一种港口环境下车路协同交互系统及交互方法技术方案

本发明专利技术公开一种港口环境下车路协同交互系统及交互方法，物联网设备终端获取港口设备的运行状态信息；设备终端将获取的信息发送至港口运输道路侧的物联网路侧终端；路侧终端在车辆经过时，比较路侧终端与当前车辆的相遇状态值的大小，若路侧终端的相遇状态值小于车辆的相遇状态值时，将运行状态信息转发至该车辆的车联网终端；接收港口设备的运行状态信息的参考车辆与另外车辆在相遇时，比较两者之间的相遇状态值的大小，使得所有相遇车辆中相遇状态值最高的车辆将运行状态信息发送至智能网关。本发明专利技术完成数港口设备状态数据的有效传递，并不依赖原有数据传递方式，能够显著提升港口设备状态监测的可靠性与冗余性。

【技术实现步骤摘要】
一种港口环境下车路协同交互系统及交互方法
本专利技术涉及港口设备状态监测领域，具体涉及一种港口环境下车路协同交互系统及交互方法。
技术介绍
现有港口设备状态监测通常通过部署线缆等方式完成数据传递。但在具有高温、高湿、高盐与强振动等特征的港口环境下，线缆部署等数据传递方式易受工作环境影响而发生中断。在对线缆进行修复期间，港口生产难以继续进行。因此亟需一种可靠的、高冗余的数据传递方式，确保在原有数据传递方式修复前，港口设备运行状态数据仍可对外输出。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种港口环境下车路协同交互系统及消息传递方法，以港口水平运输车辆作为载体，以车辆的移动生产过程为媒介，完成数港口设备状态数据的有效传递，并不依赖原有数据传递方式，能够显著提升港口设备状态监测的可靠性与冗余性，解决了现有港口设备状态监测系统多依赖线缆完成数据传递而导致易受环境影响发生中断的问题。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种港口环境下车路协同交互方法，该方法包含以下过程：设置在港口设备上的物联网设备终端获取港口设备的运行状态信息；所述物联网设备终端将获取的所述港口设备的运行状态信息发送至港口运输道路侧的物联网路侧终端；所述物联网路侧终端在水平运输车辆经过时，根据车辆的历史相遇状态信息，并对车辆自身相遇状态值进行更新，比较物联网路侧终端的相遇状态值与当前车辆的相遇状态值的大小，若物联网路侧终端的相遇状态值小于车辆的相遇状态值时，所述物联网路侧终端将其接收并存储的所述港口设备的运行状态信息转发至该车辆所携带的车联网终端；接收所述港口设备的运行状态信息的参考车辆与至少一辆另外车辆在相遇时，根据车辆的历史相遇状态信息，并对车辆自身相遇状态值进行更新，比较参考车辆的相遇状态值与所述另外车辆的相遇状态值的大小，使得相遇状态值高的参考车辆直接将所述港口设备的运行状态信息通过车联网终端发送至智能网关，或者，相遇状态值高的车辆接收相遇状态值低的车辆发送的所述港口设备的运行状态信息，使得所有相遇车辆中相遇状态值最高的车辆将所述港口设备的运行状态信息通过车联网终端发送至智能网关。优选地，所述水平运输车辆的数目为两辆或大于两辆。优选地，所述车辆的历史相遇状态信息包含水平运输车辆与智能网关之间的历史相遇状态值，以及该水平运输车辆与其它运输车辆之间的历史相遇状态值；所述车辆自身相遇状态值的更新方法如下：每一个水平运输车辆根据下列公式，被赋予一个相遇状态值w(i)：w(i)＝αPG(i，k)+(1-α)PC(i，j，k)(1)其中，w(i)为车辆i的相遇状态值，该相遇状态值用于判断车辆是否应被选择作为信息载体，该相遇状态值值越高，说明车辆i越适合接收物联网路侧终端发送的港口设备的运行状态信息；与PG(i，k)分别为更新前后的车辆i与智能网关k直接相遇的概率状态值，当车辆i与智能网关k直接相遇时，概率状态值PG(i，k)进行更新，如式(2)；PG(i，j)表示车辆i与车辆j相遇的概率，与PC(i，j，k)分别为更新前后的车辆i通过与车辆j相遇所形成的与智能网关k间接相遇的概率状态值，当车辆i与车辆j直接相遇时，概率状态值PC(i，j，k)进行更新，如式(3)；γ为幂律调节系数；式中，w(i)、PG(i，k)、PC(i，j，k)、取值空间均为(0,1)，γ为大于1的常数。优选地，所述物联网路侧终端根据下式，被赋予一个相遇状态值v(q)：其中，v(q)为物联网路侧终端q的相遇状态值，该相遇状态值是物联网路侧终端采集的与之相遇的所有车辆的相遇状态值的平均值；G(q，Δt)为单位时间窗口Δt内物联网路侧终端q所相遇的车辆集合；|G(q，Δt)|为单位时间窗口Δt内路侧终端q所相遇的车辆数量；δ为相遇转发阈值；式中，v(q)取值空间为(0,1)，δ为介于(0,1)之间的常数。优选地，接收所述港口设备的运行状态信息的参考车辆记为车辆j，另外车辆中的任一车辆记为车辆i，车辆j与车辆i相遇时，更新自身相遇状态值；如果车辆j的相遇状态值w(j)大于车辆i的相遇状态值w(i)，则车辆j不将其接收到的港口设备运行状态信息发送至车辆i的车联网终端；如果车辆j的相遇状态值w(j)小于车辆i的相遇状态值w(i)，则车辆j将所获取的港口设备运行状态信息发送至车辆i的车联网终端。优选地，所述港口设备的运行状态信息包含以下的一种或多种：港口设备的位置信息、设备的PLC工作状态、设备的环境信息。本专利技术还提供了一种采用如上文所述的交互方法的港口环境下车路协同交互系统，包含：物联网设备终端，设置在港口设备上，获取港口设备的运行状态信息；物联网路侧终端，设置在港口运输道路侧，所述物联网路侧终端与所述物联网设备终端通信连接，接收所述物联网设备终端发送的所述港口设备的运行状态信息；车联网终端，设置在港口内水平运输车辆上，所述车联网终端与所述物联网路侧终端通信连接，接收所述物联网路侧终端发送的所述港口设备的运行状态信息；具备互联网接入能力的智能网关，与所述车联网终端连接，接收所述车联网终端发送的所述港口设备的运行状态信息并转发至云端。优选地，所述物联网设备终端、所述物联网路侧终端、所述车联网终端、所述智能网关中的一个或多种集成有Zigbee无线通讯模块。优选地，所述物联网设备终端设置在港口设备上的远离大功率电气设备一侧；所述物联网路侧终端设置在靠近港口设备的运输道路一侧；所述车联网终端放置在水平运输车辆顶部，并与车内电源相连。优选地，所述水平运输车辆的数目为两辆或大于两辆。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：现有港口设备状态监测系统多依赖线缆完成数据传递，易受环境影响发生中断。当数据传递中断，难以短时间完成修复，进而可能对港口正常生产作业带来严重影响；而本专利技术所提的一种港口环境下车路协同交互系统及消息传递方法，以港口水平运输车辆作为载体，以车辆的移动生产过程为媒介，完成数港口设备状态数据的有效传递，并不依赖原有数据传递方式，能够显著提升港口设备状态监测的可靠性与冗余性。附图说明图1为本专利技术的港口环境下车路协同交互系统的示意图。具体实施方式为了使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术提供了一种港口环境下车路协同交互系统，包括安装在港口设备上的物联网设备终端1、安装在港口运输道路侧的物联网路侧终端2、安装在港口内水平运输车辆上的车联网终端3以及具备互联网接入能力的智能网关4。上述各个终端与智能网关均集成Zigbee无线通讯模块，拥有无线自组网能力。当彼此处于可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种港口环境下车路协同交互方法，其特征在于，该方法包含以下过程：/n设置在港口设备上的物联网设备终端(1)获取港口设备的运行状态信息；/n所述物联网设备终端(1)将获取的所述港口设备的运行状态信息发送至港口运输道路侧的物联网路侧终端(2)；/n所述物联网路侧终端(2)在水平运输车辆经过时，根据车辆的历史相遇状态信息，并对车辆自身相遇状态值进行更新，比较物联网路侧终端(2)的相遇状态值与当前车辆的相遇状态值的大小，若物联网路侧终端(2)的相遇状态值小于车辆的相遇状态值时，所述物联网路侧终端(2)将其接收并存储的所述港口设备的运行状态信息转发至该车辆所携带的车联网终端(3)；/n接收所述港口设备的运行状态信息的参考车辆与至少一辆另外车辆在相遇时，根据车辆的历史相遇状态信息，并对车辆自身相遇状态值进行更新，比较参考车辆的相遇状态值与所述另外车辆的相遇状态值的大小，使得相遇状态值高的参考车辆直接将所述港口设备的运行状态信息通过车联网终端(3)发送至智能网关(4)，或者，相遇状态值高的车辆接收相遇状态值低的车辆发送的所述港口设备的运行状态信息，使得所有相遇车辆中相遇状态值最高的车辆将所述港口设备的运行状态信息通过车联网终端(3)发送至智能网关(4)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种港口环境下车路协同交互方法，其特征在于，该方法包含以下过程：
设置在港口设备上的物联网设备终端(1)获取港口设备的运行状态信息；
所述物联网设备终端(1)将获取的所述港口设备的运行状态信息发送至港口运输道路侧的物联网路侧终端(2)；
所述物联网路侧终端(2)在水平运输车辆经过时，根据车辆的历史相遇状态信息，并对车辆自身相遇状态值进行更新，比较物联网路侧终端(2)的相遇状态值与当前车辆的相遇状态值的大小，若物联网路侧终端(2)的相遇状态值小于车辆的相遇状态值时，所述物联网路侧终端(2)将其接收并存储的所述港口设备的运行状态信息转发至该车辆所携带的车联网终端(3)；
接收所述港口设备的运行状态信息的参考车辆与至少一辆另外车辆在相遇时，根据车辆的历史相遇状态信息，并对车辆自身相遇状态值进行更新，比较参考车辆的相遇状态值与所述另外车辆的相遇状态值的大小，使得相遇状态值高的参考车辆直接将所述港口设备的运行状态信息通过车联网终端(3)发送至智能网关(4)，或者，相遇状态值高的车辆接收相遇状态值低的车辆发送的所述港口设备的运行状态信息，使得所有相遇车辆中相遇状态值最高的车辆将所述港口设备的运行状态信息通过车联网终端(3)发送至智能网关(4)。


2.如权利要求1所述的港口环境下车路协同交互方法，其特征在于，
所述水平运输车辆的数目为两辆或大于两辆。


3.如权利要求1或2所述的港口环境下车路协同交互方法，其特征在于，
所述车辆的历史相遇状态信息包含水平运输车辆与智能网关之间的历史相遇状态值，以及该水平运输车辆与其它运输车辆之间的历史相遇状态值；
所述车辆自身相遇状态值的更新方法如下：
每一个水平运输车辆根据下列公式，被赋予一个相遇状态值w(i)：
w(i)＝αPG(i，k)+(1-α)PC(i，j，k)(1)






其中，w(i)为车辆i的相遇状态值，该相遇状态值用于判断车辆是否应被选择作为信息载体，该相遇状态值值越高，说明车辆i越适合接收物联网路侧终端发送的港口设备的运行状态信息；与PG(i，k)分别为更新前后的车辆i与智能网关k直接相遇的概率状态值，当车辆i与智能网关k直接相遇时，概率状态值PG(i，k)进行更新，如式(2)；PG(i，j)表示车辆i与车辆j相遇的概率，与PC(i，j，k)分别为更新前后的车辆i通过与车辆j相遇所形成的与智能网关k间接相遇的概率状态值，当车辆i与车辆j直接相遇时，概率状态值PC(i，j，k)进行更新，如式(3)；γ为幂律调节系数；式中，w(i)、PG(i，k)、PC(i，j，k)、取值空间均为(0，1)，γ为大于1的常数。


4.如权利要求3所述的港口环境下车路协同交互方法，其特征在于，
所述物联网路侧终端(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：符修文，杨勇生，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海;31