[发明专利]一种基于AI物联网技术的智慧城市交通管控系统

权利要求书

1.一种基于AI物联网技术的智慧城市交通管控系统，其特征在于，包括信息采集终端、智能基站、车载信息终端和云服务器；其中，

信息采集终端设置在路侧，用于采集道路的交通信息，并将采集到的交通信息传输到智能基站；

车载信息终端用于获取车辆状态信息，并将获取到的车辆状态信息传输到智能基站；

智能基站包括边缘计算模块和通信模块；其中，

通信模块用于与信息采集终端和车载信息终端建立通信连接；

边缘计算模块用于根据接收到的交通信息和车辆状态信息进行分析处理，获取道路交通分析结果，根据道路交通分析结果向车载信息终端发送相应的提示消息，并根据道路交通分析结果向交通指引设备发送相应的调控指令；以及将交通分析结果传输至云服务器；

云服务器用于根据接收到的交通分析结果实时更新城市交通情况；

车载信息终端还用于接收并显示智能基站发送的提示消息；

其中，信息采集终端包括设置在路侧的传感器，其中传感器包括车流量传感器、车速传感器和视频传感器；通过传感器采集道路的交通信息，其中交通信息包括道路的车流量数据、车速数据和道路视频图像数据；

车载信息终端获取车辆状态信息，其中车辆状态信息包括车辆定位信息、行驶路径规划信息、车辆运行状态信息和车辆异常状态信息，其中车辆运行状态信息包括车速，车辆异常状态信息包括车辆故障状态和交通事故状态；

智能基站与其覆盖范围内的多个设置在路侧的传感器和多个车载信息终端共同组成无线通信网络，传感器和车载信息终端分别作为无线通信网络中的子节点，无线通信网络内的各个子节点通过单跳或多跳的数据传输方式将数据传输到智能基站；

其中，智能基站向其覆盖范围内的子节点发送自身的定位信息，子节点根据自身的定位信息和智能基站的定位信息进行判断，如果子节点与智能基站的距离小于该子节点的一跳通信距离，则该子节点通过一跳的数据传输方式将数据直接传输到智能基站；如果子节点与智能基站的距离超过该子节点的一跳通信距离，则该子节点从其邻居节点中选取一个下一级节点，将数据传输到下一级节点通过多跳转发的方式将数据传输到智能基站；

当子节点与智能基站的距离超过该子节点的一跳通信距离时，子节点从其邻居节点中选取一个下一级节点，具体包括：

子节点周期性根据自身的节点类型信息和平均速度信息获取自身的节点分类，其中当节点类型为路侧传感器节点时，或节点类型为车载信息终端节点且平均速度信息小于等于设定的标准速度v′，即时，则子节点将自身当前周期划分为A类节点；当节点类型为车载信息终端节点且平均速度信息大于等于设定的标准速度v′，即时，则子节点将自身当前周期划分为B类节点；其中设定的标准速度v′∈[20,30]km/h；

子节点将自身的状态信息广播至其一跳通信范围内的邻居节点，并接收其一跳通信范围内的邻居节点的状态信息，其中状态信息包括子节点的节点分类信息f、节点类型y、一跳通信距离信息r、平均速度信息定位信息、剩余能量信息E；其中节点类型包括路侧传感器节点s和车载信息终端节点c；平均速度信息为根据上一时间周期内子节点的平均速度统计所得，其中当子节点为路侧传感器节点时，其平均速度信息为0；节点分类信息包括子节点当前周期的节点分类，节点分类包括A类节点和B类节点；

子节点根据邻居节点的状态信息，分别计算邻居节点的多跳性能因子，并选取多跳性能因子最大对应的邻居节点作为下一级节点；

其中，当子节点自身为A类节点时，采用下列第一多跳性能因子计算函数获取邻居节点的多跳性能因子：

式中，α(n)表示第n个邻居节点的多跳性能因子，n＝1,2,…,N，N表示邻居节点的总数，K₁(f_n,A)表示分类判断因子，其中f_n表示第n个邻居节点的节点分类，当第n个邻居节点的节点分类为A类节点时f_n＝A，K₁(f_n,A)＝1；当第n个邻居节点的节点分类为B类节点时f_n＝B，K₁(f_n,A)＝0.01；K₂(y_n,cs)表示类型判断因子，其中y_n表示第n个邻居节点的节点类型，当第n个邻居节点的节点类型为车载信息终端节点c时，K₂(y_n,cs)＝Y1；当第n个邻居节点的节点类型为路侧传感器节点s时，K₂(y_n,cs)＝Y2，其中Y1大于Y2，以使得当邻居节点为的节点类型为车载信息终端节点c时的多跳性能因子均大于当邻居节点的节点类型为路侧传感器节点s时的多跳性能因子；r_n表示第n个邻居节点的一跳通信距离，D_n表示第n个邻居节点到智能基站之间的距离，E_n表示第n个邻居节点的剩余能量百分比，表示邻居节点的剩余能量百分比均值，表示第n个邻居节点的平均速度信息，v′表示设定的标准速度；ω_D、ω_E、ω_v分别表示设定的距离、能量、速度权重调节因子，ω_D+ω_E+ω_v＝1；

当子节点自身为B类节点时，采用下列第二多跳性能因子计算函数获取邻居节点的多跳性能因子：

式中，K₂(y_n,sc)表示类型判断因子，其中y_n表示第n个邻居节点的节点类型，当第n个邻居节点的节点类型为路侧传感器节点s时，K₂(y_n,sc)＝Y3；当第n个邻居节点的节点类型为车载信息终端节点c时，K₂(y_n,sc)＝Y4，其中Y3大于Y4，以使得当邻居节点为的节点类型为路侧传感器节点s时的多跳性能因子均大于当邻居节点的节点类型为车载信息终端节点c时的多跳性能因子；d_0n表示子节点与第n个邻居节点的距离。