基于移动终端的车辆出行路径辅助系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于移动终端的车辆出行路径辅助系统，系统包括车流量检测模块、区域服务器、顶层服务器、应用服务器以及应用客户端；其中摄像头模块与图像检测模块直接相连形成流量检测模块；一个区域内的多个检测模块通过路由器与区域服务器相连，且根据区域大小，区域服务器可以有多层；不同区域内的所有的区域服务器通过路由器与一个顶层服务器相连；一个子网下的所有顶层服务器通过路由器与应用服务器相连；应用服务器通过路由器与互联网相连；应用客户端通过互联网与应用服务器交互。该系统采用的车流量实时监测网络使用层次式组网方式，能够进行大范围车流量监测，辅助交管部门进行交通调度，帮助人们选择最优的行车路线。

【技术实现步骤摘要】
基于移动终端的车辆出行路径辅助系统
本专利技术涉及交通领域，具体是一种基于层次网络结构，利用实时车流量与历史数据结合的方法，得出路口车流量的最终预测结果的出行路径辅助系统。
技术介绍
目前，交通网络日益复杂，私有车辆数量急剧上升，如何在如此复杂的交通网络中规划出最优的出行路径变得十分重要。现有的大多数的路径选择工具、车辆导航系统等均根据路网等级、几何拓扑特征等进行最短路径的规划，得到的最优路径为最短欧式距离或是路网等级较高的路径，在没有拥堵情况下可以良好的实现，但这种方法仅提供了行驶距离与行驶速度来预测行车时间，然而，随着道路数量的增加，车辆数量的增加，交通情况变得复杂多变，具有很强的随机性，仅凭几何最短路径已不能达到最短出行时间的要求。另一部分路径选择工具基于历史数据，根据同期的历史数据预测道路拥堵风险等级为用户提供不同的出行路径，由用户自己选择，但现在对于出行车辆，交通拥堵与等待时间成为影响出行时间的重要因素，因此将反映交通拥堵情况的实时车流量考虑在最优路径规划中是必不可少的，也是最为直接的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过合适的组网方式，监测实时车流量，利用实时的车流量与历史的车流量数据进行计算，得出路口车流量的最终预测。实现本专利技术目的的技术方案为:一种基于移动终端的车辆出行路径辅助系统，包括由摄像头模块与图像处理模块组成的车流量检测模块、区域服务器、顶层服务器、应用服务器以及应用客户端；其中摄像头模块与图像处理模块直接相连形成车流量检测模块；一个区域内的多个车流量检测模块通过路由器与区域服务器相连，且根据区域大小，区域服务器可以有多层；不同区域内的所有的区域服务器通过路由器与一个顶端服务器相连；一个子网下的所有顶端服务器通过路由器与应用服务器相连；应用服务器通过路由器与互联网相连；应用客户端通过互联网与应用服务器交互。本专利技术与现有技术相比，其显著优点: 1.本专利技术首先提出了一种层次式交通流量测量客户端的组网方式，将网络覆盖范围内的车流量形成一个整体，能够充分考虑覆盖范围内各区域子网车流量的相关性，容易部署，并具有很强的扩展能力。2.本专利技术在规划路径充分考虑了交通网络的复杂性，将交通拥堵等情况考虑在系统中，而传统的方法仅考虑了几何最短路径，本专利技术将车流量与传统的几何最短路径相结合，更易于提出符合实际情况的出行路径； 3.本专利技术采用了实时流量数据与历史流量数据相结合的方法进行规划，更加准确的预测了出行过程中遇到的特殊交通情况，而单一使用实时流量数据容易忽略交通情况的普遍性与一般性，单一使用历史数据流量又忽略了交通情况的随机性与特殊性，因此，本专利技术将两者高效的结合，又助于进一步提供更加准确的出行路径决策。【附图说明】图1是本专利技术系统结构框图。图2是本专利技术系统工作流程图。(a)为车流量检测模，(b)为区域服务器，(C)为应用服务器。图3是本专利技术系统连接图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的作进一步的详细说明: 如图1所示，本专利技术的流量监测系统结构框图如图1所示，系统在每一个道路路口设置车流量检测模块，检测模块与区域服务器相连，例如将一条道路组织在一个区域服务器内，η (10 <i7 < 20)个区域服务器组织在一个顶端服务器下，区域服务器负责保存该区域内的车流量数据，并在需要时上传至应用服务器；系统中包含应用服务器，用于处理来自移动客户端的路径辅助决策请求，整个系统中仅有应用服务器连至互联网，应用客户端包括网络节点和移动节点，并通过互联网与应用服务器交互。一系统流程描述 如图1所示，整个系统包括车流量检测模块、区域服务器、顶层服务器、应用服务器以及应用客户端组成，系统工作流程如下: (1)应用服务器向所有顶层服务器发送相应路口的车流量查询命令，顶层服务器收到查询指令后，向其所包含的区域服务器下发查询指令； (2)将一定区域范围内的流量检测模块组织在一个区域服务器之下，该区域服务器具有下属所有检测模块的IP地址集合，通过IP地址递归向下转发查询命令，区域服务器通过简单的应用层协议，与相应的流量检测模块通信，流量检测模块上传当前车流量信息。(3)区域服务器收到检测模块的实时车流量后，将该路口的实时车流量与历史车流量一起上传至顶层服务器，最后，顶层服务器将车流量上传至应用服务器。其中，区域服务器会在每天固定时间收集所包含的检测模块一天的检测数据，并根据路口、日期和时间段保存流量信息作为历史数据。(4)将所需路段的实时车流量与历史数据的预测结果进行融合，最后得到最少拥堵，最少等待，最短时间的最优路径。二模块功能描述 结合图2所示，该系统中车流量检测模块、区域服务器以及应用服务器各部分具体工作如下: I车流量检测模块 如图2(a)所示，车流量检测模块定时检测某个特定路口车流量，并保存在本地存储器；当上层区域服务器发送实时流量请求时，将当前车流量上传至区域服务器；当上层服务器发送收集请求时，车流量检测模块不间断的上传整天的车流量数据，并清除本地存储器。2区域服务器 如图2 (b)所示，区域服务器主要负责以下两个工作: (I)按需上传路口当前以及历史车流量数据，当收到应用服务器路口车流量请求时，区域服务器首先判断该路口是否包含在该区域，若包含在该区域则查询得知该路口的实时车流量，并将该路口的车流量历史数据与实时数据一起发送至应用服务器；若该路口不包含在该区域，则不做任何反应。(2)收集该区域内每个路口的历史流量数据，在每天车流量很小的某个时间段，例如在晚上，向该区域内所有的检测客户端发送收集命令，收集所有路口的车流量数据按照日期和时间的方式保存在本地存储器。其中车流量的检测使用图像识别相关技术，因此难以在黑夜进行检测，因此可在每天凌晨的某个时间开启车流量检测模块，并在傍晚某个时间点使检测客户端休眠，以减少区域服务器保存无效数据，并节约车流量检测模块的耗电。3应用服务器 如图2 (C)所示，应用服务器的工作步骤如下； (1)等待网络客户端请求，应用服务器等待网络客户端发来的(起始点，目的地)请求； (2)分析路径，应用服务器分析从起始点到目的地的所有路径，并得出路径中所有包含车流量检测模块的路口的集合； (3)请求车流量，应用服务器根据路口集合，将相应的路口信息发送至所有区域服务器，并等待区域服务器上传实时和历史车流量数据。(4)预测，将去年同期前后10天以及当前日期前10天的车流量历史数据作为学习样本，按照神经网络方法对历史数据进行训练，得到基于历史数据的车流量预测信息。由于历史数据中包括的很多流量信息，因此能够充分考虑到不同节假日、不同季节天气特征等都对车流量产生的影响。(5)数据融合，将基于历史数据的预测结果与当前的实时车流量采用简单的加权方法相结合，得到某路口最终在一段时间后的车流量预测结果，在车流量检测模块出现故障或出现意外情况导致无法获得实时车流量时，可直接将基于历史数据的预测结果视为融合后的结果。(6)返回预测结果，根据需要将实时数据与历史数据融合后的车流量预测结果返回应用客户端。(7)提出最优路径供用户参考。应用服务器得到所有路口的车流量预测结果后，还可以根据最少拥堵、最少等待、最短时间多种情况给出相应的参考行车路线再返还至客户端，供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于移动终端的车辆出行路径辅助系统，其特征在于：包括车流量检测模块、区域服务器、顶层服务器、应用服务器以及应用客户端；应用服务器通过互联网与应用客户端进行交互，应用服务器下分有n个子网，每个子网设有一个顶层服务器，每个顶层服务器下分为n个区域服务器，每个区域服务器均连接多个车流量检测模块；车流量检测模块安装在每条道路的路口，采集并计算该时段、该路口的车流量；应用客户端通过互联网向应用服务器提出查询请求，应用服务器向所有顶层服务器发送相应路口的车流量查询命令，顶层服务器收到查询指令后判断查询路口是否在该服务器包含的区域，若存在，向区域服务器下发查询指令；每个区域服务器具有下属所有车流量检测模块的IP地址集合，通过IP地址向下转发查询命令，车流量检测模块将检测到的当前车流量信息上传至区域服务器；区域服务器收到车流量检测模块的实时车流量信息后，将该路口的实时车流量与历史车流量一起上传至顶层服务器，最后，顶层服务器将车流量上传至应用服务器。

【技术特征摘要】
1.一种基于移动终端的车辆出行路径辅助系统，其特征在于:包括车流量检测模块、区域服务器、顶层服务器、应用服务器以及应用客户端；应用服务器通过互联网与应用客户端进行交互，应用服务器下分有η个子网，每个子网设有一个顶层服务器，每个顶层服务器下分为η个区域服务器，每个区域服务器均连接多个车流量检测模块；车流量检测模块安装在每条道路的路口，采集并计算该时段、该路口的车流量；应用客户端通过互联网向应用服务器提出查询请求，应用服务器向所有顶层服务器发送相应路口的车流量查询命令，顶层服务器收到查询指令后判断查询路口是否在该服务器包含的区域，若存在，向区域服务器下发查询指令；每个区域服务器具有下属所有车流量检测模块的IP地址集合，通过IP地址向下转发查询命令，车流量检测模块将检测到的当前车流量信息上传至区域服务器；区域服务器收到车流量检测模块的实时车流量信息后，将该路口的实时车流量与历史车流量一起上传至顶层服务器，最后，顶层服务器将车流量上传至应用服务器。2.根据权利要求1所述的基于移动终端的车辆出行路径辅助系统，其特征在于:所述应用服务器接受来自应用客户端的请求，分析得到请求中的出发地与目的地；应用服务器根据出发地和目的地规划多个行车路径，根据路径得出所有需要查询的路口，向顶层服务器发送查询命令，并等待顶层服务器返回路口的历史数据以及实时数据；应用服务器接收到流量数据后，使用神经网络方法对历史数据进行学习，并将当前的时刻、路口作为输入得到预测车流量，最后使用加权方法将其与实时车流量结合，得到系统对于路口车流量的最终预测结果，并将结果返回至应用客户端。3.根据权利要求1所述的基于移动终端的车辆出行路径辅助系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建宇，何新，侯亮，张晓蓉，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32