基于大数据和VR的跨平台3D智能交通指挥方法及系统与流程

本发明涉及基于人工智能大数据和vr的跨平台3d智能交通指挥方法和系统，可以应用到城市交通智能调度系统、高速公路智能调度系统和运营车辆调度管理系统等领域。

背景技术：

近几年来，随着国内科技水平的快速发展，智能定位系统、图像回传技术和vr技术已经发展的较为完善，被人们广泛应用并且有广泛的发展前景。从现在市场上的智能终端设备来看，智能定位技术主要应用于运动类手表(如华为智能手表)和儿童防丢手表(如小天才电话手表)，可进行准确的gps定位并显示相应地图。图像回传技术广泛应用于智能车载设备，可将实时路况信息进行摄像，同时对经纬度记录，并能够进行实时回传。vr技术主要应用于vr眼镜，可实时接收回传图像，产生3d视觉感受，使使用者真正了解实地情况。

将智能定位系统、图像回传技术和vr技术相互联结运用到交通管理系统中可以很大程度上的提高交通管理工作的科学化、现代化、信息化水平，缓解警力不足，加强和保障道路交通的安全、有序和畅通，减少道路交通中违法事件的发生。为实现高度整合、集约高效的指挥方案，变粗略调度为精确指挥，才能有效解决拥堵和减少交通事故的发生，所以我们提供了智能交通指挥控制系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于构建一个可视化的基于人工智能大数据和vr的跨平台3d智能交通指挥方法和系统，提供了一种基于智能移动设备、物联网、多极信息传递、大数据检索分析回馈及可视化调度指挥的交通控制解决方案。

本发明设计了一种智能系统——“基于人工智能大数据和vr的跨平台3d智能交通指挥方法和系统”的目的之一是解决交通安全及交通拥堵的问题。例如，某地段位事故高发地段，使用者可通过这套系统，对此路段进行完善和改造。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：基于大数据和vr的跨平台3d智能交通指挥系统，该系统包括有智能终端层(1)、外部数据层(2)、网络安全层(3)、接入服务层(4)、核心数据层(5)和监控指挥层(6)；其中：

智能终端层包括智能穿戴设备(1.1)、智能车载设备(1.2)和辅助智能设备(1.3)；其中：

智能穿戴设备(1.1)、智能车载设备(1.2)和辅助智能设备(1.3)经由反向代理服务器(3.1)连接到应用服务器a(4.1)、应用服务器b(4.2)、接口服务器(5.1)，智能穿戴设备(1.1)获取佩戴者的相关数据，并通过网络将数据包装成请求，提交到应用服务器a类(4.1)、应用服务器b类(4.2)和接口服务器(5.1)上，执行服务器上预设定逻辑，智能终端层(1)获取回调数据，根据回调数据调动相应的传感器执行操作，或将提示指令显示在终端设备的显示屏幕上；

所述的外部数据层(2)包括外部数据接口(2.1)；其中：外部数据接口(2.1)通过反向代理服务器(3.1)与应用服务器a类(4.1)、应用服务器b类(4.2)和接口服务器(5.1)相连，将收集到的数据通过网络将数据包装成请求提交到应用服务器a类(4.1)、应用服务器b类(4.2)和核心数据库(5.2)上，应用服务器a类(4.1)、应用服务器b类(4.2)将接收到的数据显示、处理、接受指挥指令后，生成返回终端的数据，返回给智能终端层(1)和外部数据层(2)的智能穿戴设备(1.1)、智能车载设备(1.2)、辅助智能设备(1.3)和外部数据接口(2.1)，智能穿戴设备(1.1)、智能车载设备(1.2)、辅助智能设备(1.3)和外部数据接口(2.1)根据返回数据实施显示和操作；

所述的网络安全层(3)包括反向代理服务器(3.1)；其中：

反向代理服务器(3.1)将外部数据传输到内部的应用服务器或接口服务器上，隐藏内部服务器内部地址和端口，降低服务器和数据库被攻击的风险，达到内网安全和负载均衡的效果；

所述服务接入层(4)包括应用服务器a类(4.1)、应用服务器b类(4.2)和应用数据库服务器(4.3)；其中：

应用服务器a类(4.1)与应用服务器b类(4.2)的区别是，应用服务器a类(4.1)将接收到的数据通过接口服务器(5.1)处理后送入核心数据层(5)，应用服务器b类(4.2)处理数据后不送入核心数据层(5)，而是保存在应用数据库服务器(4.3)中；外部数据经反向代理服务器(3.1)将数据传送到应用服务器a类(4.1)后进行处理，将处理结果通过核心数据层(5)的的接口服务器(5.1)传送到核心数据库(5.2)中；

所述核心数据层(5)包括接口服务器(5.1)和核心数据库(5.2)；其中：

服务接入层(4)访问或读取核心数据层(5)内部的数据，必须通过接口服务器(5.1)；接口服务器(5.1)为核心数据库(5.2)提供数据读写、上传下载通道；

核心数据库(5.2)用于存储系统全部关键保密数据，也用于隔离各智能终端层(1)和外部数据层(2)的数据；

所述监控指挥层(6)包括应用服务器c类(6.1)、vr显示控制设备(6.2)、液晶屏阵列控制器(6.3)和液晶屏(6.4)，液晶屏(6.4)的数量为n个，n为自然数；

应用服务器c类(6.1)通过内网与核心数据库(5.2)交换数据，将结果传入液晶屏阵列控制器(6.3)和vr显示控制设备(6.2)中；液晶屏阵列控制器(6.3)为可视化数据显示核心控制器，将获取到的数据处理绘制图表后分发到液晶屏(6.4)上，监控指挥层(6)的工作人员指挥指令通过液晶屏(6.4)的触屏或外界输入设备进行输入，向系统发送控制指令，传给智能终端层(1)和外部数据层(2)；vr显示控制设备(6.2)为vr显示操作模块，将获取到的数据处理绘制场景后，将场景投放到vr显示设备上，监控指挥层(6)的工作人员指挥指令vr输入设备进行输入，向系统发送控制指令，传给智能终端层(1)和外部数据层(2)；

所述的智能终端层(1)包括智能穿戴设备(1.1)具有androidwear2.0系统，gps、加速度传感器、摄像头模块、4g通信模块和手机网络通讯模块；智能穿戴设备(1.1)具有androidwear2.0及以上系统，智能车载设备(1.2)具有android6.0/ios11.3及以上系统，gps、加速度传感器、摄像头模块、4g通信模块、手机网络通讯模块；辅助智能设备(1.3)具有android6.0及以上系统、gps、加速度传感器、摄像头模块、4g通信模块、手机网络通讯模块；

所述的外部数据层(2)，外部数据接口(2.1)所获取的交通数据包括：当地火车发达信息、当地火车运行状态及现火车经纬度、外地路经当地火车运行状态及现火车经纬度、当地火车发达信息、当地轻轨运行状态及现轻轨经纬度、外地路经当地轻轨运行状态及现轻轨经纬度、当地交通发达信息、当地交通运行状态及现交通经纬度、外地路经当地交通运行状态及现交通经纬度；

所述的网络安全层(3)中反向代理服务器(3.1)具有microsoftwindowsserver2008及以上系统，asp.net4.0及以上、sqlserver2014及以上、iis6.0及以上，利用nginx代理获取和分发请求；其中，具有如下映射关系：访问a.vip.cueb:80经由反向代理服务器(3.1)转发至应用服务器a类(4.1)；访问b.vip.cueb:80经由反向代理服务器(3.1)转发至应用服务器b类(4.2)；访问c.vip.cueb:80经由反向代理服务器(3.1)转发至接口服务器(5.1)；

基于人工智能大数据和vr的跨平台3d智能交通指挥方法，是按照以下步骤实现的：

步骤1终端数据上传服务器：各智能终端和外部数据源通过网络向应用服务器a类(4.1)传输数据后进入步骤2.1，或向应用服务器b类(4.2)传输数据后进入步骤2.2；该步骤的作用是采集终端数据，发送给各种服务器；步骤2应用服务器接收到数据后进行处理产生待处理数据；步骤1的作用是各服务器接收到各终端的数据后进行存储，准备进行数据处理；其中：

步骤2.1应用服务器a类(4.1)收到递交的数据后进行处理，将处理结果传输给核心数据库(5.2)接口服务器(5.1)，转步骤3.1；

步骤2.2应用服务器b类(4.2)收到递交的数据后进行处理，将处理结果保存在应用数据库服务器(4.3)的数据库中，转步骤3.2；

步骤2.1与步骤2.2的区别，即应用服务器a类(4.1)与应用服务器b类(4.2)的区别在于：应用服务器a类(4.1)将数据处理后提交到核心数据库，应用服务器b类(4.2)将数据处理后保存到本地数据库；

步骤3各应用服务器处理数据并产生准备回传各终端的数据，存储在不同层次的存储设备中；其中：

步骤3.1应用服务器c类(6.1)从核心数据库(5.2)中提取核心数据，分析数据并通过数据可视化、虚拟现实技术将数据加工成为显示场景，将显示场景通过显示数据线传送给液晶阵列控制器(6.3)，液晶阵列控制器(6.3)将显示场景和数据分别显示到液晶屏(6.4)上；系统管理员和运营人员通过显示器观察系统运行状态，向系统提交指挥命令传输到应用服务器c类(6.1)，应用服务器c类(6.1)将控制结果写入核心数据库(5.2)中，准备通过接口服务器(5.1)被应用服务器a类(4.1)获取，进入步骤4；

步骤3.2应用服务器b类(4.2)处理数据，根据预设业务逻辑产生回传数据回传给终端设备，转步骤4.2；

步骤3.1和步骤3.2的区别是：步骤3.1由监控指挥层(6)实施显示和产生控制指令，存储在核心数据库(5.2)中，应用服务器a类(4.1)通过接口服务器(5.1)提取指令回传智能终端层(1)和外部数据层(2)；步骤3.2由应用服务器b类在服务接入层(4)；

步骤4将存储在各层次存储设备中的回传数据向各终端和外部数据接口进行传输，实现控制命令发送和回传数据的显示；其中：

步骤4.1.1应用服务器a类(4.1)通过接口服务器(5.1)获取控制指令和回传数据后，，将其发送给各智能终端和外部数据接口进入步骤5；

步骤4.1.2智能终端层(1)各设备通过接口服务器(5)直接获取控制指令和回传数据，转步骤5；

步骤4.2智能终端通过应用服务器b类(4.2)将控制指令和回传数据获取控制指令发送给各智能终端和外部数据接口进入步骤5；

步骤4.1.1、步骤4.1.2、步骤4.2的区别是：控制指令和返回数据分别由应用服务器a类(4.1)发送、智能终端层(1)各设备主动读取、应用服务器b类(4.2)发送；

步骤5智能终端层(1)的各终端设备、外部数据层(2)的应用接收到各服务器的回传数据和控制指令，对数据进行显示更新，同时执行控制指令；

本发明与现有技术相比的优势：

1)基于缠带设备的物联网实现实时全局监控，系统具有自动学习功能，能够识别异常现象即是报警，系统基于vr系统可以直观地显示和模拟监控场所和险情。

2)本发明的智能交通指挥系统可在事故结束后，对所有信息进行数据分析，统计出事故高发地带和高发地段，为此地段的后续警力发展提供依据。

附图说明

图1基于人工智能大数据和vr的跨平台3d智能交通指挥方法和系统连接关系图。

图2基于人工智能大数据和vr的跨平台3d智能交通指挥方法和系统流程图。

具体实施方式

下面结合图1图2详细说明本实施例

1、智能交通指挥控制系统

1.1智能终端层1

本实施例中选用某品牌leo-dlxxu型号作为智能穿戴设备，其硬件配置为高通snapdragon2100四核处理器，系统内存容量为4gb，机身内存容量为768mbram，操作系统为androidwear2.0；某品牌lj-c2型号作为智能车载设备，其硬件配置为arm64位八核cpu处理器，设备支持aux–out线声音输出设备，运行内存为2gb，机身内存为16gb，操作系统为android6.0/ios11.3系统，预装软件为萝卜控；某品牌goblin小怪兽型号作为其他智能设备，其硬件设备为骁龙820处理器2.2ghz四核处理器，内存为lpddr43gb，闪存为emmc5.416gb，支持最大128gmicrosd卡扩展，操作系统为android6.0/picosdk。

智能穿戴设备(1.1)华为leo-dlxxu、智能车载设备(1.2)车萝卜lj-c2、其他智能设备(1.3)pico牌goblin小怪兽经由反向代理服务器(3.1)连接到应用服务器a(4.1)systemx3850x6、应用服务器b(4.2)systemx3650m5、接口服务器(5.1)systemx3650m5，设备获取佩戴者的相关数据，并通过网络将数据包装成请求,提交到应用服务器a类(4.1)systemx3850x6、应用服务器b类(4.2)systemx3650m5和接口服务器(5.1)systemx3650m5上，执行服务器上预设定逻辑，智能终端层(1)获取回调数据，根据回调数据调动相应的传感器执行操作，或将提示指令显示在终端设备的显示屏幕上；

外部数据接口(2.1)通过反向代理服务器(3.1)poweredger730与应用服务器a类(4.1)systemx3850x6、应用服务器b类(4.2)systemx3650m5和接口服务器(5.1)systemx3650m5相连，将收集到的数据通过网络将数据包装成请求提交到应用服务器a类(4.1)systemx3850x6、应用服务器b类(4.2)systemx3650m5和核心数据库(5.2)上，上述服务器将接收到的数据显示、处理、接受指挥指令后，生成返回终端的数据，返回给智能终端层(1)和外部数据层(2)的各设备，上述设备根据返回数据实施显示和操作；

1.2网络安全层3

本实施例中选用某品牌poweredger730型号作为反向代理服务器，其硬件配置为：cpu型号为xeone5-2603v3，内存类型为ddr4，内存容量为8gb，最大内存容量为768gb，主板芯片组为intelc612，硬盘接口类型为sata/sas，硬盘容量为1.2tb。poweredger730预装软件为nginx1.13.10；

反向代理服务器(3.1)poweredger730将外部数据传输到内部的应用服务器或接口服务器上，隐藏内部服务器内部地址和端口，降低服务器和数据库被攻击的风险，达到内网安全和负载均衡的效果；

1.3接入服务层4

本实施例中选用某品牌systemx3850x6型号作为应用服务器a类，其硬件配置为：cpu型号为xeone7-4809v2，内存类型为ddr3，内存容量32gb，最大内存容量为1536gb，硬盘接口类型为sas，最大硬盘容量为8tb，操作系统支持windowsserver2008，redhatenterpriselinux，suseenterpriselinux(server和advancedserver)，vmwareesxserver/esxi4.0。预装软件为windowsserver2008，asp.net4.6，sqlserver2014，iis8.0。选用品牌systemx3650m5型号作为应用服务器b类，其硬件配置为：cpu型号为xeone5-2650，内存类型为ddr4，内存容量为16gb，硬盘接口类型为sas，操作系统支持windowsserver2008r2，microsoftwindowsserver2012/2012r2，redhatenterpriselinux5serveredition/serverx64edition，suseenterpriselinuxserver(sles)12/12withxen，suselinuxenterpriseserver11foramd64/em64t/11forx86，toshiba4690operatingsystemv6，vmwarevsphere5.1(esxi)/5.5(esxi)，预装软件为windowsserver2008，asp.net4.6，sqlserver2014，iis8.0。选用品牌systemx3650m5型号作为应用数据库服务器，其硬件配置为：cpu型号为xeone5-2650，内存类型为ddr4，内存容量为16gb，硬盘接口类型为sas，操作系统支持windowsserver2008r2，microsoftwindowsserver2012/2012r2，redhatenterpriselinux5serveredition/serverx64edition，suseenterpriselinuxserver(sles)12/12withxen，suselinuxenterpriseserver11foramd64/em64t/11forx86，toshiba4690operatingsystemv6，vmwarevsphere5.1(esxi)/5.5(esxi)，预装软件为windowsserver2008，asp.net4.6，sqlserver2014，iis8.0；

应用服务器a类(4.1)systemx3850x6与应用服务器b类(4.2)systemx3650m5的区别是，前者将接收到的数据通过接口服务器(5.1)systemx3650m5处理后送入核心数据层(5)，后者处理数据后不送入核心数据层(5)，而是保存在应用数据库服务器(4.3)systemx3650m5中；外部数据经反向代理服务器(3.1)poweredger730将数据传送到应用服务器a类(4.1)systemx3850x6后进行处理，将处理结果通过核心数据层(5)的的接口服务器(5.1)systemx3650m5传送到核心数据库(5.2)中；

1.4核心数据层5

本实施例中选用某品牌systemx3650m5型号作为接口服务器，其硬件配置为：cpu型号为xeone5-2650，内存类型为ddr4，内存容量为16gb，硬盘接口类型为sas，操作系统支持windowsserver2008r2，microsoftwindowsserver2012/2012r2，redhatenterpriselinux5serveredition/serverx64edition，suseenterpriselinuxserver(sles)12/12withxen，suselinuxenterpriseserver11foramd64/em64t/11forx86，toshiba4690operatingsystemv6，vmwarevsphere5.1(esxi)/5.5(esxi)，预装软件为windowsserver2008，asp.net4.6，sqlserver2014，iis8.0；

服务接入层(4)访问或读取核心数据层(5)内部的数据，必须通过接口服务器(5.1)systemx3650m5；接口服务器(5.1)systemx3650m5为核心数据库(5.2)提供数据读写、上传下载通道；

核心数据库(5.2)用于存储系统全部关键保密数据，也用于隔离各智能终端层(1)和外部数据层(2)的数据；

1.5监控指挥层6

本实施例中选用某品牌poweredger730xd型号作为应用服务器c类，其硬件配置为：cpu型号为xeone5-2603v3，主板芯片组为intelc610，内存类型为ddr4，内存容量为4gb，最大内存容量为768gb，硬盘接口类型为sata，标配硬盘容量为1tb，操作系统支持microsoftwindowsserver2008/2012sp2，x86/x64(x64含hyper-vtm)，microsoftwindowsserver2008/2012r2，x64(含hyper-vtmv2)，microsoftwindowshpcserver2008，novellsuselinuxenterpriseserver，redhatenterpriselinux，vmwareesx，预装软件为windowsserver2008，asp.net4.6，sqlserver2014，iis8.0，选用品牌hdmi8t8型号作为液晶屏阵列控制器，其硬件配置为，cpu为e5-2630v4，内存类型为ecc，硬盘总容量为1t-2t，硬盘接口类型为sata，操作系统为dos，预装软件为windowsserver2008，asp.net4.6，sqlserver2014，iis8.0，选用品牌c27f390fhc型号作为液晶屏1…n，其分辨率为1920*1080。选用大朋vr品牌m2pro型号作为vr显示控制设备，其硬件配置为，处理器为exynos7420，图形处理器为mail-t760@mp8，内存为32gbrom和3gbram，vr显示设备为m2pro头显模块，分辨率为2650*1440。选用雷蛇品牌蝰蛇2000型号作为外界输入设备，选用m2pro蓝牙手柄和雷柏品牌v500pro作为外界输入设备。

应用服务器c类(6.1)poweredger730xd通过内网与核心数据库(5.2)交换数据，将结果传入液晶屏阵列控制器(6.3)hdmi8t8和vr显示控制设备(6.2)大朋vrm2pro中；液晶屏阵列控制器(6.3)hdmi8t8为可视化数据显示核心控制器，其将获取到的数据处理绘制图表后分发到液晶屏(6.4)c27f390fhc上，监控指挥层(6)的工作人员指挥指令通过液晶屏(6.4)c27f390fhc的触屏或外界输入设备进行输入，向系统发送控制指令，传给智能终端层(1)和外部数据层(2)；vr显示控制设备(6.2)大朋vrm2pro为vr显示操作模块，其将获取到的数据处理绘制场景后，将场景投放到vr显示设备上，监控指挥层(6)的工作人员指挥指令vr输入设备进行输入，向系统发送控制指令，传给智能终端层(1)和外部数据层(2)；

2.1基于人工智能大数据和vr的跨平台3d智能交通指挥方法和系统

如图2所示，指的是将不同种类(1.1～1.3)的智能终端层1，通过网络安全层3，再通过接入服务层4的接入设备接入到单一的核心数据层5上，不同的接入方式通过核心数据层5处理为相同的控制命令，发向监控指挥层执行，执行结果返回核心数据层5,，再由网络安全层3处理为适应于不同设备的返回值，通过不同方式接入智能终端层1，并返回不同种类的智能终端层1处理显示。

主要由以下5个步骤构成：

步骤1终端数据上传服务器：各智能终端和外部数据源通过网络向应用服务器a类(4.1)传输数据后进入步骤2.1，或向应用服务器b类(4.2)传输数据后进入步骤2.2；该步骤的作用是采集终端数据，发送给各种服务器；

步骤2应用服务器接收到数据后进行处理产生待处理数据；该步骤的作用是各服务器接收到各终端的数据后进行存储，准备进行数据处理；其中：

步骤2.1应用服务器a类(4.1)收到递交的数据后进行处理，将处理结果传输给核心数据库(5.2)接口服务器(5.1)，转步骤3.1；

步骤2.2应用服务器b类(4.2)收到递交的数据后进行处理，将处理结果保存在应用数据库服务器(4.3)的数据库中，转步骤3.2；

步骤2.1与步骤2.2的区别，即应用服务器a类(4.1)与应用服务器b类(4.2)的区别在于：应用服务器a类(4.1)将数据处理后提交到核心数据库，应用服务器b类(4.2)将数据处理后保存到本地数据库；

步骤3各应用服务器处理数据并产生准备回传各终端的数据，存储在不同层次的存储设备中；其中：

步骤3.1应用服务器c类(6.1)从核心数据库(5.2)中提取核心数据，分析数据并通过数据可视化、虚拟现实技术将数据加工成为显示场景，将显示场景通过显示数据线传送给液晶阵列控制器(6.3)，液晶阵列控制器(6.3)将显示场景和数据分别显示到液晶屏(6.4)上；系统管理员和运营人员通过显示器观察系统运行状态，向系统提交指挥命令传输到应用服务器c类(6.1)，应用服务器c类(6.1)将控制结果写入核心数据库(5.2)中，准备通过接口服务器(5.1)被应用服务器a类(4.1)获取，进入步骤4；

步骤3.2应用服务器b类(4.2)处理数据，根据预设业务逻辑产生回传数据回传给终端设备，转步骤4.2；

步骤3.1和步骤3.2的区别是：步骤3.1由监控指挥层(6)实施显示和产生控制指令，存储在核心数据库(5.2)中，应用服务器a类(4.1)通过接口服务器(5.1)提取指令回传智能终端层(1)和外部数据层(2)；步骤3.2由应用服务器b类在服务接入层(4)

步骤4将存储在各层次存储设备中的回传数据向各终端和外部数据接口进行传输，实现控制命令发送和回传数据的显示；其中：

步骤4.1.1应用服务器a类(4.1)通过接口服务器(5.1)获取控制指令和回传数据后，将其发送给各智能终端和外部数据接口进入步骤5；

步骤4.1.2智能终端层(1)各设备通过接口服务器(5)直接获取控制指令和回传数据，转步骤5；

步骤4.2智能终端通过应用服务器b类(4.2)将控制指令和回传数据获取控制指令发送给各智能终端和外部数据接口进入步骤5；

步骤4.1.1、步骤4.1.2、步骤4.2的区别是：控制指令和返回数据分别由应用服务器a类(4.1)发送、智能终端层(1)各设备主动读取、应用服务器b类(4.2)发送；

步骤5智能终端层(1)的各终端设备、外部数据层(2)的应用接收到各服务器的回传数据和控制指令，对数据进行显示更新，同时执行控制指令。