一种基于云计算的智能交通系统的制作方法

本发明属于云计算技术应用领域，涉及一种基于云计算的智能交通系统。

背景技术

由于经济的快速发展，车辆使用在人们的生活中越来越普遍。车辆的使用给我们的生活带来了极大的便利也推动了经济的进一步发展，但随之而来的交通拥堵、交通事故和交通污染等问题也值得我们深思。车辆管理系统在这一背景下应用而生，并且在现代交通运输中发挥着重要的作用。使用信息、通信、定位等技术，将车辆信息和道路信息录入系统。同时对这些信息进行分析，对车辆状况和道路状况做出判断并通过车载终端将这些信息反馈给车辆使用者。车辆管理系统的使用改善了交通状况更减少了交通事故也有助与解决交通污染问题。

日益增长的汽车数量与有限道路运输之间的矛盾、消费者与日俱增信息服务的需求与传统汽车封闭信息之间的矛盾、中国大城市“交通拥堵”的矛盾刺激了人们寻求以车联网为依托的智能交通技术来解决这些问题。

国内车联网正处于起步阶段，尚未形成完整的产业链，但是部分车载信息服务领域，如车载导航，已经形成了一定的市场规模。作为物联网的垂直应用，车联网在战略性新兴产业有着十分重要的地位，它是新一代信息通信技术和汽车制造业深度融合的结果，是推动汽车制造和服务业、交通运输服务业等转型升级中的重要动力，也是在保持国民经济经济持续增长的同时强化社会安全，提高交通效率和发展绿色节能的重要手段。

车联网系统，是指利用传感、网络、计算、控制和智能等多种技术，实现了车与人、车与车、车与路、车与城市之间实时联网，实现信息互联互通，从而对车、人、物、路、位置等进行行之有效的智能监控、调度、管理的网络系统。车联网包括了面向公安、交通、智慧园区、个人等领域的多种服务，需要数据平台支撑系统对收集的海量数据进行处理和分析。而云计算是近年来发展起来的一个重要的技术，是一种基于互联网的大众参与的计算模式，其计算资源(包括计算能力、存储能力、交互能力等)是动态、可伸缩、被虚拟化的，而且以服务的方式提供。数据平台的支撑系统能够对采集的海量感知数据进行存储和综合加工分析，并提供各类综合服务，这将是车联网的核心组成部分，也是应用层的基础。

目前的智能交通领域里存在很多亟需解决的问题，系统之间的信息共享非常困难、信息之间传递的时间延迟比较大，这些都将成为智能交通系统里信息实时准确传递的瓶颈，从而影响车辆调度管理的效率并对交通状况产生极大影响。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于云计算的智能交通系统，用于解决现有技术中的问题。

如上所述的一种基于云计算的智能交通系统，包括：

plmn通信系统，云服务器，路侧单元rsu，用户设备ue；

所述ue安装在车辆上用于支持v2i服务，并周期性的向rsu报告行车信息；

所述rsu沿着路边进行部署，为v2i通信提供单独的本地无线电接入点；所述rsu接收ue报告的行车信息，对行车信息进行处理后将处理结果以及有用数据通过i2n通信接口报告给云服务器；

云服务器经过深度处理后，将最终决定发送给rsu，随后rsu根据该最终决定调整交通策略；

所述plmn通信系统进一步包括基站和无线网络控制器。

进一步的，车辆上的ue与rsu进行通信时支持v2x侧链载波聚合slca通信；ue接收slca配置，其中包括时间偏移信息，基于该时间偏移信息，将第一载波和第二载波资源进行聚合，用于传输数据信息。

进一步的，所述行车信息包括速度，加速度，位置，行驶方向。

进一步的，云服务器平台通过大数据分析进行实时交通条件控制以确保相应的交通效率，同时还可以执行相应的交通状况预警。

进一步的，云服务器与rsu所使用的数据分析算法一致，rsu负责处理比较简单的本地区域信息，而与服务器则负责深度协同处理；云服务器通过单播或多播的形式通知交通策略。

进一步的，所述系统还包括交通信号灯；所述rsu具备数据存储能力和数据处理能力，以及基于云计算服务器的控制策略控制交通信号灯状态。

进一步的，具体的数据处理过程包括：车辆a/b/c/d/e/f向周边rsu周期上报车辆信息；rsu1对接收信息进行过滤，选择有用的信息上报给云服务器；rsu2/3/4以同样的方式搜集周边信息并上报给云服务器；在一个周期内，云服务器整合并分析上述信息，然后给出适合当前交通状况的交通策略；并广播给相应的rsu。

进一步的，所述系统还包括自适应功率控制，在v2v通信场景下，当车辆之间的发送ue和接收ue距离较远时，提高传输功率以维持信号覆盖区域；然而当车距较近时，降低传输功率以减少通信碰撞，自适应功率控制所需要的参数信息通过v2i通信获取。

进一步的，所述系统还可以包括驾驶员监测装置，所述驾驶员监测装置与车辆驾驶员的可穿戴设备进行通信，实时检测驾驶员的身体状况；可穿戴设备终端为腕式可穿戴设备终端或夹子式可穿戴设备终端，腕式可穿戴设备终端佩戴于人体手腕部位，夹子式可穿戴设备终端用于夹在衣领部位或衣襟部位。

进一步的，所述可穿戴设备包括多种微型传感器，所述微型传感器包括：生理信号传感器：温度、心电图、血氧、血压、脑电、呼吸传感器；运动传感器：陀螺仪、加速度传感器；环境传感器：麦克风、光、温度、生化；心理传感器：皮肤电导、麦克风；微型传感器的感应节点收集重要的生理、活动、环境和心理信号，进行预处理后，被进一步处理、融合、分类，存储；并把这些数据经由v2i通信报告给rsu并进一步送往云服务器。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明的车路互联系统通过云计算平台对交通道路网的路口信号灯及路况数据实现道路快速处理，满足和保证交通信息管理所需要的实时动态需求、具有较高的精度要求和安全性能。

2、本发明可实现对交通类大数据的充分利用，让机动车与交通环境形成良好双向互动，有利提高城市的交通出行效率和出行安全，也是未来实现智能网联汽车、智慧交通和智慧城市的必经环节。云服务器可作为管理部门对道路交通网交通管理效果的反馈，并为评估和优化系统提供可靠可信的数据作为依据。大大提高了城市交通管理效率和出行安全。

附图说明

图1示出了包括基站和多个通信设备的示例通信系统的示意图；

图2示出了v2x通信的路面交通示意图；

图3示出了v2x通信中另一实施例的示意图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的实施例，在附图中示出了它们的例子，其中，相同的参考数字通篇指示相同的元件。就此而言，本发明的实施例可以具有不同的形式，并且不应该被视为限于这里给出的描述。因此，下面通过参考附图描述这些实施例仅为了说明本发明的各方面。

在诸如图1所示的无线通信系统100中，经由至少一个基站或类似的无线发射和/或接收节点，向用户设备(ue)102、104、105提供无线接入。基站通常由一个控制器装置来控制，以便控制其进行操作和与基站通信的移动通信设备的管理。控制器装置可以位于无线电接入网络(例如无线通信系统100)中或核心网络中，以及可以被实现为一个中央装置，或者其功能可以分布在几个装置上。控制器装置可以是基站的一部分和/或由诸如无线电网络控制器的单独的实体提供。在图1中，控制装置108和109被示出为控制各自的宏级基站106和107。基站的控制装置可与其他控制实体互连。控制装置通常具有存储容量和至少一个数据处理器。控制装置和功能可以分布在多个控制单元之间。在一些系统中，控制装置可以附加地或替代地设置在无线电网络控制器中。在图1中，基站106和107被示出为经由网关112连接到较宽的通信网络113。可以提供另外的网关功能来连接到另一个网络。

较小的基站116、118和120也可以例如通过单独的网关功能和/或经由宏级站的控制器连接到网络113。基站116、118和120可以是微微基站或毫微微级基站等。在该示例中，站116和118经由网关111连接，而站120经由控制器装置108连接。在一些实施例中，所述较小的基站可以是路侧单元rsu。

在一个示例性布置中，已经提出了一种网络部署装置，其中沿着路边部署的路侧单元rsu(例如，其被安装在路灯上)为v2x通信提供单独的本地无线电接入点。rsu被认为是主要能够被包含在具有车辆相关设备的蜂窝网络的基于直接的1：m的d2d通信的指定设备中。部署和配置rsu以形成基于即时同步d2d的无线电接入网络覆盖层(其被表示为i-ral)，其用于支持感兴趣的某一服务区域(例如，某个高速公路)上的v2v通信。也就是说，i-ral被认为是多个指定的具有d2d能力的蜂窝设备的同步网络，其被一起部署为rsu以及被配置为充当服务蜂窝网络的d2d代理以在感兴趣的某一服务区域上支持v2v通信。在i-ral覆盖范围下的涉及个人的车辆设备可以使用具有专用或共享资源的预配置的频带上的基于1：m广播的d2d通信，彼此通信和与i-ral的rsu进行通信。例如，服务网络可以是e-utran网络或具有如上所述的网络架构的5g系统。

i-ral的各个rsu可以被配置为在i-ral内同步地传输具有某种可识别的模式的某种d2d同步信号(d2dss)，例如由相同的i-ral的所有rsu传送的相同的d2dss，以提供用于在iral覆盖范围内的v2v通信的d2d同步参考。可以根据i-ral而不是根据rsu分配特定模式的d2dss序列。此外，i-ral的rsu可以被配置为广播用于i-ral和v2v服务发现目的的一些消息。i-ral特定同步信号可以使配置更容易，以及通过限制同步空间来减少在ue中用于发现同步的时间。

v2x(vehicletoeverything)通信主要包括了两方面，一方面是v2i通信，即车辆与周边设施的通信，另一方面是车辆与车辆之间的通信。

附图2示出了如何在车联网中通过v2x通信提高交通效率。v2x属于智能交通的重要组成部分。通过v2x通信网络看，获取车辆信息并进行分析，从而使得交通管理部门来优化交通灯控制从而提高交通效率。

所有的车辆通过v2i通信链路向其附近的rsu周期发送车辆信息。rsu处理这些数据并将处理结果以及有用数据通过i2n通信接口报告给云服务器。云服务器经过深度处理后，将最终决定发送给rsu，随后rsu根据该最终决定调整交通策略。

云服务器平台通过大数据分析进行实时交通条件控制以确保相应的交通效率，同时还可以执行相应的交通状况预警。与现有技术中，车辆直接与云服务器进行通信相比，本发明的智能交通系统不会引起通信开销过载，从而保证了系统的可靠性。

在附图2所示的车辆上，安装了支持v2i服务的ue，用以周期性的向rsu报告行车信息，例如速度，加速度，位置，行驶方向等。

所述rsu具备数据存储能力和数据处理能力，以及基于云计算服务器的控制策略控制交通灯状态。

云服务器与rsu所使用的数据分析算法必须相统一。rsu主要负责处理比较简单的本地区域信息，而与服务器则负责深度协同处理。云服务器通过单播或多播的形式通知交通策略。

具体的处理过程如下所述：

车辆a/b/c/d/e/f向周边rsu周期上报车辆信息；

rsu1对接收信息进行过滤，选择有用的信息上报给云服务器；

rsu2/3/4以同样的方式搜集周边信息并上报给云服务器；

在一个周期内，云服务器整合并分析上述信息，然后给出适合当前交通状况的交通策略；并广播给相应的rsu。

rsu接收所述交通策略并执行。

在一个实施例中，车辆上的ue与rsu进行通信时支持v2x侧链载波聚合slca通信(v2xsidelinkcarriercommunication)。侧链是v2x的一个接口，可以允许直接通信或直接发现。载波聚合用于并行传输macpdu。ue接收slca配置，其中包括时间偏移信息，基于该时间偏移信息，将第一载波和第二载波资源进行聚合，用于传输数据信息。

附图3示出了基于v2v通信的自适应传输功率控制；由于大城市中机动车出行量非常巨大，此时的v2v场景下，通信密度会显著增加，尤其是遇到交通事故或者堵车的情况下，局部区域的通信量爆炸性增长。此时如果不进行车辆发射功率调整，整个v2v通信都可能出现故障。

如附图3(a)所示，当车辆之间的发送ue和接收ue距离较远时，可以提高传输功率以维持覆盖区域。然而当车距开始减小并如附图3(b)所示时，必须降低传输功率以减少通信碰撞。而交通状况信息则可以通过前述的v2i通信获取。

进一步的，所述系统还可以包括驾驶员监测装置，所述驾驶员监测装置与车辆驾驶员的可穿戴设备进行通信，实时检测驾驶员的身体状况；可穿戴设备终端可以为腕式可穿戴设备终端或夹子式可穿戴设备终端，腕式可穿戴设备终端佩戴于人体手腕部位，夹子式可穿戴设备终端用于夹在衣领部位或衣襟部位。

所述可穿戴设备包括多种微型传感器，所述微型传感器包括但不限于：生理信号传感器有：温度、心电图、血氧、血压等；脑电、呼吸等传感器。运动传感器有：陀螺仪、加速度传感器等；运动传感器和测量装置还有：测量关节运动的拉伸传感器、监测运动的摄像机装置等。环境传感器有：麦克风、光、温度、生化、测量位置的全球定位系统等；心理传感器有：皮肤电导、麦克风等。微型传感器的感应节点收集重要的生理、活动、环境和心理信号，进行预处理后，被进一步处理、融合、分类，存储。并把这些数据经由v2i通信报告给rsu并进一步送往云服务器。

本发明通过云服务器进行大数据分析，分析的数据包括行车信息和驾驶员信息，这些信息通过v2x通信获取，经过深度分析后，确定相应的交通策略，从而更好的保证车辆行驶的安全性。

以上仅是本发明的可选实施方式而已，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任意简单修改、等同变化、结合或修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件(例如处理器)完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的每个模块/单元可以采用硬件的形式实现，例如通过集成电路来实现其相应功能，也可以采用软件功能模块的形式实现，例如通过处理器执行存储于存储器中的程序/指令来实现其相应功能。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请，如本发明实施方式中的具体的实现方法。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。