本实用新型涉及与城市交通信号区域协调控制领域，特别是一种基于边缘计算节点的城市交通区域协调控制系统。
背景技术：
随着经济社会及交通信号控制技术的发展，区域协调控制成为交通信号控制的必然。而随着终端设备的进步，路口信息的数据量越来越大，当前网络的数据传输能力无法满足交通信号控制实时性的要求，故基于中心计算的协调控制面临瓶颈。于此同时，随着硬件技术的发展，交通信号控制机的计算能力越来越强大，且没有得到充分利用，存在资源浪费问题。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于边缘计算节点的城市交通区域协调控制系统，该系统既能充分利用交通信号控制机的计算能力，又能解决网络数据传输能力不足的问题。
本实用新型所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本实用新型是一种基于边缘计算节点的城市交通区域协调控制系统，其特点是：该协调控制系统至少包括一个控制中心，多个边缘计算节点，若干IP化的终端设备以及车载装备；控制中心通过宽带网络同边缘计算节点及部分终端设备连接，边缘计算节点通过宽带网络或无线网络同终端设备及车载装备连接；控制中心根据数据信息自动生成或操作人员的手动设置确定区域内的边缘计算节点为一级计算节点或二级计算节点；边缘计算节点根据自身级别获取相关中断设备或相关计算节点的数据，生成控制方案并执行。
本实用新型所述的协调控制系统，其进一步优选的技术方案是：控制中心除通过宽带网络与边缘计算节点连接外，至少还与视频监控设备通过宽带网络连接；控制中心根据视频监控设备的数据信息，在区域内设置一个边缘计算节点为一级边缘计算节点，其余节点为二级边缘计算节点；或者人工对节点等级进行设置，且人工设置的优先级高于根据视频监控设备的自动设置。
本实用新型所述的协调控制系统，其进一步优选的技术方案是：边缘计算节点的等级由系统或人工根据路口状况改变设置。
本实用新型所述的协调控制系统，其进一步优选的技术方案是：控制中心根据视频数据信息，以一级边缘计算节点为中心，确定区域内各二级边缘计算节点与一级边缘计算节点之间的关联强度系数；控制中心通过自动或手动设置关联强度系数阈值。
本实用新型所述的协调控制系统，其进一步优选的技术方案是：边缘计算节点通过宽带网络或无线网络同终端设备连接，通过无线网络同车载装备连接；二级边缘计算节点获取该节点所在路口的终端设备数据，一级边缘计算节点除获取其所在路口终端设备的数据外，同时获取其他节点的终端设备数据或节点计算数据；边缘计算节点根据数据信息生成控制方案，并下发执行。
本实用新型所述的协调控制系统，其进一步优选的技术方案是：一级边缘计算节点根据各节点的关联强度系数及阈值确定获取二级节点的终端设备数据信息或节点的计算数据；当二级节点的关联强度系数大于阈值时，一级节点获取其所在路口的终端设备数据信息，当二级节点的关联强度系数小于阈值时，一级节点只获取该节点的计算结果信息。
本实用新型所述的协调控制系统，其进一步优选的技术方案是：一级边缘计算节点根据获取的信息生成协调控制方案；该方案包括自身节点的控制方案及区域内其它节点的控制方案；自身方案直接执行，其它节点控制方案下发后，二级节点根据自身数据信息对方案调整后执行；二级节点在获得一级节点下发的方案后，根据自身数据信息对方案进行调整，其调整的权限大小由该节点与一级节点之间的关联强度系数决定，系数越大，调整权限越小。
本实用新型所述的协调控制系统，其进一步优选的技术方案是：车载装备同距其最近的边缘计算节点通过无线网络连接，在输出车辆目的地、车速信息的同时，获得所接近路口的信号灯灯态信息。
本实用新型所述的协调控制系统，其进一步优选的技术方案是：所述边缘计算节点为交通信号控制机；交通信号控制机包括处理单元、存储单元、输入输出接口单元以及无线通信单元。区域内交通信号控制机之间通过宽带网络连接。
本实用新型所述的协调控制系统，其进一步优选的技术方案是：所述IP化的终端设备包括信息输入设备和信息输出设备；信息输入设备包括视频监控设备、流量监测设备、车速测算设备；信息输出设备包括信号输出设备、信息发布设备；车路协调车载设备既是信息输入设备又是信息输出设备。
与现有技术相比，本实用新型的优点如下：
1、边缘计算节点承担了区域协调控制的功能，充分利用了交通信号控制机的计算能力，降低了控制中心的计算压力，也减轻了宽带网络的数据传输压力，保证了信号控制的实时性。
2、边缘计算节点优先级的自动调整，也代表着交通路口信号控制优先级的调整，能有效保证关键交通节点或有突发状况的路口交通的有效、快速调节。
3、关联强度系数的设置，能根据区域内实际交通情况，灵活设置区域内协调控制的重点。关联强度系数普遍较高，一级节点计算量较大，关联强度系数普遍偏低，一级节点计算量较小，可根据交通流情况及一级节点的计算能力，灵活设置关联系数强度，以保证边缘计算节点的计算能力在允许范围内得到充分利用。
4、边缘计算节点同车载设备之间的通信，能更准确的获取道路交通流的真实数据，以便将信号控制方案调整至最佳，也为机动车提供最佳行车路线，通过双向互动提高整个道路交通通行效率。
本实用新型系统可以在网络传输能力有限的情况下，利用边缘节点的计算能力承担了原来控制中心的工作；每一个边缘节点都可以根据实际情况变为一个区域内多个边缘节点中的高优先级节点，去领导其他节点的工作，且这个过程是动态的。低优先级的节点根据关联度来对高优先级节点下发的方案进行一定权限的修改，这样既可以灵活，也可以节省计算能力。
附图说明
图1为本实用新型系统的控制原理框图。
具体实施方式
以下进一步描述本实用新型的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本实用新型，而不构成对其权利的限制。
实施例1，参照图1，一种基于边缘计算节点的城市交通区域协调控制系统：该协调控制系统至少包括一个控制中心，多个边缘计算节点，若干IP化的终端设备以及车载装备；控制中心通过宽带网络同边缘计算节点及部分终端设备连接，边缘计算节点通过宽带网络或无线网络同终端设备及车载装备连接；控制中心根据数据信息自动生成或操作人员的手动设置确定区域内的边缘计算节点为一级计算节点或二级计算节点；边缘计算节点根据自身级别获取相关中断设备或相关计算节点的数据，生成控制方案并执行。
控制中心除通过宽带网络与边缘计算节点连接外，至少还与视频监控设备通过宽带网络连接；控制中心根据视频监控设备的数据信息，在区域内设置一个边缘计算节点为一级边缘计算节点，其余节点为二级边缘计算节点；或者人工对节点等级进行设置，且人工设置的优先级高于根据视频监控设备的自动设置。
边缘计算节点的等级由系统或人工根据路口状况改变设置。
控制中心根据视频数据信息，以一级边缘计算节点为中心，确定区域内各二级边缘计算节点与一级边缘计算节点之间的关联强度系数；控制中心通过自动或手动设置关联强度系数阈值。
一级边缘计算节点根据各节点的关联强度系数及阈值确定获取二级节点的终端设备数据信息或节点的计算数据；当二级节点的关联强度系数大于阈值时，一级节点获取其所在路口的终端设备数据信息，当二级节点的关联强度系数小于阈值时，一级节点只获取该节点的计算结果信息。
边缘计算节点通过宽带网络或无线网络同终端设备连接，通过无线网络同车载装备连接；二级边缘计算节点获取该节点所在路口的终端设备数据，一级边缘计算节点除获取其所在路口终端设备的数据外，同时获取其他节点的终端设备数据或节点计算数据；边缘计算节点根据数据信息生成控制方案，并下发执行。
一级边缘计算节点根据获取的信息生成协调控制方案；该方案包括自身节点的控制方案及区域内其它节点的控制方案；自身方案直接执行，其它节点控制方案下发后，二级节点根据自身数据信息对方案调整后执行；二级节点在获得一级节点下发的方案后，根据自身数据信息对方案进行调整，其调整的权限大小由该节点与一级节点之间的关联强度系数决定，系数越大，调整权限越小。
车载装备同距其最近的边缘计算节点通过无线网络连接，在输出车辆目的地、车速信息的同时，获得所接近路口的信号灯灯态信息。
所述边缘计算节点为交通信号控制机；交通信号控制机包括处理单元、存储单元、输入输出接口单元以及无线通信单元。
所述IP化的终端设备包括信息输入设备和信息输出设备；信息输入设备包括视频监控设备、流量监测设备、车速测算设备；信息输出设备包括信号输出设备、信息发布设备；车路协调车载设备既是信息输入设备又是信息输出设备。
实施例2：在一个由若干个路口组成的协调控制区域内采用基于边缘计算节点的区域协调控制技术，各路口交通信号控制机为边缘计算节点。各交通信号控制机通过宽带网络同控制中心进行数据通信，控制中心同时通过宽带网络同各路口视频监控设备通信。各路口交通信号控制机之间通过宽带网络通信，单个路口内，交通信号控制机同路口IP化的设备通过有线或无线的方式进行通信。IP化的终端设备包括信息输入设备和信息输出设备。信息输入设备至少包括视频监控设备、流量监测设备、车速测算设备等；信息输出设备至少包括信号输出设备、信息发布设备等；车路协调车载设备既是信息输入设备又是信息输出设备。
区域内各边缘计算节点可分为一个一级边缘计算节点和其他的二级边缘计算节点，一级边缘计算节点可通过控制中心自动或手动设置。例如，系统默认为将车流量较大的商业中心路口设置为一级节点，则该边缘计算节点根据自身和区域内其它节点的交通情况生成协同控制方案在本路口执行并下发至其它路口节点执行，这样，该路口即可获得最优的交通通行效果。当控制中心通过视频监控设备自动或人为的发现某路口发生交通事故或车流量骤然增加的情况时，即可自动或手动的将该路口设置为一级节点，并以其为基础生成协同控制方案，以最快、最有效的优化该路口的交通放行方案。
一级节点同区域内二级节点之间的关系通过关联系数强度来调节。某二级节点同一级节点之间的关联系数越强，其路口设备的基础数据将会被更多的使用，其同一级节点之间的协同效果也会更好。例如，协同控制区域内包括一条主干道和若干支路，若要加强干路协调控制效果时，便可以将一级边缘计算节点设置在该主干道路口，并提高主干道其他路口同一级节点之间的关联系数强度，这样便可以实现主干道协同绿波或其他方式的协同控制，弱化支路路口同主干道之间的协同控制。再例如，协调控制区域内存在交通流明显较大的拥堵路口，在此情况下，可将该路口设置为一级边缘计算节点，提高其上下游路口同一级节点之间的关联系数强度，弱化其他路口关联系数强度，如此，协同控制方案即可更多的考虑该路口及上下游路口的通行情况，实现繁忙路口的交通压力缓解。
边缘计算节点同车载设备之间的通信，能更准确的获取道路交通流的真实数据，以便将信号控制方案调整至最佳，也为机动车提供最佳行车路线，通过双向互动提高整个道路交通通行效率。例如，边缘计算节点通过获取机动车车速信息，可以更有效的判断道路车流情况；边缘计算节点将路口的交通信号灯情况反馈给车主，提高驾驶安全性；根据机动车目的地信息和各路线交通通行情况，为车主推荐最佳行车路线，缓解交通繁忙道路通行压力的同时减少车主的行车时间。在这种双向互动的基础上，实现机动车和道路之间的动态平衡。