一种基于大数据的brt车路协同控制系统
阅读说明：本技术 一种基于大数据的brt车路协同控制系统 (BRT vehicle road cooperative control system based on big data ) 是由 任子晖 刘磊 刘思琦 柳晓鹏 吴长瑶 闫其筠 秦红旭 孔垂刚 于 2021-08-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于大数据的BRT车路协同控制系统,包括车载机设备和云平台服务器,所述车载机设备包含电源部分、主控部分、卫星定位部分、通讯部分；车载机汇总GPS信息和车辆信息,并于云平台服务器进行交互,云平台服务器将数据存入数据池,为算法服务器提供数据基础；算法服务器根据基于历史数据和实时数据完成对对交通灯控制的判断,发送给交通灯控制平台,从而实现车辆与地面设备的交互。本发明基于清洗后的BRT运行数据,通过统计和分析出车辆距离红绿灯的时间距离,并根据实时数据判断车辆位置更改相应红绿灯状态；可根据实时数据进行异常数据甄别,并对异常情况发出警报并上传信息中心,减小故障发生概率,减低设备巡检次数和成本。(The invention discloses a BRT (bus rapid transit) vehicle-road cooperative control system based on big data, which comprises vehicle-mounted machine equipment and a cloud platform server, wherein the vehicle-mounted machine equipment comprises a power supply part, a main control part, a satellite positioning part and a communication part; the vehicle-mounted machine collects GPS information and vehicle information, interaction is carried out on a cloud platform server, and the cloud platform server stores data into a data pool to provide a data base for an algorithm server; and the algorithm server finishes the judgment of the traffic light control according to the historical data and the real-time data and sends the judgment to the traffic light control platform, so that the interaction between the vehicle and the ground equipment is realized. According to the method, the time distance between the vehicle and the traffic light is calculated and analyzed based on the BRT running data after cleaning, and the state of the corresponding traffic light is changed according to the position of the vehicle judged according to real-time data; abnormal data can be screened according to real-time data, an alarm is given to an abnormal condition and the abnormal condition is uploaded to an information center, the fault occurrence probability is reduced, and the equipment inspection frequency and cost are reduced.)
技术领域
本发明涉及智能交通系统领域，具体是一种基于大数据的BRT车路协同控制系统。
背景技术
智能车路协同系统简称车路协同系统，是智能交通系统的发展方向之一。
车路协同是采用先进的无线通信和新一代互联网等技术，全方位实施车车、车路动态实时信息交互，并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制可道路协同管理，充分实现人车路的有效协同，保证交通安全，提高通行效率，从而形成的安全、高效和环保的交通系统。
BRT快速公交系统是一种介于快速轨道交通与常规公交之间的新型公共客运系统，具有投资运营比轨道交通低低，但运营效果接近于轨道交通的特点。
虽然BRT公交运营效果优于传统公交，但相对于轨道交通方式仍然受限于非BRT专用道路拥堵，雨雪天道路状况差和红绿灯等情况。且现在车载主机基本都有GPS定位功能，但更多的用于传统的定位功能和运营里程统计等。然而公交车长期运营积累下来的大量的GPS历史数据并未被充分挖掘使用。
随着城市交通智能化的推进，各个平台系统在逐渐完善，然而大部分情况各个平台之间数据并没有有效交互，仍然是相互独立的情况。
车路协同相对公交而言仍是一套新的系统，基于新设备的车路协同需要对道路及车载机进行改动，成本高，周期长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于大数据的BRT车路协同控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于大数据的BRT车路协同控制系统，包括车载机设备和云平台服务器，所述车载机设备包含电源部分、主控部分、卫星定位部分、通讯部分；其中，电源部分分别为各个部分提供电源，将车载的9V-36V电压转换为12V、5V和3.3V电压，为各个部分提供电源；
通讯部分包含CAN总线通信模块、2路TTL通信模块和4G模块；其中CAN总线通信模块可读取车辆发动机和仪表盘等信息，可以实时获取车辆状态；2路TTL通信模块分别负责与卫星定位部分和4G模块进行通信，将卫星定位信息和车辆状态通过TTL接口发送给4G通信模块，再由4G通信模块发送给服务器；
卫星定位部分包含GPS北斗双模定位模块和北斗GPS双模卫星定位天线，负责通过GPS北斗双卫星定位系统获取车辆位置信息。
车载机汇总GPS信息和车辆信息，并于云平台服务器进行交互，云平台服务器将数据存入数据池，为算法服务器提供数据基础；算法服务器根据基于历史数据和实时数据完成对对交通灯控制的判断，发送给交通灯控制平台，从而实现车辆与地面设备的交互。
通过车载机设备实时获取车辆状态，通过车载机CAN接口获取车辆运行数据，结合GPS信息传送给服务器；采用GPS北斗双模卫星定位模块，提供高精度车辆定位功能，可实时获取车辆位置信息；通过CAN接口与车机通信，获取车辆速度其他信息；通过定位，服务器可获取车辆实时位置信息和车辆状态信息，可根据大数据对车辆位置和状态进行分析决策，并结合天气等其他信息判断车辆自身状态和行驶状态是否正常。
云平台服务器可记录分析车载机上传的GPS数据，包括速度信息，位置等信息存入数据池，并将历史数据进行整理分析，根据时间建立BRT线路运行模型，模型包含运行时间，运行位置及对应时间的运行速度等信息，可根据模型计算统计出多种利于道路控制好决策的信息，例如车辆到达十字路口的时间。
云平台服务器可结合BRT运行线路模型和车辆实时数据进行计算，获取车辆在线路中的状态是否正常，还可结合线路上运行车辆的信息判断道路情况。
云平台服务器可与交通灯控制平台进行数据交互，服务器可根据所得数据进行相应决策，将对应BRT线路模型所得车辆信息和交通灯请求信息发送给交通灯控制平台，申请交通灯变更申请，并将控制平台得到交通灯的信息反馈给车载机。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1.本发明基于清洗后的BRT运行数据，通过统计和分析出车辆距离红绿灯的时间距离，并根据实时数据判断车辆位置更改相应红绿灯状态。
2.本发明含有联网功能，可接入车上带有网络接口的外设，实现车载设备和地面设备的互联互通。
3.涵盖车载产品多种协议、接口，通过信息中心管理人员针对各个厂家的协议进行相应配置。
4.可根据实时数据进行异常数据甄别，并对异常情况发出警报并上传信息中心，减小故障发生概率，减低设备巡检次数和成本。
5.基于大数据筛选计算，无需人机交互自动进行，数据源来源有标准格式，适用于多种车载主机。
附图说明
图1为一种基于大数据的BRT车路协同控制系统的系统框图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1，一种基于大数据的BRT车路协同控制系统，包括车载机设备和云平台服务器，所述车载机设备包含电源部分、主控部分、卫星定位部分、通讯部分；其中，电源部分分别为各个部分提供电源，将车载的9V-36V电压转换为12V、5V和3.3V电压，为各个部分提供电源；通讯部分包含CAN总线通信模块、2路TTL通信模块和4G模块；其中CAN总线通信模块可读取车辆发动机和仪表盘等信息，可以实时获取车辆状态；2路TTL通信模块分别负责与卫星定位部分和4G模块进行通信，将卫星定位信息和车辆状态通过TTL接口发送给4G通信模块，再由4G通信模块发送给服务器；卫星定位部分包含GPS北斗双模定位模块和北斗GPS双模卫星定位天线，负责通过GPS北斗双卫星定位系统获取车辆位置信息。
车载机汇总GPS信息和车辆信息，并于云平台服务器进行交互，云平台服务器将数据存入数据池，为算法服务器提供数据基础；算法服务器根据基于历史数据和实时数据完成对对交通灯控制的判断，发送给交通灯控制平台，从而实现车辆与地面设备的交互。
一种基于大数据的BRT车路协同控制系统，具有以下功能：
(1)通过车载机设备实时获取车辆状态，通过车载机CAN接口获取车辆运行数据，结合GPS信息传送给服务器；采用GPS北斗双模卫星定位模块，提供高精度车辆定位功能，可实时获取车辆位置信息；通过CAN接口与车机通信，获取车辆速度其他信息；通过定位，服务器可获取车辆实时位置信息和车辆状态信息，可根据大数据对车辆位置和状态进行分析决策，并结合天气等其他信息判断车辆自身状态和行驶状态是否正常。
(2)云平台服务器可记录分析车载机上传的GPS数据，包括速度信息，位置等信息存入数据池，并将历史数据进行整理分析，根据时间建立BRT线路运行模型，模型包含运行时间，运行位置及对应时间的运行速度等信息，可根据模型计算统计出多种利于道路控制好决策的信息，例如车辆到达十字路口的时间。
(3)云平台服务器可结合BRT运行线路模型和车辆实时数据进行计算，获取车辆在线路中的状态是否正常，还可结合线路上运行车辆的信息判断道路情况。
(4)云平台服务器可与交通灯控制平台进行数据交互，服务器可根据所得数据进行相应决策，将对应BRT线路模型所得车辆信息和交通灯请求信息发送给交通灯控制平台，申请交通灯变更申请，并将控制平台得到交通灯的信息反馈给车载机。
本发明基于大数据建立BRT线路运行数据模型，充分利用限制数据资源；在不增加设备的情况下可根据大数据建立的模型和车辆实时数据判断车辆和道路的状况；提供给交通平台更准确的道路信息，利于交通状况的权衡。
此外本发明的功能可不限于BRT，扩展至消防、救护等特种车辆。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。