而確立擁堵程度。
[0012]道路擁堵檢測單元的判斷方法:利用安裝在在道路中間的護(hù)欄裝置紅外線傳感器的接收端，當(dāng)有車經(jīng)過時，接收器就收到信號，顯示為“I” ；當(dāng)沒有車經(jīng)過時，接收器不能收至帽號，顯示為“O”。由此得出一個波形圖，從波形圖的占空比可以得出道路的擁堵情況，將其分為四個等級:空曠、一般、擁擠、堵塞。
[0013]上述的積水測量單元由壓力式水位傳感器組成，安裝在護(hù)欄底部，通過感知路面的水位判斷是否出現(xiàn)道路積水狀況。
[0014]上述的空氣質(zhì)量檢測單元由灰塵傳感器、PM2.5傳感器組成，實時檢測道路由于尾氣排放造成的大氣污染狀況，從而控制和調(diào)整車出行方式、降低污染。
[0015]上述的突發(fā)事件檢測單元包括溫濕度傳感器、光照傳感器、壓力傳感器、攝像頭；濕度傳感器用于檢測溫濕度、光照傳感器用于光照變化，兩個傳感器結(jié)合綜合判斷當(dāng)前天氣狀而壓力傳感器通過檢測護(hù)欄受到外界壓力狀況、與攝像頭記錄的圖像綜合判斷當(dāng)前是否發(fā)生車輛沖撞事件；所述突發(fā)事件檢測單元用于實時監(jiān)測路面事件，及時將突發(fā)信息獲取并通過有關(guān)部門、網(wǎng)絡(luò)及時發(fā)布。
[0016]一種基于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的道路綜合信息處理方法，利用上述的系統(tǒng)，其步驟如下:
[0017](I)、數(shù)據(jù)采集模塊通過部署在道路護(hù)欄上的zigbee采集節(jié)點進(jìn)行實時的數(shù)據(jù)采集，獲取當(dāng)前的道路擁堵程度、路面水位變化、空氣質(zhì)量、突發(fā)事件信息，并結(jié)合攝像頭記錄的圖像信息；
[0018](2)、數(shù)據(jù)傳輸模塊匯聚數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)再經(jīng)過中間路由節(jié)點經(jīng)由自組織網(wǎng)絡(luò)上傳到應(yīng)用層的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器，經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析得出全市范圍內(nèi)各路段的信息；
[0019](3)、數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器將處理結(jié)果通過車聯(lián)網(wǎng)接入端口，結(jié)合城市電子地圖，便于用戶的導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)道路實時狀況進(jìn)行更為貼近實際的路徑規(guī)劃，同時，數(shù)據(jù)還將發(fā)布在web服務(wù)平臺和移動客戶端；
[0020](4)、若突發(fā)事件檢測單元檢測到突發(fā)事件，則生成報警信息傳送到距離當(dāng)前路段最近的服務(wù)點，并且通過zigbee采集節(jié)點、zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點形成的自組織網(wǎng)絡(luò)上傳至數(shù)據(jù)處理模塊，發(fā)布預(yù)警信息。報警信息包括報警類型:降大雨、車輛沖撞、翻越護(hù)欄。報警內(nèi)容、位置信息。
[0021]上述步驟(3)中路徑規(guī)劃如下:
[0022]綜合道路的整體情況包括道路擁堵、路面積水、路段空氣質(zhì)量、突發(fā)事件信息，進(jìn)行全范圍的路徑規(guī)化、控制和調(diào)整車輛出行方式，綜合指標(biāo)α采用如下公式:
[0023]a = k1*D+k2*J+k3*Q+k4*T
[0024]式中D、J、Q、T分別表示道路擁堵、積水、空氣質(zhì)量、突發(fā)事件，k1; k2, k3, k4分別表示指標(biāo)權(quán)重。
[0025]借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明一種基于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的道路綜合信息處理系統(tǒng)，優(yōu)點具體體現(xiàn)在如下三個方面:
[0026]利用市政部門安裝在道路上的隔離護(hù)欄進(jìn)行改造安裝采集節(jié)點，無需額外的開發(fā)成本，能夠全面覆蓋城市的各個路段，實時檢測道路的擁堵狀況、空氣質(zhì)量、路面積水狀況。
[0027]現(xiàn)有的大氣污染檢測系統(tǒng)主要依托于環(huán)保局對城市整體的大氣數(shù)據(jù)采集。存在局部地域覆蓋性不強，不能采集實時大氣數(shù)據(jù)等弊端。而道路護(hù)欄系統(tǒng)幫助建立起日常監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和環(huán)境預(yù)警系統(tǒng)，切實檢測各個小區(qū)域內(nèi)實時的道路大氣污染狀況。定期發(fā)布環(huán)境質(zhì)量信息，促進(jìn)達(dá)標(biāo)。
[0028]利用這些實時更新海量的城市道路信息數(shù)據(jù)，車主通過移動客戶端和車聯(lián)網(wǎng)引導(dǎo)道路，可以緩解交通壓力。同時環(huán)保部門和市政部門也可以通過該系統(tǒng)訪問了解特定區(qū)域的狀況，作出相應(yīng)的應(yīng)對措施。
[0029]綜上所述，本發(fā)明其具有上述諸多的優(yōu)點及使用價值，并在同類產(chǎn)品中未見有類似的結(jié)構(gòu)設(shè)計公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在結(jié)構(gòu)上或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進(jìn)步、實用的新設(shè)計。
【附圖說明】
[0030]圖1是一種基于道路護(hù)欄的信息綜合處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0031 ] 圖2是ZigBee數(shù)據(jù)傳輸模塊圖；
[0032]圖3是數(shù)據(jù)采集模塊部署圖
[0033]圖4是道路擁堵檢測方法示意圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0035]如圖1所示，一種基于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的道路綜合信息處理系統(tǒng)，包括物理層的數(shù)據(jù)采集模塊、網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)傳輸模塊、應(yīng)用層的數(shù)據(jù)處理模塊。
[0036]數(shù)據(jù)采集模塊安裝在道路護(hù)欄上，道路護(hù)欄安置在道路雙向車道分界處，每個道路護(hù)欄上安裝有帶有傳感器的zigbee采集節(jié)點，數(shù)據(jù)采集模塊包括道路擁堵檢測單元、積水測量單元、空氣質(zhì)量檢測單元、突發(fā)事件檢測單元，由zigbee采集節(jié)點攜帶的傳感器來實時監(jiān)測道路擁堵、路面積水、空氣污染情況、路面突發(fā)事件；
[0037]如圖2所示，數(shù)據(jù)傳輸模塊包括zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點、中間路由節(jié)點；數(shù)據(jù)采集模塊將同區(qū)域zigbee采集節(jié)點采集的信息匯聚，經(jīng)過多跳傳送給中間路由節(jié)點組成中間傳輸線路^igbee協(xié)調(diào)器節(jié)點依據(jù)掃描情況，自組織建立一個網(wǎng)絡(luò)并負(fù)責(zé)通過中間路由節(jié)點將采集節(jié)點采集的信息逐步傳輸至應(yīng)用層的數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行處理；
[0038]數(shù)據(jù)處理模塊