一种城市智能交通系统的制作方法

本发明涉及智能交通
技术领域：
，具体涉及一种城市智能交通系统。
背景技术：
：随着车辆数量的急剧膨胀导致公路资源越来越紧张。尤其对一些大城市，车辆数量过多以及不少驾驶员的行车能力或行车素质的欠缺会经常引发道路拥堵。道路拥堵是对整个社会资源的浪费。而且由于驾驶不当，容易引发交通事故，对社会财产和人生安全造成了相当的威胁。技术实现要素：为解决上述问题，本发明旨在提供一种城市智能交通系统。本发明的目的采用以下技术方案来实现：提供了一种城市智能交通系统，包括导入车道和全封闭车道构成的道路系统、控制系统以及目标跟踪装置；所述目标跟踪装置包括物联网建立模块、物联网网元定位模块、物联网网元工作状态调节模块、目标跟踪模块、跟踪性能评价模块、安全防护模块；所述物联网建立模块用于建立用于目标追踪的物联网；所述物联网网元定位模块用于对位置未知的物联网网元进行定位；所述物联网网元工作状态调节模块用于采用分布式协同跟踪算法对物联网网元的工作状态进行调节；所述目标跟踪模块用于根据设定的目标跟踪策略进行目标跟踪；所述跟踪性能评价模块用于评价装置的跟踪性能；所述安全防护模块用于对追踪数据的通信进行安全防护。本发明的有益效果为：使交通基础设施发挥最大效能。附图说明利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1本发明的结构连接示意图；图2是本发明目标跟踪装置示意图。附图标记：物联网建立模块1、物联网网元定位模块2、物联网网元工作状态调节模块3、目标跟踪模块4、跟踪性能评价模块5、安全防护模块6。具体实施方式结合以下应用场景对本发明作进一步描述。参见图1、图2，本应用场景的一个实施例的一种城市智能交通系统，包括导入车道和全封闭车道构成的道路系统、控制系统以及目标跟踪装置；所述目标跟踪装置包括物联网建立模块1、物联网网元定位模块2、物联网网元工作状态调节模块3、目标跟踪模块4、跟踪性能评价模块5、安全防护模块6；所述物联网建立模块1用于建立用于目标追踪的物联网；所述物联网网元定位模块2用于对位置未知的物联网网元进行定位；所述物联网网元工作状态调节模块3用于采用分布式协同跟踪算法对物联网网元的工作状态进行调节；所述目标跟踪模块4用于根据设定的目标跟踪策略进行目标跟踪；所述跟踪性能评价模块5用于评价装置的跟踪性能；所述安全防护模块6用于对追踪数据的通信进行安全防护。优选的，导入车道连接全封闭车道，车辆通过导入车道进入全封闭车道，在导入车道进入全封闭车道之前设置信息采集站，用于采集车辆信息以及行驶信息，其中车辆信息包括车辆识别码，行驶信息包括出发地和目的地。优选的，控制系统进一步包括流量统计模块、路线规划模块，流量统计模块根据定位系统的测量结果得到道路系统中每一车道上的车辆流量，路线规划模块，根据采集到的包括出发地和目的地的行驶信息以及道路系统中每一车道的车辆流量规划行驶路线。本优选实施例使交通基础设施发挥最大效能。优选的，所述用于目标追踪的物联网由随机分布的N个网元组成，网元能够对落入其感知半径Rs内的目标进行监测，能够与其通信半径Rc内的其它网元建立通信连接。所述对位置未知的物联网网元进行定位，包括：对部分物联网网元配备GPS接收器，通过接收卫星信号获取自身位置，作为已知位置网元，这部分网元周期性发送包含自身位置信息的信号，设已知位置网元发送信号功率为Ps，对某一未知位置网元，接收到其通信半径内已知位置网元发送的信号数为n，位置分别为(xi，yi)，i＝1,2,…,n，信号接收功率分别为di为未知位置网元和第i个已知位置网元距离，定义未知位置网元的坐标(x，y)的计算公式为：x=Σi=1nxiPs/di2Σi=1nPs/di2]]>y=Σi=1nyiPs/di2Σi=1nPs/di2]]>本优选实施例对物联网网元进行定位，为后续准确跟踪目标奠定了基础，根据信号接收功率对未知位置物联网网元定位，在降低能耗的前提下获取了网元准确位置。优选的，采用分布式协同跟踪算法对物联网网元的工作状态进行调节，包括：将每个网元的工作状态划分为唤醒状态和休眠状态两种，设置只有在唤醒状态下，网元才能够进行通信和对目标进行监测和跟踪；假设每个网元的工作周期长度为T，将工作周期分为第一阶段和第二阶段，第一阶段的工作包括：(1)初始化阶段开始工作时，各网元以相同概率0.5同时发送唤醒激素HH和休眠激素CH，当处于唤醒状态的网元监测到目标时，该网元以概率1发送唤醒激素HH；设网元Wi的初始激素水平为网元每接收一次HH，激素水平提高ΔH，每接收一次CH，激素水平降低ΔH；(2)激素水平调节阶段假设t时刻处于唤醒状态网元Wi发送的激素Hse(Wi(t))可表示为：Hse(Wi(t))＝PHH(Wi(t))·ΔH-PCH(Wi(t))·ΔH式中，PHH(Wi(t))表示网元Wi发送HH的概率，PCH(Wi(t))表示网元Wi发送AH概率；接收到的激素Hre(Wi(t))可表示为：Hre(Wi(t))=Σj=1kHse(Wj(t)),D(Wi(t),Wj(t))≤Rc]]>式中，Hse(Wj(t))表示网元Wj发送的激素，D(Wi(t),Wj(t))表示网元Wi(t)和网元Wj(t)之间的距离；则新一轮的激素水平可表示为：SHWi(t)=SHWi(t-1)+Hre(Wi(t))]]>第二阶段的工作包括：(1)根据第一阶段的激素水平进入不同的工作状态，具体地：设定阈值K，K∈[-0.5,0.5]，当时，网元进入唤醒状态，否则，网元进入休眠状态；(2)第二阶段结束，进入下一个工作周期。本优选实施例使用激素水平来调节网元工作状态，既降低了能耗，又保证了对目标的监测跟踪效果。优选的，所述根据设定的目标跟踪策略进行目标跟踪，包括：使物联网以轮为单位周期性地工作，每个物联网网元每一轮都检测一次目标，物联网网元将当前轮中对目标的感知强度做累加，当前轮结束后，每个物联网网云将累加结果发送给物联网中的汇聚中心，汇聚中心对感知差分信息进行重构，进而通过对各物联网网元对目标的感知强度进行差分来计算移动目标当前的位置，对各目标进行跟踪。优选的，所述通过对各物联网网元对目标的感知强度进行差分来计算移动目标当前的位置，包括：(1)对各物联网网元对目标的感知强度进行差分，差分公式定义为：Gt(n)＝|Dt(n)-B(n)|式中，Gt(n)表示感知差分信息，Dt(n)为当前轮物联网中各物联网网元对移动目标的感知信息，B(n)为物联网第一次检测到跟踪目标时的初始感知信息；(2)对感知差分信息进行判断，获取有效的跟踪信息；(3)根据有效的跟踪信息检测出移动目标。本优选实施例设定的目标跟踪策略不需要具体划分网格，对监测区域的形状也没有特定要求，适用性广，采用本优选实施例设定的目标跟踪策略，降低了物联网中信息的感知量和传输量，提高了跟踪的能效性。优选的，所述跟踪性能评价模块5通过设定评价函数来进行装置的跟踪性能的评价，其中定义评价函数Q的计算公式为：Q=δ1eAa+δ2(eAa-ebA)2+(1-δ1-δ2)(eAa-elL)2]]>式中，δ1、δ2为大于0的评价参数，δ1+δ2＜1，其值可在范围内进行调整，a为目标总数，A为跟踪目标网元数目，b为丢失目标时刻数，l为目标在网络跟踪范围内丢失时间，L为目标在网络跟踪范围内的总时间，评价函数值越大，则跟踪性能越好。本优选实施例采用定义的评价函数对跟踪性能进行评价，能够根据跟踪侧重点不同合理调整评价参数的取值，准确评价其跟踪性能。优选的，所述安全防护模块6包括控制中心、认证器和数据处理器，所述对追踪数据的通信进行安全防护，包括：(1)对访问追踪数据的用户端进行认证，当用户通过用户端向认证器发送认证请求Querys时，认证器判断该用户端是否成功接收过追踪数据，若是则启动密码验证程序，要求用户输入密码进行验证；若否，启动指纹验证程序，要求用户输入指纹进行验证；(2)通过认证后，控制中心与用户端建立安全传输通道，接收来自用户端的数据请求Queryn，并向数据处理器发送数据处理请求Queryd；(3)数据处理器接收到数据处理请求Queryd时，从物联网网元得到追踪数据，对追踪数据进行融合处理和加密处理，并将处理过的追踪数据发送给控制中心；(4)控制中心进而将处理过的追踪数据通过安全传输通道传输到用户端。本优选实施例设置控制中心、认证器和数据处理器，达到了访问权限便捷认证的目的，并能够在传输过程中保证追踪数据的安全，提高了追踪装置的安全性。优选的，所述对追踪数据进行融合处理，包括：(1)进行追踪数据的一致性检验，包括：设Ai表示物联网网元Wi所测的数据，Aj表示物联网网元Wj所测的数据，计算物联网网元Wi和Wj所测数据的接近度Aij：Aij=1|(Ai-Aj)/(Ai+Aj)|≤T1andi≠j0|(Ai-Aj)/(Ai+Aj)|>T1ori=j]]>式中，T1为根据物联网网元的测量精度来确定的阈值，根据上式，建立接近度矩阵如下：J=A11A12...A1NA21A22...A2N..........AN1AN2AN3ANN]]>根据J求取第i个物联网网元所测数据与多数物联网网元所测数据的接近度ξi：ξi=Σj=1NAij/(N-1)i≠j]]>设T2为根据物联网的融合精度来确定的阈值，选取ξi≥T2的数据进行融合处理；(2)对选取的数据进行迭代融合处理。本优选实施例在融合处理前先对追踪数据进行一致性检验，只对检验合格的数据进行融合处理，过滤了追踪数据中由于物联网网元故障或者受到环境干扰而采集到的虚假数据，从而提高了融合的精度。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。当前第1页1 2 3