基于边缘计算节点的城市交通区域协调控制系统技术方案

一种基于边缘计算节点的城市交通区域协调控制系统，包括控制中心和多个边缘计算节点，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。本实用新型专利技术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，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。

Urban traffic area coordinated control system based on edge computing nodes

A coordinated control system for urban traffic area based on edge computing nodes includes a control center and multiple edge computing nodes, a number of IP-based terminal devices and vehicle-mounted equipment; the control center is connected to edge computing nodes and some terminal devices through a broadband network, and the edge computing nodes are connected to a broadband network or wireless network. Connecting with terminal equipment and vehicle-mounted equipment; the control center automatically generates or manually sets the edge computing node in the area according to the data information; the edge computing node determines that the edge computing node in the area is the first-level computing node or the second-level computing node; the edge computing node obtains the data of related interrupt equipment or related computing node according to its own level, and generates control. Scheme and implementation. Each edge node of the utility model can be changed into a high-priority node among multiple edge nodes in a region according to the actual situation, and the low-priority node can modify the scheme issued by the high-priority node according to the correlation degree, which can be flexible and save computing power.

【技术实现步骤摘要】
基于边缘计算节点的城市交通区域协调控制系统
本技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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。本技术所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本技术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。本技术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。本技术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。本技术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。本技术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。本技术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。本技术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。本技术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。本技术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。本技术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，本技术的优点如下：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。本技术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为本技术系统的控制原理框图。具体实施方式以下进一步描述本技术的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本技术，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，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于边缘计算节点的城市交通区域协调控制系统，其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算节点的城市交通区域协调控制系统，其特征在于：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。2.根据权利要求1所述的协调控制系统，其特征在于：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。3.根据权利要求1或2所述的协调控制系统，其特征在于：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...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晗，高超，刘伟，王东乐，
申请(专利权)人：连云港杰瑞电子有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32