一种基于云控地理分区的数字孪生对象状态同步系统的制作方法

本发明涉及云控平台自动驾驶，具体而言，涉及一种基于云控地理分区的数字孪生对象状态同步系统。

背景技术：

1、在云控平台自动驾驶领域，云控平台作为云端自动驾驶的大脑，需要对汽车、道路等交通参与者信息进行融合计算。通常情况下，云控平台需要计算得到数字孪生对象状态，再根据数字孪生对象状态实现云控平台相应的业务，其中，数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。

2、在云控平台的不用业务中，可能对同一数字孪生对象状态进行计算，例如：云控平台包含a业务和b业务，a业务通过线程a对数字孪生对象状态a进行计算，在得到数字孪生对象状态a再基于数字孪生对象状态a进行c计算，b业务通过线程b对数字孪生对象状态a进行计算，在得到数字孪生对象状态a后再基于数字孪生对象状态a进行d计算，可见，两个业务中对数字孪生对象状态a进行了重复计算，这造成算力的浪费，同时也会造成计算延时的增加，导致云控平台计算效率低。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于云控地理分区的数字孪生对象状态同步系统，能够减少算力浪费，降低计算延时，提高云控平台计算效率。具体的技术方案如下。

2、第一方面，本发明提供了一种基于云控地理分区的数字孪生对象状态同步系统，所述系统包括车路云网关、多个地理分区计算单元、道路状态统计服务和数字孪生对象状态管理服务，每个地理分区计算单元包括多个计算服务，所述车路云网关和所述数字孪生对象状态管理服务均与所述道路状态统计服务通信连接，所述数字孪生对象状态管理服务与所述多个地理分区计算单元通信连接；

3、每个地理分区计算单元启动时向所述数字孪生对象状态管理服务订阅本地理分区对应的数字孪生对象状态，其中，所述本地理分区对应的数字孪生对象状态中包含本地理分区计算单元中的计算服务订阅的数字孪生对象状态；

4、所述数字孪生对象状态管理服务接收各地理分区计算单元对本地理分区对应的数字孪生对象状态的订阅；

5、所述道路状态统计服务获取所述车路云网关发送的车辆信息数据，根据所述车辆信息数据计算道路状态，并发送所述道路状态至所述数字孪生对象状态管理服务；

6、所述数字孪生对象状态管理服务接收所述道路状态，确定所述道路状态所属的目标数字孪生对象状态，将所述道路状态发送至订阅所述目标数字孪生对象状态的目标地理分区计算单元；

7、所述目标地理分区计算单元接收所述道路状态，并同步至自身包含的订阅所述目标数字孪生对象状态的计算服务。

8、可选的，所述车辆信息数据包括车辆的数量、每个车辆的地理位置信息以及每个车辆的速度信息；

9、所述道路状态统计服务根据车辆的地理位置信息与道路编号的对应关系，确定所述车辆信息中的各车辆所在的道路，针对每条道路，根据该条道路上的车辆的数量以及车辆的速度信息，判断该条道路是否拥堵，如果是，确定该条道路的道路状态为拥堵状态，如果否，确定该条道路的道路状态为不拥堵状态。

10、可选的，每个地理分区计算单元还包括数字孪生对象状态订阅和发布服务，每个数字孪生对象状态订阅和发布服务与所述数字孪生对象状态管理服务通信连接，针对每个地理分区计算单元，该地理分区计算单元中的各计算服务均与该地理分区计算单元中的数字孪生对象状态订阅和发布服务通信连接；

11、每个地理分区计算单元启动时，通过本地理分区计算单元中的数字孪生对象状态订阅和发布服务向所述数字孪生对象状态管理服务订阅本地理分区对应的数字孪生对象状态；

12、所述目标地理分区计算单元中的数字孪生对象状态订阅和发布服务接收所述道路状态，并同步至自身包含的订阅所述目标数字孪生对象状态的计算服务。

13、可选的，每个地理分区计算单元中的多个计算服务为异常低速计算服务和协同变道计算服务；

14、目标地理分区计算单元中的异常低速计算服务根据同步的道路状态进行异常低速判断得到车辆状态，将所述车辆状态发送至本地理分区计算单元中的协同变道计算服务，以及，将所述车辆状态通过本地理分区计算单元中的数字孪生对象状态订阅和发布服务发送至所述数字孪生对象状态管理服务，本地理分区计算单元中的协同变道计算服务根据所述车辆状态以及同步的道路状态确定协同变道的变道决策；

15、所述数字孪生对象状态管理服务接收所述车辆状态。

16、可选的，目标地理分区计算单元中的异常低速计算服务根据同步的道路状态确定不拥堵的道路，针对每条不拥堵的道路，判断该条道路上是否存速度在连续预设时长内低于预设速度的车辆，如果存在，确定所存在的车辆的车辆状态为异常低速。

17、可选的，本地理分区计算单元中的协同变道计算服务根据同步的道路状态确定不拥堵的道路，根据所述不拥堵的道路上的各个车辆的车辆状态确定协同变道的变道策略。

18、可选的，所述系统还包括数据队列；

19、所述数据队列接收并存储所述车路云网关发送的车辆信息数据；

20、所述道路状态统计服务从所述数据队列中获取所述车辆信息数据。

21、可选的，所述系统还包括数据分区服务，所述数据分区服务与所述多个地理分区计算单元通信连接，所述车辆信息数据包括车辆的数量和每个车辆的信息，其中，每个车辆的信息包括每个车辆的地理位置信息；

22、所述数据分区服务从所述数据队列中获取所述车辆信息数据，针对所述车辆信息数据中的每个车辆，确定该车辆的地理位置信息对应的地理分区计算单元，将该车辆的信息发送至所确定的地理分区计算单元；

23、所确定的地理分区计算单元接收该车辆的信息。

24、可选的，所述数字孪生对象状态管理服务包括道路状态管理子服务；

25、所述道路状态统计服务发送所述道路状态至所述道路状态管理子服务；

26、所述道路状态管理子服务接收道路状态，确定所述道路状态所属的目标数字孪生对象状态，将所述道路状态发送至订阅目标数字孪生对象状态的目标地理分区计算单元。

27、可选的，所述数字孪生对象状态管理服务包括车辆状态管理子服务；

28、目标地理分区计算单元中的异常低速计算服务将所述车辆状态通过本地理分区计算单元中的数字孪生对象状态订阅和发布服务发送至所述车辆状态管理子服务；

29、所述车辆状态管理子服务接收所述车辆状态。

30、由上述内容可知，本发明实施例提供的一种基于云控地理分区的数字孪生对象状态同步系统，包括车路云网关、多个地理分区计算单元、道路状态统计服务和数字孪生对象状态管理服务，每个地理分区计算单元包括多个计算服务，车路云网关和数字孪生对象状态管理服务均与道路状态统计服务通信连接，数字孪生对象状态管理服务与多个地理分区计算单元通信连接；每个地理分区计算单元启动时向数字孪生对象状态管理服务订阅本地理分区对应的数字孪生对象状态，其中，本地理分区对应的数字孪生对象状态中包含本地理分区计算单元中的计算服务订阅的数字孪生对象状态；数字孪生对象状态管理服务接收各地理分区计算单元对本地理分区对应的数字孪生对象状态的订阅；道路状态统计服务获取车路云网关发送的车辆信息数据，根据车辆信息数据计算道路状态，并发送道路状态至数字孪生对象状态管理服务；数字孪生对象状态管理服务接收道路状态，确定道路状态所属的目标数字孪生对象状态，将道路状态发送至订阅目标数字孪生对象状态的目标地理分区计算单元；目标地理分区计算单元接收道路状态，并同步至自身包含的订阅目标数字孪生对象状态的计算服务。在本发明实施例中，通过设置道路状态统计服务的方式，实现由单独的服务计算数字孪生对象状态，并将所计算得到的数字孪生对象状态发送至数字孪生对象状态管理服务，使得需要使用该数字孪生对象状态的地理分区计算单元可以订阅并获得该数字孪生对象状态，并同步至自身包含的订阅该数字孪生对象状态的计算服务，使得各计算服务在计算时可以直接使用，不需要每次再重复计算该数字孪生对象状态，达到共享数字孪生对象状态的目的，能够减少算力浪费，降低计算延时，提高云控平台计算效率。当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

31、本发明实施例的创新点包括：

32、1、通过设置道路状态统计服务的方式，实现由单独的服务计算数字孪生对象状态，并将所计算得到的数字孪生对象状态发送至数字孪生对象状态管理服务，使得需要使用该数字孪生对象状态的地理分区计算单元可以订阅并获得该数字孪生对象状态，并同步至自身包含的订阅该数字孪生对象状态的计算服务，使得各计算服务在计算时可以直接使用，不需要每次再重复计算该数字孪生对象状态，达到共享数字孪生对象状态的目的，能够减少算力浪费，降低计算延时，提高云控平台计算效率。

33、2、由于每个地理分区计算单元订阅的是与自身有关的数字孪生对象状态，因此，每个地理分区计算单元保存的数字孪生对象状态的数量有限，降低了每个地理分区计算单元需要维护的数字孪生对象状态的数量，不会造成内存使用过高。