基于移动网状网络的智能交通信息系统技术方案

本发明专利技术属于智能交通信息采集技术领域，其特征在于，含有：探测汽车，由车载传感器装置、车载定位系统装置和车载无线终端设备构成；移动网状网络，由用无线路由器作为固定节点的无线骨干网和用探测汽车作为移动节点的无线接入网构成。无线路由器在中间起网桥作用，按照ＩＥＥＥ８０２．１１ｐ标准通过无线接入网无线接口把各探测汽车发出的交通信息进行采集，并通过网桥层协议，通过无线骨干网无线接口把汇集的交通信息按照ＩＥＥＥ８０２．１６标准发送到交通信息处理中心。各探测汽车之间、各探测汽车与无线路由器之间、各无线路由器之间以及和交通信息处理中心之间采用ＭＡＣ　　ＳＡＰ服务数据单元。本发明专利技术具有准确、经济、不受现有通信网影响、方便的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能交通信息

技术介绍
交通是维系人类生存发展的命脉。随着经济建设和城市道路规模的发展，交通需求量日益增加，道路增长跟不上车辆的增加，而拓宽道路又受到资金和空间等的约束。为了解决交通面临的问题，必须积极发展智能交通系统。智能交通系统是解决当前交通堵塞、交通事故频发和环境污染等问题的有效途径。智能交通系统将信息技术、电子通讯技术、自动控制技术、计算机技术以及网络技术等有效地综合地运用于整个交通运输管理体系而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的、实时、准确、高效的交通运输综合管理和控制系统。新型智能交通系统能够取得良好的经济和社会效应。实时获取车辆位置及路况信息是实现智能交通的基础。交通信息采集是在固定地点、固定时间段内，对交通状况信息的获取。交通状况信息包括交通流量、车道占有率、车速、行程时间等交通特性、交通事件和拥挤程度信息等等。在交通信息采集中，目前主流的数据采集方法是通过路边采集系统来采集相关的交通信息。路边采集系统是指安装在路边或者路面下的一些固定检测设备，包括环型线圈检测器、视频检测器、微波监测器、磁性检测器、红外线检测器等等。安装有路边采集设备的区域的交通信息获取比较容易，信息覆盖率有保障。但是这种方法存在着很大的缺陷，例如固定采集设备不能直接测量车辆密度、车速等数据，都是依靠间接测量和复杂的算法估计才得到所需数据，测量的准确度有限；安装大量的固定检测设备投资巨大，安装路面下的传感器会破坏道路，路边以及路面下的检测器容易受到损坏。综上所述，传统意义上的路边采集系统，对动态交通流的采集能力有限，采集数据误差较大，因此需要引入新的采集系统来实现对动态交通流的采集。如果将信息采集设备安装在汽车上，车辆在路网中运行的同时采集相关的交通信息，这样可以经济而且有效地解决上述问题。我们将安装有检测设备的车辆称之为探测汽车。探测汽车作为真实交通流的一部分，可以实时准确地反映路况信息，具有固定传感器没有的优势。路况信息的传输需要通信网络的支持。目前，绝大多数智能交通系统采用第二代蜂窝移动通信网GSM或CDMA的数据业务支持信息传输。作为第二代移动通信技术的GSM和CDMA网络，主要针对话音通信设计，对数据业务支持有限。在本专利技术中，采用探测汽车采集交通信息，由于探测汽车数量较多，每一辆探测汽车都要传送采集到的路况信息，业务请求频率非常高，总体数据量很大，数据类型又是短流媒体业务，必然造成网络占用率高但效率十分低下，移动运营商不愿意支持此项业务；而且大量探测汽车频繁地接入蜂窝移动网络，系统的运营成本很高。目前的移动蜂窝通信网无法负担大量探测车辆采集信息的传输业务，为交通数据传输带来了障碍。已有的专利(公开号CN 1501329A和CN 1584944A)都存在此类问题。因此需要更适合路况信息自身的特点的通信网络来支持信息传输。本专利技术是一种采用移动采集节点探测信息的智能交通信息系统，由移动网状网络支持信息传输。本专利技术的特征在于，所述系统含有探测汽车和移动网状网络，其中探测汽车，是一种包括安装有路况信息检测设备的城市公交车和出租车在内的在道路上实时行驶的车辆，在该车辆上装有车载无线传感器设备、车载空间定位设备和车载无线终端设备，其中车载传感器设备，包含测距装置，安装在探测汽车的头部和尾部，共两个，获取探测汽车与前、后实时行驶车辆的距离，并周期性地向所述车载无线终端设备发送前、后距离测量数据；测速装置，与汽车测速仪表相连，提供当前时刻汽车的车速；车载空间定位设备，是一种无线GPS跟踪器，纳入GPS系统，利用GPS系统提供的高精度的经纬度，得到探测汽车当前所在的道路系统信息；车载无线的终端设备，其通信协议栈的媒体接入控制层MAC采用IEEE 802.11p标准中的MAC层协议，通信协议栈的物理层采用IEEE 802.11p标准中的物理层协议，应用层与所述MAC层之间的通信遵循IEEE 802.11p标准中所述的MAC服务接入点MAC SAP标准，通信中采用MAC数据服务单元MSDU格式；该车载无线终端设备从所述车载无线传感器设备中的测距装置接收由采集时间、探测汽车与前、后汽车的距离构成的距离采集数据单元，从测速装置中接收由采集时间、车速构成车速采集数据单元；移动网状网络，由无线骨干网和无线接入网构成，其中无线接入网由若干作为该无线接入网移动节点的探测汽车无线连接形成，该无线接入网中所有移动节点分布式运行，移动节点在发现和维护到其他移动节点的路由的同时，向邻居移动节点发送或转发分组；无线骨干网由位于道路沿线且相符设定距离的若干无线路由器作为固定节点而构成，所述无线路由器是所述无线接入网和无线骨干网之间的网桥，具有两个无线通信协议栈，其中，无线接入网通信协议栈的媒体控制层采用IEEE 802.11p标准中的MAC层协议，所述通信协议栈的物理层采用IEEE 802.11p标准中的物理层标准；该无线接入网的无线接口通过所述探测汽车采集路况和位置信息；无线骨干网通信协议栈的媒体接入控制层采用IEEE 802.16标准中的MAC层协议，该通信协议栈的物理层采用IEEE 802.16标准中的物理层协议，两个通信协议栈之间通过作为网桥的所述无线路由器相连，网桥层与无线接入网之间通信遵循IEEE 802.11p标准中所述的MAC SAP标准，网桥层与无线骨干网MAC层之间的通信遵循IEEE 802.16标准中所述的CS服务接入点标准CS SAP，两个通信协议栈之间采用MAC服务数据单元MSDU通信，所述无线路由器中的无线骨干网的路由接口把汇集的各条道路的路况和位置信息通过无线骨干网传送到交通信息处理中心，所述MSDU含有以下数据项设备类型1表示该节点是探测汽车，0表示该节点是无线路由器；下一跳设备MAC地址该节点要转发数据时下一个节点设备的MAC地址；MAC地址该节点的MAC地址；地理位置该节点的当前的位置信息；所属无线路由器的MAC地址该节点所处无线接入网中作为网络的无线路由器的MAC地址；所属无线路由器的地理位置该所述无线路由器的地理位置；采集的交通信息是该节点采集的交通信息后者为其它节点转发的交通信息。当探测汽车为发送和转发一个数据包时，要参考一跳范围内邻居节点信息和所处无线接入网中无线路由器的位置信息，把数据包转发送到距离此无线路由器最近的移动节点，再由接收节点发到所述无线路由器中去。2.根据权利要求书中1所述的基于移动网状网络的智能交通信息系统，其特征在于，在所述车载无线终端设备的应用层中要建立两个列表邻居列表当节点接收到周围邻居节点发送的数据包后，应用层将从所述MSDU中读取邻居的设备类型、邻居的MAC地址和地理位置信息放入邻居列表的相应位置；无线路由器列表把该MSDU中邻居所属的无线路由器的MAC地址和地理位置放入无线路由器列表若所有的邻居列表中存在的是一个无线路由器，则应用层将选择距离该节点最近的无线路由器作为自己的所属无线路由器，并将其作为下一跳目的地；若所有的邻居列表中不存在任何一个无线路由器，应用层将从所有无线路由器列表中选择距离该节点最近的无线路由器作为自己所属的无线路由器，并从所有邻居列表中选择距离所属无线路由器最近的一个邻居节点作为下一跳转发节点。本系统建设和运营成本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于移动网状网络的智能交通信息系统，其特征在于，所述系统含有：探测汽车和移动网状网络，其中：探测汽车，是一种包括安装有路况信息检测设备的城市公交车和出租车在内的在道路上实时行驶的车辆，在该车辆上装有：车载无线传感器设备、车载空间定位 设备和车载无线终端设备，其中：车载传感器设备，包含：测距装置，安装在探测汽车的头部和尾部，共两个，获取探测汽车与前、后实时行驶车辆的距离，并周期性地向所述车载无线终端设备发送前、后距离测量数据；测速装置，与汽车测速仪 表相连，提供当前时刻汽车的车速；车载空间定位设备，是一种无线ＧＰＳ跟踪器，纳入ＧＰＳ系统，利用ＧＰＳ系统提供的高精度的经纬度，得到探测汽车当前所在的道路系统信息；车载无线的终端设备，其通信协议栈的媒体接入控制层ＭＡＣ采用ＩＥ ＥＥ８０２．１１ｐ标准中的ＭＡＣ层协议，通信协议栈的物理层采用ＩＥＥＥ８０２．１１ｐ标准中的物理层协议，应用层与所述ＭＡＣ层之间的通信遵循ＩＥＥＥ８０２．１１ｐ标准中所述的ＭＡＣ服务接入点ＭＡＣＳＡＰ标准，通信中采用ＭＡＣ数据服务单元Ｍ ＳＤＵ格式；该车载无线终端设备从所述车载无线传感器设备中的测距装置接收由采集时间、探测汽车与前、后汽车的距离构成的距离采集数据单元，从测速装置中接收由采集时间、车速构成车速采集数据单元；移动网状网络，由无线骨干网和无线接入网构成，其 中：无线接入网由若干作为该无线接入网移动节点的探测汽车无线连接形成，该无线接入网中所有移动节点分布式运行，移动节点在发现和维护到其他移动节点的路由的同时，向邻居移动节点发送或转发分组；无线骨干网由位于道路沿线且相符设定距离的 若干无线路由器作为固定节点而构成，所述无线路由器是所述无线接入网和无线骨干网之间的网桥，具有两个无线通信协议栈，其中，无线接入网通信协议栈的媒体控制层采用ＩＥＥＥ８０２．１１ｐ标准中的ＭＡＣ层协议，所述通信协议栈的物理层采用ＩＥＥＥ８０２．１１ｐ标准中的物理层标准；该无线接入网的无线接口通过所述探测汽车采集路况和位置信息；无线骨干网通信协议栈的媒体接入控制层采用ＩＥＥＥ８０２．１６标准中的ＭＡＣ层协议，该通信协议栈的物理层采用ＩＥＥＥ８０２．１６标准中的物理层协议，两个通信协议栈之间通过作为网桥的所述无线路由器相连，网桥层与无线接入网之间通信遵循ＩＥＥＥ８０２．１１ｐ标准中所述的ＭＡＣＳＡＰ标准，网...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任勇，韦忠亚，洪珺，张学聃，许晨敏，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]