基于边缘计算的智能交通运维监测与数据管控系统的制作方法

本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种基于边缘计算的智能交通运维监测与数据管控系统。

背景技术：

目前传统的智能交通运行维护监测与管控模式多是采用集中式处理方式，路口智能交通终端设备直接通过网络连接到中心机房，将所有设备运行状态和采集的数据统一集中至中心计算存储平台，并利用中心建设的超强计算存储能力来对路口交通运行进行管理和控制。

然而，随着交通路口各类智能交通终端设备的不断增多和性能提升，就需要不断提升中心的计算存储的能力，增加路口至中心的网络带宽。同时，现有集中式处理方式还需保障中心机房智能交通综合管控平台与路口的智能交通终端设备间数据的实时交换，保证传输网络的安全稳定运行，一旦发生网络故障，中心机房智能交通综合管控平台就无法管理路口的智能交通终端设备间，无法及时解决网络故障期内发生的交通问题。此外，传统模式在中心机房智能交通综合管控平台无法连接智能交通终端设备时，无法准确区分是供电问题还是通信问题，时常导致维护人员的重复工作和维护工作的延迟。因此，有必要提供一种基于边缘计算的智能交通运维监测与数据管控系统，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于边缘计算的智能交通运维监测与数据管控系统，以解决现有智能交通运行维护监测与管控模式一旦发生网络故障，中心机房智能交通综合管控平台就无法管理路口的智能交通终端设备，无法及时解决网络故障期内发生的交通问题，以及在中心机房智能交通综合管控平台无法连接路口的智能交通终端设备时，无法准确区分是供电问题还是通信问题，导致维护人员的重复工作和维护工作的延迟的问题。

本发明提供一种基于边缘计算的智能交通运维监测与数据管控系统，包括：边缘服务单元、通信传输监管单元、供配电监管单元、显示管控单元和集成机箱管控模组；所述边缘服务单元分别与所述通信传输监管单元、供配电监管单元、显示管控单元以及集成机箱管控模组连接；所述供配电监管单元分别与路口的信号控制系统、电子警察系统、视频监控系统以及采集发布系统连接；所述通信传输监管单元分别与所述信号控制系统、电子警察系统、视频监控系统以及采集发布系统连接；

所述供配电监管单元，用于全天候监测和管理所述信号控制系统、电子警察系统、视频监控系统以及采集发布系统的电源使用状态；

所述通信传输监管单元，用于实时采集所述信号控制系统、电子警察系统、视频监控系统以及采集发布系统的数据信息，与中心机房智能交通综合管控平台通信连接，以及与上下游路口的智能交通运维监测与数据管控系统中的通信传输监管单元通信连接；

所述显示管控单元，用于对系统的交互式管理操作，以及外部屏幕的显示管理；

所述集成机箱管控模组，用于实时监测基于边缘计算的智能交通运维监测与数据管控系统的内部环境和维护员巡更情况，同时实现开关门控制与报警管理；

所述边缘服务单元，用于对路口各智能交通终端设备的运行情况进行全天候监测记录，对所述智能交通终端设备的故障进行自修复控制和报警管理，对路口的信号控制系统、电子警察系统、视频监控系统、采集发布系统以及上下游路口的智能交通运维监测与数据管控系统所提供的数据进行清理、分析、融合、存储以及分发，对路口交通信号进行智能优化控制。

可选的，所述通信传输监管单元，用于以有线或无线的方式与上下游路口的智能交通运维监测与数据管控系统建立通信连接；将当前路口的数据信息传递给上下游路口的智能交通运维监测与数据管控系统，以使上下游各路口的智能交通运维监测与数据管控系统根据所述数据信息进行分析计算，实时优化调整自身路口的交通运行方案。

可选的，所述数据信息包括：交通信号配时信息、交通运行拥堵信息和od信息。

可选的，所述所述通信传输监管单元，用于在智能交通运维监测与数据管控系统与中心机房智能交通综合管控平台的直连通信出现故障的情况下，通过与上下游路口的智能交通运维监测与数据管控系统间的通信链路实现与中心机房智能交通综合管控平台的数据透传。

可选的，所述通信传输监管单元，用于在智能交通运维监测与数据管控系统与中心机房智能交通综合管控平台通信故障的情况下，通过4g通信或者5g通信，将故障信息传递给维护管理人员终端。

可选的，所述显示管控单元包括：触摸交互显示屏和led宣传显示屏；所述触摸交互显示屏用于为管理者提供系统配置管理时的信息显示和交互式的管理操作方式，所述led宣传显示屏用于提供交通宣传信息以及交通提示告警信息。

可选的，所述通信传输监管单元配置有网络电口或者网络光口、4g通信接口或者5g通信接口、无线对射接口、蓝牙接口、dsrc接口、串口以及北斗或者gps通信接口。

可选的，所述供配电监管单元配置有外部电源接入总闸、自动重合闸、多路可远程开关插座、防雷监测模块、交通信号输出监测模块、超限智能控制模块，以及后备不间断电源和铁锂电池。

可选的，所述集成机箱管控模组配置有开关门控制模块、巡更监测模块、环境监测模块和报警管理模块。

本发明的有益效果如下：本发明提供的一种基于边缘计算的智能交通运维监测与数据管控系统，包括：边缘服务单元、通信传输监管单元、供配电监管单元、显示管控单元和集成机箱管控模组。本发明采用高度集成的整合设计，将交通路口所有智能交通终端设备的数据管理、供配电、传输通信统一纳入系统，实现各智能交通终端设备运行状态、供配电和数据通信的监测管控。本发明通过边缘服务单元实现对交通路口的智能交通终端设备运行状态的实时监测、运行数据的处理与存储、系统故障的修复与报警，以及交通路口信息的交互传递和中心上传。本发明为交通管理提供了基于路口节点的快速处理能力，实现了以路口为节点的数据交换与控制，对比智能交通终端设备直接连接中心机房智能交通综合管控平台的管理模式，能有效减轻网络传输压力，降低数据处理的延迟，释放中心计算存储负担，还能避免在智能交通终端设备与中心机房智能交通综合管控平台通信故障时出现的管理空缺和数据丢失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于边缘计算的智能交通运维监测与数据管控系统的应用环境示意图。

图2为本发明实施例提供的基于边缘计算的智能交通运维监测与数据管控系统的组成示意图。

图示说明：1-边缘服务单元；2-通信传输监管单元；3-供配电监管单元；4-显示管控单元；5-集成机箱管控模组；100-智能交通运维监测与数据管控系统；200-中心机房智能交通综合管控平台；41-led宣传显示屏；42-触摸交互显示屏。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。

请参阅图1和图2，针对传统智能交通集中式处理方式的弊病，本发明提供一种基于边缘计算的智能交通运维监测与数据管控系统，该基于边缘计算的智能交通运维监测与数据管控系统(下文简称为智能交通运维监测与数据管控系统100)集成了边缘服务单元1、通信传输监管单元2、供配电监管单元3、显示管控单元4和集成机箱管控模组5。

该智能交通运维监测与数据管控系统100安装在交通路口，不同路口(如图1中的路口1、路口2...路口n)的智能交通运维监测与数据管控系统100可以与中心机房智能交通综合管控平台200通信。

其中，边缘服务单元1分别与通信传输监管单元2、供配电监管单元3、显示管控单元4以及集成机箱管控模组5连接。供配电监管单元3分别与路口的信号控制系统、电子警察系统、视频监控系统以及采集发布系统连接。通信传输监管单元2也分别与信号控制系统、电子警察系统、视频监控系统以及采集发布系统连接。路口的信号控制系统、电子警察系统、视频监控系统以及采集发布系统及其系统所包含的智能交通终端设备等均为现有技术。本发明采用高度集成化的方式，采用标准机柜尺寸，将所有单元整合在一台专用室外机柜内。

在本实施例中，边缘服务单元1用于对路口各智能交通终端设备的运行情况进行全天候监测记录，对智能交通终端设备的故障进行自修复控制和报警管理，对路口的信号控制系统、电子警察系统、视频监控系统、采集发布系统以及上下游路口的智能交通运维监测与数据管控系统所提供的数据进行清理、分析、融合、存储以及分发，对路口交通信号进行智能优化控制。

具体地，边缘服务单元主要可包括中央处理器(英语：centralprocessingunit，缩写：cpu)、图形处理器(英语：graphicsprocessingunit，缩写：gpu)、内存(memory)、存储器(storage)等配套组件，边缘服务单元存储有计算机程序，并装载配套操作系统以及数据库等，该计算机程序被中央处理器执行时实现本发明提供的基于边缘计算的智能交通运维监测与数据管控系统的边缘服务单元工作流程中的部分或全部步骤，以实现对智能交通运维监测与数据管控系统100各单元的接入管理、电源管理、通信管理、数据管理、安全管理和控制管理等，主要完成对路口智能交通终端设备的运行维护信息和应用数据信息的采集、存储与管理，以及通过分析处理相关信息后发送故障修复、故障报警、信号配时优化等控制命令。

在本实施例中，通信传输监管单元2用于实时采集信号控制系统、电子警察系统、视频监控系统以及采集发布系统的数据信息，与中心机房智能交通综合管控平台通信连接，以及与上下游路口的智能交通运维监测与数据管控系统中的通信传输监管单元通信连接。

具体地，通信传输监管单元2可以以有线或无线的方式与上下游路口的智能交通运维监测与数据管控系统100建立通信连接，将当前路口的数据信息传递给上下游路口的智能交通运维监测与数据管控系统100，以使上下游各路口的智能交通运维监测与数据管控系统100根据数据信息进行分析计算，实时优化调整自身路口的交通运行方案，有效提升交通通行效率。上述数据信息具体可以包括：交通信号配时信息、交通运行拥堵信息和交通出行(英文：origindestination，缩写：od)信息等。智能交通运维监测与数据管控系统100也可直接连接到中心机房智能交通综合管控平台200，实现数据信息的上传下载。

此外，通信传输监管单元2还可以在智能交通运维监测与数据管控系统100与中心机房智能交通综合管控平台200的直连通信出现故障的情况下，通过与上下游路口的智能交通运维监测与数据管控系统间的通信链路实现与中心机房智能交通综合管控平台的数据透传。通信传输监管单元2还可以在智能交通运维监测与数据管控系统100与中心机房智能交通综合管控平台200通信故障的情况下，通过4g通信或者5g通信，将故障信息传递给维护管理人员终端。

具体地，通信传输监管单元2可以配置有网络电口或者网络光口、4g通信接口或者5g通信接口、无线对射接口、蓝牙接口、专用短程通信技术(英文：dedicatedshortrangecommunication，缩写：dsrc)接口、串口以及北斗或者全球定位系统(英文：globalpositioningsystem，缩写：gps)通信接口。网络电口或者网络光口主要实现路口各智能交通终端设备与中心机房智能交通综合管控平台200的通信连接。4g通信接口或者5g通信接口主要保障在中心机房智能交通综合管控平台200通信故障的情况下能及时传递故障信息。无线对射接口可实现与上下游节点的智能交通运维监测与数据管控系统100之间的通信连接。蓝牙接口可提供专用配置智能交通终端设备的接入。dsrc接口提供车路协同的通信链路，串口是为智能交通终端设备特殊控制和专业协议提供出入输出接口，北斗或gps通信接口提供系统的定位信息和时钟校准。

在本实施例中，供配电监管单元3用于全天候监测和管理信号控制系统、电子警察系统、视频监控系统以及采集发布系统的电源使用状态。供配电监管单元3具体可以配置有外部电源接入总闸、自动重合闸、多路可远程开关插座、防雷监测模块、交通信号输出监测模块、超限智能控制模块，以及后备不间断电源和大容量的铁锂电池等组件。

具体地，供配电监管单元3具备电压电流监测报警、网络重启控制和后备电源供电功能，其输出端分别与系统内各设备和路口各智能交通终端设备电源输入端相连，实现对每路电源供给的监测与管理，并在外部供电故障的情况下，保障关键设备的正常运行。交通信号输出监测模块与交通信号控制机的灯控输出端相连，实现对每路交通信号灯的供电监测，并在出现相关故障时，及时发送故障报警信息。

在本实施例中，显示管控单元4用于对系统的交互式管理操作，以及外部屏幕的显示管理。

具体地，显示管控单元4包括触摸交互显示屏42和led宣传显示屏41。触摸交互显示屏42用于为管理者提供系统配置管理时的信息显示和交互式的管理操作方式，led宣传显示屏41用于提供交通宣传信息以及交通提示告警信息，以及一些交通管理者需要显示的信息。

在本实施例中，集成机箱管控模组5用于实时监测基于边缘计算的智能交通运维监测与数据管控系统的内部环境和维护员巡更情况，同时实现开关门控制与报警管理。

具体地，集成机箱管控模组5配置有开关门控制模块、巡更监测模块、环境监测模块和报警管理模块。开关门控制模块可保障经过授权许可的人员才允许打开机柜，也可通过远程控制实现开门。巡更监测模块用于记录运维专业人员对路口设备的巡检维护时间和次数，便于管理者对维护人员的考核。环境监测模块用于实时监测机柜中的温湿度和水侵情况，在发生环境情况超出许可范围时，通知系统执行相应处理措施，保障设备的安全使用。报警管理模块在接收相关报警信息时，根据不同级别，采用不同的报警方式，可通过声光报警器、led宣传显示屏提示报警信息，也可将报警信息直接传送给对应的管理部门或管理人员。

本发明的基于边缘计算的智能交通运维监测与数据管控系统，采用边缘计算技术，为交通管理提供了基于路口节点的快速处理能力，实现了以路口为节点的数据交换与控制，对比传统的将智能交通终端设备直接连接中心机房智能交通综合管控平台的管理模式，能有效减轻网络传输压力，降低数据处理的延迟，释放中心机房智能交通综合管控平台计算存储负担，还能避免在智能交通终端设备与中心机房智能交通综合管控平台通信故障时出现的管理空缺和数据丢失，通过与上下游路口的通信链路实现与中心机房智能交通综合管控平台的数据透传。并在与中心机房智能交通综合管控平台通信故障的情况下，将故障信息通过4g或者5g通信模组发送给运维管理人员。本发明通过对供配电和通信数据的监测管理，可准确判断路口的智能交通终端设备的故障问题，还可以通过自动重启，断电复位的控制方式，实现简单故障的自修复功能，从而提升了智能交通终端设备的使用效率，减少了维护人员的工作量。

以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。