一種基于車聯(lián)網技術的道路綜合信息處理系統(tǒng)及其方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于車聯(lián)網技術的道路綜合信息處理系統(tǒng)及其方法，屬于城市建設領域。
【背景技術】
[0002]在當前這種以道路為絕對主導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。城市化地區(qū)不斷拓展，城市活動空間顯著擴大，再加上居民機動化出行水平的提高，居民出行距離隨著城市范圍的擴大而明顯延長。城市人口和用地規(guī)模的迅猛擴張，必然會造成道路交通量的激增，從而直接導致了城市交通問題的發(fā)生，并且這種狀況隨著城市化進程的加快，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，交通擁堵導致交通延誤、車速降低、時間損失等，嚴重威脅到城市交通形勢及社會經濟的發(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)明內容】

[0006]本發(fā)明為了克服上述缺點，設計了一種基于車聯(lián)網技術的道路綜合信息處理系統(tǒng)及其方法，本發(fā)明的技術方案如下:
[0007]—種基于車聯(lián)網技術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、網絡層的數(shù)據(jù)傳輸模塊、應用層的數(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欄上，所述道路護欄安置在道路雙向車道分界處，每個道路護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)調器節(jié)點依據(jù)掃描情況，自組織建立一個網絡并負責通過中間路由節(jié)點將采集節(jié)點采集的信息逐步傳輸至應用層的數(shù)據(jù)處理模塊進行處理；
[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)存儲服務器，所述信息發(fā)布單元包括應用服務器、web服務器和車聯(lián)網接入口 ；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)存儲服務器，經過大數(shù)據(jù)分析技術，處理的數(shù)據(jù)信息通過應用服務器、web服務器、車聯(lián)網接入口接入網絡平臺及時進行發(fā)布，通過接入全城車聯(lián)網系統(tǒng)，對于所有路段進行路徑規(guī)劃，方便用戶自行進行出游道路選擇和調整。
[0011]上述的數(shù)據(jù)采集模塊通過安裝在道路護欄上的傳感器，結合安裝在道路護欄上的攝像頭采集的圖像視頻，用于綜合判斷當前路段的車流量、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欄裝置紅外線傳感器的接收端，當有車經過時，接收器就收到信號，顯示為“I” ；當沒有車經過時，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，兩個傳感器結合綜合判斷當前天氣狀而壓力傳感器通過檢測護欄受到外界壓力狀況、與攝像頭記錄的圖像綜合判斷當前是否發(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部門、網絡及時發(fā)布。
[0016]一種基于車聯(lián)網技術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欄上的zigbee采集節(jié)點進行實時的數(shù)據(jù)采集，獲取當前的道路擁堵程度、路面水位變化、空氣質量、突發(fā)事件信息，并結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)再經過中間路由節(jié)點經由自組織網絡上傳到應用層的數(shù)據(jù)存儲服務器，經過大數(shù)據(jù)分析得出全市范圍內各路段的信息；
[0019](3)、數(shù)據(jù)存儲服務器將處理結果通過車聯(lián)網接入端口，結合城市電子地圖，便于用戶的導航系統(tǒng)根據(jù)道路實時狀況進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前路段最近的服務點，并且通過zigbee采集節(jié)點、zigbee協(xié)調器節(jié)點形成的自組織網絡上傳至數(shù)據(jù)處理模塊，發(fā)布預警信息。報警信息包括報警類型:降大雨、車輛沖撞、翻越護欄。報警內容、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、路段空氣質量、突發(fā)事件信息，進行全范圍的路徑規(guī)化、控制和調整車輛出行方式，綜合指標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、空氣質量、突發(fā)事件，k1; k2, k3, k4分別表示指標權重。
[0025]借由上述技術方案，本發(fā)明一種基于車聯(lián)網技術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欄進行改造安裝采集節(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。而道路護欄系統(tǒng)幫助建立起日常監(jiān)測網絡和環(huán)境預警系統(tǒng)，切實檢測各個小區(qū)域內實時的道路大氣污染狀況。定期發(fā)布環(huán)境質量信息，促進達標。
[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)網引導道路，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，作出相應的應對措施。
[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，并在同類產品中未見有類似的結構設計公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在結構上或功能上皆有較大的改進，在技術上有較大的進步，并產生了好用及實用的效果，具有產業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設計。
【附圖說明】
[0030]圖1是一種基于道路護欄的信息綜合處理系統(tǒng)結構圖；
[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]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0035]如圖1所示，一種基于車聯(lián)網技術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、網絡層的數(shù)據(jù)傳輸模塊、應用層的數(shù)據(jù)處理模塊。
[0036]數(shù)據(jù)采集模塊安裝在道路護欄上，道路護欄安置在道路雙向車道分界處，每個道路護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)調器節(jié)點依據(jù)掃描情況，自組織建立一個網絡并負責通過中間路由節(jié)點將采集節(jié)點采集的信息逐步傳輸至應用層的數(shù)據(jù)處理模塊進行處理；
[0038]數(shù)據(jù)處理模塊