用于交通流量报告、预报和规划的方法和系统的制作方法

用于交通流量报告、预报和规划的方法和系统的制作方法
【专利摘要】采用传感器技术的街道照明和交通控制系统及方法。常规传感器和处理器通过无线网格通信架构链接在一起，所述无线网格通信架构还可经过一个或多个网关接口到一个或多个监测和控制中心中。使用包括一系列街道照明器材的街道照明和交通控制网络的交通流量报告、控制和预报。
【专利说明】
用于交通流量报告、预报和规划的方法和系统
技术领域
[0001 ] 本申请是在2013年11月21日提交的美国临时专利申请序号61/907069、61/907078、61/907090、61/907114、61/907133、61/907150、61/907168、61/907188 和61/907210的非临时专利申请并且要求所述美国临时专利申请的权益，通过引用将其完整内容结合到本文中。
【背景技术】
[0002]新通信和控制技术的持续发展和可用性提供用于改进基础设施的候选装置和技术的恒定来源。无线网格网络通信是对于基础设施应用的特别有用技术，因为赋予通信任务可靠性和冗余度(正是网络的因源(et1logy))是网格互连(有时称作网格云)的性质。网格网络可易于建立成提供高带宽通信，并且网络控制可以是分散或者集中管理的。传感器技术还继续提供新技术和装置来感测和测量环境变量和系统条件。性能的成本持续下降。附属这两种技术是全球定位系统(GPS)的国宝，其向其用户提供位置信息以及极准确时间信息。这里也一样，GPS系统的接收器的成本显著下降。
[0003]能够直接获益于这些技术的进步的两种基础设施是大城市区域中的街道照明控制和交通控制。例如通过白炽、汞汽以及甚至高效高压钠灯所提供的常规街道照明每年消耗相当大的能量，并且总能量成本对大城市区域能够是惊人的。例如，洛杉矶目前具有大约209000盏路灯，其每年使用197000000千瓦小时的电力。诸如此类的大的经常性能量成本持续推动更高效的能量照明系统。通过将街道照明转换成LED技术，市政照明预算应当看到操作和维护成本中的极显著降低，并且有些人预计转换盈亏平衡点可在低至五年出现。
[0004]改进的交通控制系统和技术还应当更好地节约自然资源。在美国，在十字路口、人行横道、列车交叉口和公路上的其他位置存在大约5千万盏交通灯就位。这些中的大多数用于控制信号化十字路口。在德克萨斯大学奥斯汀分校的运输研究中心的1995报告声明，一般来说，“评估信号化十字路口的有效性的标准是:(1)总或停止延迟的最小化，(2)停止数量的减少，(3)使延迟和停止数量的组合为最小，(4)使燃料消耗为最小，(5)成本效率，以及(6)这些因素的折衷”。估计在2002，85个最大美国城区的驾车者遭受总共35亿小时的延迟，付出大约57亿加仑的燃料。经过智能交通控制来增加信号化十字路口的有效性在改进美国燃料使用效率方面应当具有极大有益效果。
【附图说明】
[0005]图1示出按照一个实施例的多个公路和交通条件。
[0006]图2示出按照一个实施例的照明器材的部件。
[0007]图3示出按照一个实施例的路面上的水的检测。
[0008]图4示出按照一个实施例的路面上的水或冰的检测。
[0009]图5示出按照一个实施例的声学轮胎噪声检测。
[0010]图6示出按照一个实施例的SAR图像的伪影。
[0011]图7示出按照一个实施例的交通条件数据库。
[0012]图8示出按照一个实施例、从无线语音产生软信息。
[0013]图9示出按照一个实施例的交通规划系统。
【具体实施方式】
[0014]本文所述的是采用传感器技术的联合街道照明和交通控制系统。在一实施例中，常规传感器和处理器通过无线网格通信架构链接在一起，所述无线网格通信架构还可经过一个或多个网关来接口到一个或多个监测和控制中心中。
[0015]与交通流量报告、控制和预报相关的一实施例可通过参照图1中的图示来查看。图1示出街道照明和交通控制网络100，其包括:携带具有照射雷达束165、170和175的合成孔径雷达(SAR)系统的无人机160;以及一系列路灯145X-145N。图1中还示出的是:公路115、120和125;跨河流105的桥梁1101、1102和1103;交通路径180、185和190;事故150;报告事故的人155;工厂135;以及铁路轨道130。
[0016]街道照明和交通控制网络100可服务于许多功能类别。在这些类别之中的是:(I)智能街道照明控制，以便使得更高效地使用可用能量以用于照明和更好地应用照明以服务于共同福利；(2)在信号化十字路口的更高效交通控制；(3)关联传感器的数据传输和控制；以及(4)跨以下所关心的事的各种公共服务:公共适配基础设施的操作效率、社区安全以及广泛和及时收集、分析和向公众分发公用事业信息。
[0017]采用照明系统中的街道照明器材的一实施例通过参照图2来描述。如图2中所示的路灯200包括照明器210，其由可包括电子组件的照明器接合物220所支承。包含在照明器接合物220中的电气组件可以是具有关联存储器资源的处理装置或者其他计算装置、电路、机电装置和各种传感器。照明器接合物还包括与照明器210的安装和控制关联的机械装置。照明器接合物220可安装在灯柱230顶部，所述灯柱230还为用来向照明器接合物220和照明器210提供电力的电源线240提供导管。照明器接合物220还可通过提供转发器服务在城市位置服务中起作用。另外，照明器接合物220可包括各种装置，以便为由照明器接合物所得到的传感器数据提供接口以及可期望在街道照明控制网络中使用的控制机构。
[0018]街道照明器材200可包括:具有一个或多个LED的一个或多个照明器210以及照明器接合物220。照明器接合物220可提供用于下列步骤的许多功能:(a)在一个或多个时间间隔期间以一个或多个功率级来施加电力；(b)运行一个或多个可选择特殊操作模式、例如灯闪烁，其中灯为了可视发信号通知目的而反复接通和关断；以及(c)包括各种传感器装置以及由街道照明控制网络中的传感器所使用的数据和控制的接口。
[0019]如不同实施例中设想的照明器接合物220可以是无线网格网络中的应用节点。GPS接收器可包含在照明器接合物220中，从而允许照明器接合物准确地在网格网络中定位。
[0020]按照不同实施例，照明器接合物220还可提供有一个或多个数据端口，以便提供许多类型的数据端口的接口，以发送和接收数据。虽然本文所述的具体实施例可示出数据端口的无线接口，但是也可设想有线接口，例如跨电力线的通信。照明器接合物220中的数据端口能够从RF使能计量表来接收数据，RF使能计量表包括:电力使用表;燃气使用表;水使用表;其他基础设施元件、例如交通灯;或者以上所述的的组合。
[0021]存在可包含在照明器接合物220中的许多类型的传感器。固态照相装置或图像传感器、一个或多个话筒、沿期望方向回旋和指向一个或多个传感器的一个或多个电动万向节、电力生成和存储装置(包括太阳能电池、蓄电池、电容器或者具有本地存储器的计算元件)。
[0022]设想实施例，其中照明器接合物220包含一组传感器，该组传感器包括:光强度传感器;灯条件估计传感器;或者一个或多个环境传感器。环境传感器可用来感测和测量与周围环境关联的多种项目。可由环境传感器来测量的条件的示例包括:温度;湿度;风速(速度和方向)；大气压力；一个或多个轴加速计;一个或多个轴倾斜传感器;化学污染传感器;生物污染传感器;特定污染物质传感器或者其组合;以及用来确定公路条件的传感器。
[0023]街道照明和交通控制系统100可为公益提供一般和特定服务。可为各种角色提供一般服务。一实施例设想为驾驶公众在公共访问频道上提供对于下列项的视觉显示或无线广播:交通条件，例如恶化天气;打滑道路条件;交通堵塞;事故;与紧急车辆共享公路的预计;公路条件，例如新形成的坑洞;预计吊桥打开;高速警察追击;安珀警报;和/或诸如广告或彩票结果之类的特殊活动。
[0024]附加一般服务可按照不同实施例来提供。可提供报告以用于在因降水量缺乏而需要水或者因局部降水量而不要求水的状况中控制公共灌溉。
[0025]可提供的另一个一般公共服务是交通流量的研究以查明和报告交通问题。这将在通知驾驶员关于理想交通路线以及他们因堵塞而可希望避免的那些交通路线方面具有极大帮助。例如，交通路径180、185可引起繁忙交通，从而引起如图1中看到的交通警报140，其中交通路径180正遭遇繁忙交通，而交通路径185正遭遇轻量交通。街道照明和交通控制系统100可提供与一个或多个监测和控制中心195的接口，以提供交通警报140的细节。
[0026]可提供接口以便提供来自路灯145^145〃上的照明器接合物220中包含的图像传感器的数据或者从来自SAR 160的雷达束175所获得的数据。在一个示例中，接口是与广播公司的接口，其能够为驾驶员提供交通信息，以通知他们关于车道之一中的交通堵塞，如交通警报140中所示。接口备选地可更本地化，使用路灯145X-145N上的照明器接合物220，以便向沿道路侧的照明标志提供与交通模式140相关的数据。
[0027]作为另一个非限制性示例，街道照明和交通控制系统100可用来识别指示失速车辆的存在、事故的发生、受伤驾驶员或者路面的显著问题(例如形成坑洞)的持久非标准车辆操纵。这种类型的操纵是非标准操纵，其可说明或引起异常交通流量。
[0028]可提供另一个一般公共服务，使用图像传感器或固态照相装置得到公路上的车辆的图像，并且将那些图像转发到监测和控制中心195的一个或多个。图像数据可作为未压缩或压缩图像数据来传送。图像数据可按照特定格式来传送，以易于在监测和控制中心的处理。在监测和控制中心对所传送图像数据的进一步分析可用来帮助执法工作或者用于其他公共安全措施。所传送图像数据可用来检测可疑车辆或者检测进行中的违规。可检测的违规可以是与特定车辆的地理围栏(geofencing)相关的问题。法令可实际上确保某些车辆、例如携带危险负荷的那些车辆没有冒险进入拥挤住宅区或者通行被禁止的区域(例如隧道、炼油厂地产或者管线端接和交叉口)。
[0029]可为了各种目的而提供一般公共服务。例如而不是意在进行限制，图像数据可提供与进行中的状况相关的信息。还可采用其他传感器技术、例如声学传感器。声学数据可按照与先前所述图像数据的方式相似的方式来传送。可在监测和控制中心195使用参数和阈值对声学数据执行处理，以确定不寻常活动是否正发生。分析寻求帮助的行人呼叫、尖叫或者其他类型的寻求帮助的急迫声音可用来触发声学响度阈值，通过语音识别来解释为紧急状况或者由操作员在监测和控制中心实时地监测。声学传感器可用来创建安全服务，其通过接收和分析区域中的行人呼叫和环境声音来感测正形成或者进行中的紧急状况，例如事故、暴力犯罪、遇险者或者其他状况。在一实施例中，一个或多个话筒可放置在照明器接合物220中，其能够拾取声音。这些声音可在本地分析或者作为压缩或者未压缩数据来发送给监测和控制中心的一个或多个，以供进一步分析和可能的执法或者公共安全措施。
[0030]在另一个实施例中，电动万向节225可用来控制照明器接合物220组件和/或灯210的位置。万向节225可本地控制，从而使照明器接合物组件能够沿期望方向自动旋转。期望方向可以是沿指示如由本地处理所确定的紧急情况的声音的方向。本地处理可采用参数和/或阈值来确定紧急情况以及所感测声音的源点。万向节225可从一个或多个监测和控制中心被远程控制，以便沿急迫声音(例如寻求帮助的可听哭喊、事故的声音或者其他遇险声音)的方向来回旋和指向话筒和/或图像传感器或固态照相装置的一个或多个。可命令街道照明系统中的灯的一个或多个进入特殊操作模式、例如灯闪烁，其中灯反复接通和关断，以便可视地发信号通知扰动的大致位置。
[0031]一般公共服务可采取交通模式分析服务的形式来提供。可分析交通模式，并且经过由照明器接合物所传送的图像的观察来生成报告。使用车辆牌照进行识别及车辆经过城市中被监测公路的路径，图像数据可用来通过构建特定车辆的数据库来分类各个车辆的交通路径。通过分析各个车辆的典型路径，可以有可能确定各个车辆将在各种信号化十字路口转弯的概率。作为非限制性示例，如果确定预计长车辆(例如18车轮货车)在特定十字路口进行左转，则交通信号可按照使得货车将对交通流量具有最小可能影响的这样的方式进行操作。这可通过例如将交通信号排序成将货车放置在它预计转弯的十字路口以使得其转弯不会不必要地延迟其后的交通来进行。
[0032]特定服务可包括但不一定限制于使用固态照相装置或图像传感器来获取牌照的图像。图像可用来检测特定车辆的地理围栏的违规。这可能是提供给付费订户使用。公司可期望确保公司车辆保持在预计周界之内。违规的证据可帮助公司执行不违反地理围栏规章制度的公司策略。由公司采用地理防护策略所提供的证据可帮助公司抵御涉及公司车辆或公司工作人员参与绕道或愚蠢事的雇主负责制侵权行为。
[0033]牌照图像可帮助对超过速度极限的处罚和收费的执法。通过经过车辆牌照的图像识别车辆并且接连测量其位置，有可能确定其行程的速度简况。如果特定车辆超过速度极限，则可生成违章通知单，或者能提供甚至更复杂的缴费过程。作为非限制性示例，有可能基于车辆超过速度极限给定量的时间量对车主开罚单，选择最高处罚量，或者检测多个违反。
[0034]向和从各个车辆的消息传递可通过将车辆的牌照号与车主的IP地址关联来实现。这种关联文件可以例如(而不是通过限制的方式)保持在监测和控制中心的一个或多个。对于非限制性示例，对配备有适当光学通信系统的特定车辆的消息传递可通过调制在车辆的光学视界中交通信号中的LED灯的一个或多个进行，如由Pang等人在文章“LED TrafficLight as a Communicat1ns Device，，( 1999年的the Internat1nal Conference onIntelligent Transportat1n Systems的论文集，第788-793页)中所建议，通过引用由此将其内容结合。设想通过还配备有光学接收器的交通灯，使用交通灯作为到数据网关的接入点，车辆可发送数据作为应答或者发起数据消息传输。
[0035]街道照明和交通控制系统可设计成满足更多系统标准，包括:(I)易于维护，(2)基础设施坚固，以及(3)通信安全性特征。
[0036]街道照明和交通控制系统可设计成使得各个灯能够监测其自己的健康状态，其可包括如以下所述的这类数据:灯功能性，例如烧坏和降低流明输出；对于预计剩余灯寿命的预后；以及结构完整性。
[0037]街道照明和交通控制系统还可设计成提供电力分析，对于非限制性示例包括电力质量测量和电力故障。电力故障可作为各个路灯或交通信号报告或者通过由网格网络的性质所使能的电力故障报告协议、经由路灯或交通信号的一个或多个周界进行通知来向监测和控制中心的一个或多个报告，其中一个或多个周界中的各路灯或交通信号没有电力。
[0038]另外，街道照明和交通控制系统可设计成执行自检例程，其可自行发起或者通过来自一个或多个监测和控制中心的命令来发起，这类例程评估并且向一个或多个监测和控制中心报告路灯或交通信号的特定测量参数。
[0039]街道照明和交通控制系统还可设计成使得街道照明和交通控制系统基础设施坚固，使得它呈现:在单个或多个渐进故障下的柔性降级，即，单个故障将不会级联从而引起故障的倍增；“操作通过”功能性，即，其操作在柔性降级下将不会被过度减慢或阻碍;所需维修可按照质量关键推动算法来自动优先化并且重构实行，所述算法按照由街道照明单元所组成的该组传感器所采集的基础设施感知数据所感测和测量的条件来通知和提出维修动作和计划表。维修和重构动作和计划表可设计成使街道照明和交通控制系统在其经历维修时将保持其坚固特性的概率为最大。
[0040]街道照明和交通控制系统可设计成使得街道照明单元和交通控制信号被提供有安全装置和措施。安全装置和措施可以是以下这些:检测、记录和通知一个或多个监测和控制中心关于街道照明单元和交通控制信号的预定周界中的物理进入。另一种类型的安全措施将是通过加密或者其他适当通信安全措施来保护通信。安全措施可应用于穿过网格网络和网关接口的业务，以促进个人信息的私密性，并且降低闯入者利用、插入、拒绝或者以其他方式修改这类业务的能力。其他实施例提供用于命令和消息的认证的安全装置和措施。可认证尝试改变、增加、删除、禁用或者以其他方式修改街道照明和交通控制系统中的软件、固件或硬件的命令和消息。对于非限制性示例，这类认证技术可通过使用密钥管理密码技术和保密共享协议来提供。
[0041 ]最后，可提供交通规划系统，以便使交通工程师和城市规划人员能够使用归档交通数据库来假定和评估对交通基础设施的变化。
[0042]如果路面和其上的空中包含液体、雪或冰的形式的水，则存在车辆灾难的增加风险。这类公路界面的检测以及向这些公路上的驾驶员分发它们的知识帮助保护生命和财产。这种类型的信息对交通流量报告和预报是有帮助的。
[0043]水、雪和冰的光学和微波性质使得其能够由电磁装置进行检测。水、雪和冰之间的区别可通过水的电容率与雪或冰的电容率有所不同的事实来辅助。与只是空气电容率六倍的冰电容率相比，水电容率是空气电容率的八倍。另外，六边形冰晶具有本征双折射性质，以及因此冰的检测可能通过使用偏振光进行。
[0044]在一实施例中，路面上的水可通过放置在如图3中所示的两个独立照明器材的照明器接合物中的光学或毫米波发射器和接收器(分别为320和330)来检测。作为示例而不是通过限制的方式，发射器和接收器位于道路310的相对侧上。发射器将辐射束350发射朝道路310。辐射束350的中心相对公路310的方向以角Φ照射道路310。图3示出路面上的一片水340 ο照明器接合物330中的接收器接收从辐射束350与该片水340之间的交互所散射的辐射360的一些。照明器接合物330中的接收器使其天线相对辐射束350的中心以角Θ来定向。散射的辐射360经处理以通过使用相对于干燥表面所观察的散射中的变化来揭示水的存在，以及路面上的推测的水可经过照明控制网络向交通条件数据库报告。
[0045]在另一个实施例中，公路可通过采用如图4中所示的线性偏振辐射束照射路面来调查，以检查冰、雪或水的沉积。照明器材430包括照明器接合物420，其还可包括并置或单基地的辐射发射器和接收器440。单基地的辐射发射器和接收器备选地可安装在照明器材430的支承结构上。一个或多个机动万向节425安装成使得单基地的辐射发射器和接收器440可旋转以产生、传送和接收模式450，以这样的方式以使得能够扫描包含区域475的公路410的区域。万向节425的控制器可运行存储在照明器接合物420中的搜索模式，或者万向节425的控制可经由来自控制中心的电子信令远程进行。
[0046]单基地的辐射发射器和接收器将线性偏振辐射传送朝公路410的区域475。如果区域475结冰，则如US5243185(通过引用结合)中所讲授，冰的六边形结晶结构的双折射性质使入射线性偏振辐射在返回(经由反射或折射)时变成椭圆偏振辐射。通过使用US5243185中所讲授的信号处理技术，可确定区域475是否具有冰或水的沉积。使用雷达以检测和测量将指示车辆通过的返回辐射的传送和接收模式450中的变化，还可估计交通流量。通过处理的传感器数据所产生的结果可经过照明控制网络来输入到交通条件数据库(其保持在远程位置)中。
[0047]在仍有的另一个实施例中，传感器数据可由位于公路附近的结构上的道路噪声传感器来产生。从道路噪声传感器所采集的传感器数据可指示路面上的危险状况，例如雨、雪或冰。如图5中所示，道路噪声550通过车辆530的轮胎540驶过雨、雪或冰覆盖的公路区域575而产生。从车辆轮胎在干燥表面上行驶所产生的道路噪声550与在雨、雪或冰中所覆盖的表面的是不同的。接近公路510的照明器材570可具有包含道路噪声传感器560的照明器接合物520 ο附加实施例可具有位于照明器材570上的其他位置的道路噪声传感器560。仍有的附加实施例可具有实际上没有安装在照明器接合物之上或之内的、而是远程安装和定位在照明器接合物520附近的道路噪声传感器560。在采用远程安装的道路噪声传感器560的实施例中，接口可在道路噪声传感器560与照明器接合物520之间建立，其能够实现通信。道路噪声传感器560可以是声到电换能器(例如通用话筒)或专用话筒(例如高定向猎枪话筒)。
[0048]道路噪声传感器560能够检测在公路510上行驶的车辆。照明器接合物520中的处理能力处理来自道路噪声传感器560的信号，以检测道路噪声550中的变化。在一实施例中，潮湿表面、雪和冰引起从车辆530行驶道路区域575所产生的道路噪声550中的增加。道路噪声传感器560检测道路噪声中的增加。道路噪声传感器560能够通过使处理器编程为通过使用一个或多个机动万向节525定向道路噪声传感器560以定向道路噪声传感器560朝所检测车辆的轨道来跟踪车辆。
[0049]声学信号550可被本地或远程处理(使用信号处理技术，例如美国专利第5852243号中所述的那些技术，通过引用由此将其内容结合)，以确定公路区域575是否具有雨、冰或雪的潜在危险沉积。雨、冰或雪的危险沉积的存在的确定可经过照明控制网络向交通条件数据库报告。
[0050]在另一个实施例中，路灯可具有噪声传感器560，其用来使用一个或多个机动万向节525旋转噪声传感器560(如以上针对图5所述)来检测和跟踪车辆。与以上针对图4所述的相似，也可包含单基地的辐射发射器和接收器440，以便将辐射传送朝由噪声传感器560识别为其上具有水、冰或者雪的道路的区域。如果区域475是结冰的，则可确定区域475是否其上具有冰、雪或水的沉积。使用雷达通过旋转万向节525以允许辐射发射器和接收器440聚焦于噪声传感器560确定为其上具有冰、雪或水的那个特定区域而更准确地检测和测量道路条件，还可估计交通条件。
[0051]另一个实施例设想智能路灯的网格网络具有沿公路在相对接近近邻范围之内散布的噪声传感器以及辐射发射器和接收器。不同传感器可相互结合用来识别道路上的潜在危险区域或者其他类型的危险状况、例如犯罪行为。
[0052]在一实施例中，用于估计交通流量的传感器数据也可源自配备合成孔径雷达(SAR)系统和SAR图像处理器的空中无人机。如图1中所示，无人机160携带SAR系统，其可形成和处理从由定向雷达束165、170和175所照射的区域所得出的图像。正移动的目标的SAR图像可从其真实位置移位作为其速度的函数的距离是SAR影像的已知性质。这个效果的示例在图6中示出，其中移动列车看起来与其轨道在空间移位。在一实施例中，无人机携带的SAR系统和SAR图像处理器可类似地用来估计公路上行驶的车辆的速度。另一个实施例可确定沿基本上相同方向以大致相同速度移动的若干临近间隔的车辆的平均速度。可向地面接收站广播SAR图像分析的结果，并且将数据输入到交通条件数据库中。
[0053]图7中所示的是从多个数据类来采集信息的交通条件数据库(TCD)710的一实施例。第一类数据是硬数据730。硬数据可包括源自诸如交通计数器、速度估计器、公路条件监测器和气候条件传感器之类的传感器的数据。
[0054]第二类数据是软数据732，其包括非结构化或自由形式数据，例如从口头报告(如，例如无线紧急应答器通信和监控直升机交通报告)所得出的数据。
[0055]来自例如通过无线电的紧急应答器报告等的来源的口头消息对推断与交通条件有关的信息可以是极有价值的。这个紧急无线电报告的许多在没有严格格式的情况下进行，因为它源自人类口语。信号处理中的充分进步使语音识别成为可能，其中算法将声学得到的人类话音转换成数字表示的字。一旦口头消息的字采取数字形式，则上下文分析算法可揭示消息的含意和上下文。一旦得出这个数据的上下文，则可将它转发到TCD 710来作为软数据结合。该过程在图8中所示示例中示出，其中在事故820现场的警官810经由无线通信830向警察机构835报告观察。天线和无线电接收器850配置通过接收广播信号840并且将广播信号840传递给语音分析单元860来监测警察通信。语音分析单元860包括模拟到数字(A到D)转换器862，其可将模拟语音信号转换为数字语音信号。如果警官的无线通信830的语音信号已经采取数字形式，则数字(A到D)转换器862可被忽视。将采取数字形式的语音信号提供给话音到文本转换器864，其产生由警官810所说的多串字。将字提供给文本分析器866，其创建事件的格式化报告，例如位置、时间和交通推论。将格式化报告转发到TCD 710作为软数据结合。
[0056]软数据源还可包括一些E-ZPass和收费数据以及交通照相装置馈送。其他软数据源可包括来自活动监测器、不是与交通条件直接相关但是仍然具有与交通条件的相关性的数据，例如活动订户等级和小区间切换率。这种数据可由蜂窝提供商直接提供，但是对其的近似可从接近小区天线的自动化监测设施来获得。
[0057]零星数据734是从未知可信性和特定格式化的来源所得出的一类数据，例如从社交媒体网络所得出的数据。许多社交媒体网络上的元数据或主题标签将允许通过特定主题标签所索引的消息编组和搜索。
[0058]历史数据736包括与涉及大交通量(例如工厂换班时间)的已知计划表、大事件的现有计划表、在信号化十字路口的交通灯设定以及期间双向街道指定用于单向交通的时间间隔相关的数据。T⑶710还保持和更新历史数据文件736。
[0059]计算引擎和分配服务器740从TCD 710接收数据，并且向本地区域中心报告本地区域中的交通条件。计算引擎和分配服务器740还可基于本地区域周围的区域中的历史交通条件、气候条件和其他条件使用计算机化预测模型来估计将来条件。计算引擎和分配服务器740还可检查其估计的精度，并且细化其预测模型和历史数据。
[0060]计算引擎和分配服务器740可综合可用数据，以形成预测和推测，其可当将来数据变为可用时被不断地细化。数据综合通过使计算引擎和分配服务器740并行运行多个交通模型(称作模型场)继续进行。计算引擎和分配服务器740然后执行加权并且组合模型的结果以形成将来交通条件的单个估计。例如，模型中的一些可以是使用常规Jackson或Gordon-Newel I网络公式化所居中(center)的交通方程。其他模型可对人为因素寄予更多强调，并且预测驾驶员将如何响应于条件。仍有的其它模型可将交通建模为连续流以及将中断建模为冲击波。其他模型可包括产生事故的概率模型和在信号化十字路口的交通流量的微观模型。随着时间推移，调整指配给各模型的权重，以便更接近地最大化将来交通条件的单个估计的正确预测。还可调整各个模型本身。
[0061]计算引擎和分配服务器740还可周期或者非周期地搜索来自不同数据源的数据之间的相关性，其可帮助增加预测的精度。这些相关性搜索可包括调查来自不同数据类的数据之间的相关性。另外，计算引擎和分配服务器740周期或者非周期地测试其已经识别的相关性，并且确定那些相关性是否仍然得到或者需要调整，甚至并且包括从模型中去除。
[0062]计算引擎和分配服务器740可向无线电和TV站750、警察和紧急应答器752以及公共“布告板”754(例如沿公路所放置的照亮的信息标志)报告交通条件和预测。计算引擎和分配服务器740向交通订户756广播警报。计算引擎和分配服务器740还将交通条件和预测存储在归档数据库758中。
[0063]如果硬数据或历史数据推动计算，则计算引擎和分配服务器740可向本地区域中心报告数字交通条件，例如预计速度或预计等待时间。如果计算主要通过软或零星数据来推动，则报告可使用模糊术语，例如“预计的延迟”或“可能的减速”。
[0064]设想交通流量分析和预报系统的附加实施例，例如使交通工程师和城市规划人员能够实现交通控制的数据库的交通规划系统的一实施例。使用归档交通数据库来假定和评估对交通基础设施和信号化控制的变化而设想对交通控制基础设施的架构的和/或十字路口信号化的改进。如图9中所示，归档数据库758用来提供规划系统计算机910的模拟数据。规划系统计算机910与控制台9201-920M进行接口，其使这些控制台的操作员能够使用归档交通库来假定和评估对交通基础设施的变化。按照各个实施例，控制台9201-920M可接近近邻或远离规划系统计算机910。这些控制台9201-920M的操作员可以是交通工程师或城市规划人员，或者操作员可与工程师或城市规划人员联络。规划系统计算机910有权访问许多交通模型，并且可按照计算引擎和分配服务器740综合从归档数据库758可用的数据并且形成预测和推测的方式或者与其相似的方式采用对各个模型结果的权重来并行地运行它们。
[0065]图10示出一般称作例程1000的示范方法，其在一旦激活进入1005时运行。一旦进入例程1000，使用先前所述方法来指定目标。计算元件可从存储器来读取目标，或者从各种传感器输入来确定目标。一旦确定目标，朝目标旋转万向节1010移动路灯中的一个或多个万向节，以便将路灯中的一个或多个传感器类型(如先前所述)定向朝目标。朝目标传送辐射1015采用毫米波或光学辐射能量来照射目标。按照与针对图3的所述方式相似的方式，散射辐射将到达配备有发射器/接收器(其与所使用的辐射类型兼容)的路灯的另一个。在一实施例中，从目标接收辐射1020将在系统中进行操作，以便使其他路灯接收从目标散射的辐射。一旦接收散射辐射，对接收的辐射执行信号处理1025将使系统处理辐射，以确定目标区域上是否存在雪、水或冰。处理可由接收路灯来执行，或者接收的辐射数据可被传递，并且远离接收路灯来执行处理。在所接收的辐射数据的处理指示问题(例如水、冰或雪)的情况下，传送所检测问题1035将把对接收的辐射执行信号处理1025的结果传送给系统，以便允许进行警报。在对接收的辐射执行信号处理1025没有指示目标区域上形成水、雪或冰的任何问题的情况下，系统则返回到朝目标旋转万向节1010，这将使用计算机存储器或者例如来自声学传感器或图像传感器的传感器输入，以朝所确定目标来定向发射器接收器。如果接收适当信号1040，则例程1000能够退出1045。信号1040可以是系统重置、中断或者应当退出例程1000的其它指示。
[0066]本文所述的方法和系统的示范技术效果包括:(a)基于组件的构建参数来生成熔融池；(b)检测由熔融池所生成的光学信号，以测量熔融池的大小或温度；以及(C)基于熔融池的大小或温度实时地修改构建参数，以实现组件的期望物理性质。
[0067]一些实施例涉及一个或多个电子或计算装置的使用。这类装置通常包括处理器或控制器，非限制性地例如通用中央处理器(CPU)、图形处理单元(GPU)、微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)、简化指令集计算机(RISC)处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路(PLC)和/或能够运行本文所述功能的任何其他电路或处理器。
[0068]本文所述的方法可编码为包含在非限制性地包括存储装置和/或存储器装置的计算机可读介质中的可执行指令。这类指令在由处理器运行时使该处理器执行本文所述方法的至少部分。上述示例只是示范性的，因而并不是意在以任何方式限制术语处理器的定义和/或含意。
[0069]以上详细描述了用于增强制作加性制造组件的构建参数的示范实施例。设备、系统和方法并不限制于本文所述的具体实施例，而是可独立且单独于本文所述的其他操作或组件来利用方法的操作和系统的组件。例如，本文所述的系统、方法和设备可具有其他工业或消费者应用，而并不限制于采用如本文所述电子组件的实施。一个或多个实施例而是可结合其他工业来实现和利用。
[0070]虽然本发明的各个实施例的具体特征可在一些附图中示出而在其他附图中未示出，但是这只是为了方便起见。按照本发明的原理，可与任何其他附图的任何特征组合来引用或者要求保护附图的任何特征。
[0071]本书面描述使用包括最佳模式的示例来公开本发明，并且使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求来定义，并且可包括本领域的技术人员想到的其他示例。如果这类其他示例具有与权利要求的文字语言没有差异的结构元件，或者如果它们包括具有与权利要求的文字语言的非实质差异的等效结构元件，则意在它们落入权利要求的范围之内。
【主权项】
1.一种户外照明系统，包括: 多个路灯； 照明器接合物，耦合到所述路灯的至少一些，并且包括信号处理器、通信装置和辐射发射器/接收器； 至少一个万向节，附连到所述照明器接合物，所述万向节具有可操作以用于沿至少一个目标的方向来定向所述照明器接合物的所述辐射发射器/接收器的机动系统；以及 控制器，在操作上耦合到所述照明器接合物的所述机动系统，以控制所述万向节的移动； 其中所述信号处理器分析由所述发射器/接收器从至少一个所述目标所接收的辐射。2.如权利要求1所述的系统，其中，辐射从所述照明器接合物中的一个传送朝所述目标，并且反射的辐射能量由所述照明器接合物的另一个来接收，以确定所述目标上是否存在水、冰或雪。3.如权利要求1所述的系统，还包括所述控制器对所述万向节进行操作的至少一个搜索模式。4.如权利要求1所述的系统，还包括至少一个安全装置或安全措施，其中所述安全装置或者所述安全措施从下列步骤选取:监测由所述街道照明系统所界定的预定周界；或者认证;加密通信;或者认证整个所述系统的命令和消息。5.如权利要求1所述的系统，还包括图像传感器，其中所述图像传感器是由所述万向节可旋转的。6.如权利要求1所述的系统，其中，由所述处理器对接收的辐射的分析结果由所述通信装置发送给在远程位置的交通条件数据库。7.如权利要求1所述的系统，其中，所述远程位置与所述多个路灯进行接口，并且提供所述路灯的控制和监测，并且其中所述结果用来调整所述路灯的操作。8.如权利要求7所述的系统，其中，所述照明器接合物包含GPS接收器，从而允许所述系统具有所述路灯和所述目标的位置的知识。9.如权利要求8所述的系统，还包括所述照明器接合物中存储的搜索模式，所述搜索模式控制所述万向节以旋转所述发射器/接收器，以便查看所述目标区域的序列。10.如权利要求5所述的系统，还包括声学传感器，并且其中所述信号处理器运行算法，所述算法分析所述路灯附近的声音以提供所述目标的位置，并且控制所述万向节朝所述位置旋转所述图像传感器。11.一种用于检测公路上的状况的方法，包括: 控制多个路灯的至少部分中包含的至少一个万向节的移动，所述部分具有辐射发射器/接收器，所述辐射发射器/接收器随所述万向节朝目标移动； 把来自所述辐射发射器/接收器的辐射传送朝所述目标； 由所述发射器/接收器的至少一个来接收从所述目标所反射的辐射；以及 由包含所述发射器/接收器的所述至少一个的所述路灯中的计算装置对接收的辐射进行信号处理。12.如权利要求11所述的方法，其中，所述信号处理通过由所述计算装置所运行的算法来执行，所述算法分析接收的辐射以确定水、冰或雪是否存在。13.如权利要求11所述的方法，其中，接收还包括经由所述路灯中的图像传感器来接收图像，以获取所述目标的图像。14.如权利要求11所述的方法，还包括使用所述路灯中的通信装置将信号处理的结果传递给在远程位置的交通条件数据库。15.如权利要求14所述的方法，其中，控制还包括从与所述路灯的所述通信装置进行接口的所述远程位置控制所述多个路灯。16.如权利要求15所述的方法，其中，控制还包括使用所述万向节来运行搜索模式，以便旋转所述发射器/接收器以查看所述目标区域的序列。17.如权利要求11所述的方法，还包括使用所述路灯的至少一个中的GPS接收器来访问所述路灯和所述目标的位置。18.如权利要求11所述的方法，其中，控制还包括响应从所述路灯的至少一个中的声学传感器所接收的声音而控制所述万向节。19.如权利要求18所述的方法，还包括信号处理由所述声学传感器所接收的声音，以确定水、冰或雪是否存在于所述目标上。20.如权利要求19所述的方法，还包括将信号处理结果传递给在所述控制和监测站的交通条件数据库。
【文档编号】G08G1/09GK105917742SQ201480073799
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2014年11月21日
【发明人】B.G.巴内特, J.E.赫希, M.J.德尔安诺, S.索罗, M.J.哈特曼
【申请人】通用电气公司