一种基于WIFI信号的交通流量检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于WIFI信号的交通流量检测系统,包括远程平台和沿交通道路分段部署的多个子网络，所述子网络由多个交通流量检测器组成，所述信号收/发模块，作为基础传感器并基于WIFI协议用于感知接收周围环境中基于WIFI信号协议的移动设备发送的广播数据包，并将该广播数据包传送至数据处理模块，所述数据处理模块对广播数据包进行缓存、读取和删选，获得移动设备的ID号，并将包括ID号和分机模块编号的数据传输至主机模块，从而实现对道路车流量的检测。本发明专利技术具有安装方便、成本低、功耗低、稳定可靠性高等优点，且无需车辆额外安装例如GPS信号发生器等设备。

【技术实现步骤摘要】
一种基于WIFI信号的交通流量检测系统
本专利技术属于移动互联网技术，尤其涉及宏观交通信息监测算法的改进。
技术介绍
交通流数据是交通运营调度指挥系统的重要信息来源，可为指挥调度、交通流量控制和交通诱导提供决策依据。现有的交通流检测技术有多种，根据安装方式可分为接触式检测方式和非接触式检测方式。其中接触式检测技术包括压电、压力管探测和环形线圈探测。这种技术的主要缺点是，车辆对道路的碾压导致检测器的使用寿命较短，在布设检测器时，需要中断交通、破坏路面，因此安装围护较为困难，使用成本高。非接触式检测技术主要为波频探测和视频探测。波频探测分为微波、超声波和红外等三种。非接触式检测器可通过支架安装，维护方便、使用寿命长，其主要缺点是易受户外气候条件的影响，存在环境适应性不强、数据传输量大、检测准确率不高和造价较高等问题。随着我国高速路网的飞速发展，高速公路交通流检测应用需求剧增。在高速路网中，交通流量信息同样非常重要，通过流量信息，高速路网管理部门能实时了解各路段的实时车辆数量信息，提供直观的路网车辆负荷量，为路网的调度和整体规划提供准确数据。但是，高速路网存在一些特殊的情况，例如高速公路供电不便、信息传输困难，以及建设过程中未能提前布设各类检测器等，无法做到密集式监控和管理，需要对现有检测器进行进一步的设计和改进。交通流检测技术的研究已经开展多年，主要集中在城市交通检测场合，近年来随着我国高速路网的飞速发展，高速公路交通流检测应用需求剧增。根据安装方式交通流检测技术可分为接触式检测方式和非接触式检测方式。接触式的交通信息检测技术，其主要代表是压电、压力管探测、环行线圈探测。缺点：车辆对道路的碾压导致其使用寿命较短，安装维护困难，须中断交通、破坏路面，使用成本较高。非接触式交通信息检测装置主要分为波频探测和视频探测两大类，波频探测包括微波、超声波和红外三种，这些检测装置可通过支架安装，维护方便、寿命长。但易受户外气候条件的影响，存在环境适应性不强，检测准确率不高等问题。同样此类装置也存在设备成本较高，分布过于集中，由于高速公路通电困难等实际因数影响，其主要铺设位置在高速公路出入口周围、事故多发地段，无法对高速公路全路段进行有效检测。目前应用于高速路网的交通流检测系统基本都是采用传统的城市交通流检测方式，没有充分考虑高速公路供电不便，信息传输困难，环境恶劣等因素，导致这些检测系统出现可靠性不高，工程应用性不强等问题。近年来，随着对智能交通系统的不断深入研究，许多学者、研究员提出了新型检测方法，如基于GPS导航系统的交通检测系统，通过在机动车上安装GPS定位模块，实现GPS卫星时时检测。基于GPS定位，其定位误差可控制在十几至几十米范围内，同时随着GPS定位系统的不断优化，其精度在不断提高。该种方法，从理论上具有很大可行性。但该种方法存在一点明显缺陷，即研究者将GPS定位模块安装至机动车上，也就是说车辆必须安装并使用该模块，具有一定的强制性，可能会侵害了他人合法权益。而且就目前而言，其GPS定位模块安装成本也相对较高，即使在美国这样的发达国家，也仅有高档轿车才会具备该模块。所以，该监测方法在采样率和样本容量上具有一定的操作性困难。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于WIFI信号的交通流量检测系统，具有安装方便、成本低、功耗低、稳定可靠性高等优点，且无需车辆额外安装例如GPS信号发生器等设备。为解决上述技术问题，本专利技术采用了以下技术方案：一种基于WIFI信号的交通流量检测系统，其特征在于：包括远程平台和沿交通道路分段部署的多个子网络，所述子网络与对应实际路段为空间匹配映射关系，所述子网络由多个交通流量检测器组成，所述交通流量检测器包括信号收/发模块和临时存储模块；所述信号收/发模块分为主机模块和分机模块，并内置有射频天线、时钟计时器和数据处理模块，其中：所述信号收/发模块作为分机模块时，作为基础传感器并基于802.1b协议(WIFI协议)用于感知接收周围环境中基于WIFI信号协议的移动设备发送的广播数据包，并将该广播数据包传送至数据处理模块，所述数据处理模块对广播数据包进行缓存、读取和删选，获得移动设备的ID号，并将包括ID号和分机模块编号的数据传输至主机模块；所述信号收/发模块作为主机模块时，用于接收分机模块传送的数据并打上时间戳，并临存与临时存储模块；所述临时存储模块通过有线或无线方式传送至远程平台。对上述方案进行改进，所述交通流量检测器还包括分别与信号收/发模块和临时存储模块电连接的供电模块。进一步的，所述供电模块为太阳能供电模块。进一步的，所述交通流量检测器还包括外置供电接口、USB数据传输接口、传输线/光纤接入口和短波信号传输模块。进一步的，所述远程平台包括分布式大数据存储系统和数据信息分析系统，所述数据信息分析系统包括服务支援子模块和中央处理子模块，所述服务支援子模块包括地理空间映射模块、映射算法模块、统计计算模块和绩效评审模块，其中：所述地理空间映射模块，用于将道路部署的检测器与道路地理空间位置分析，得到检测器ID与道路地理空间位置的一一映射对应关系；所述映射算法模块，对检测器发送的移动终端ID数据包与道路车辆进行分析，得到移动终端ID数据包与道路车辆的一一映射对应关系；所述统计计算模块，用于对经过初步数据处理的中间结果和节点结果进行统计分析；所述绩效评审模块，通过对Δt时间范围内同一个检测器的瞬时信号通过量分析，得到该时间范围内平均信号通过量，进而通过对同一信号在不同检测器中出现的时刻变化，分析得到该信号的平均速度，最终得到节点拥堵状况；所述中央处理子模块与大数据存储系统和服务支援子模块连接，从原始数据源中提取数据特征，并通过服务支援子系统的基础服务支撑，对交通链路情况进行检测和评估，输出道路拥堵状况信息。同时该系统生成的中间数据结果会存入云存储系统中，为后期进一步的数据分析和数据挖掘提供支撑。进一步的，所述统计计算模块的统计分析包括：对同一个检测器在t时刻所接收到的信号量以及在Δt时间范围内所接收到的信号量；对不同检测器，同一个信号MAC地址出现的时间点信息。进一步的，所述远程平台的数据处理方法包括以下步骤：步骤1、所述分布式大数据存储系统接收检测器发送的原始数据，并经过数据过滤降噪；与此同时服务支援子模块中的地理空间映射模块根据检测器分布信息和道路路网信息得到地理空间映射数据；步骤2、所述中央处理子模块，从原始数据和地理空间映射数据中根据特征数据进行分析并提取得到关于路段车流量信息的中间结果数据和节点结果数据，所述中间结果数据为经过数据特征提取、剔除噪声数据后的原始数据格式的数据源；所述节点结果数据为中间结果数据经过数据属性延伸得到的相应交通信息数据，并存储与大数据云存储系统中；步骤3、所述服务支撑子模块中的统计计算模块，统计中央处理子模块分析提取得到的节点结果数据；步骤4、所述绩效评审模块，根据统计得到节点结果数据依据拥堵规则输出道路节点拥堵状况。所述拥堵规则的算法采用机器迭代的自学习模型逼近真实值，由服务支撑子系统提供实际道路交通状况信息数据作为比较对象。例如：通过对Δt时间范围内同一个检测器的瞬时信号通过量分析，得到该时间范围内平均信号通过量，进而通过对同一信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于WIFI信号的交通流量检测系统，其特征在于：包括远程平台和沿交通道路分段部署的多个子网络，所述子网络与对应实际路段为空间匹配映射关系，所述子网络由多个交通流量检测器组成，所述交通流量检测器包括信号收/发模块和临时存储模块；所述信号收/发模块分为主机模块和分机模块，并内置有射频天线、时钟计时器和数据处理模块，其中：所述信号收/发模块作为分机模块时，作为基础传感器并基于WIFI协议用于感知接收周围环境中基于WIFI信号协议的移动设备发送的广播数据包，并将该广播数据包传送至数据处理模块，所述数据处理模块对广播数据包进行缓存、读取和删选，获得移动设备的ID号，并将包括ID号和分机模块编号的数据传输至主机模块；所述信号收/发模块作为主机模块时，用于接收分机模块传送的数据并打上时间戳，并临存与临时存储模块；所述临时存储模块通过有线或无线方式传送至远程平台。

【技术特征摘要】
2016.08.16 CN 20161067326231.一种基于WIFI信号的交通流量检测系统，其特征在于：包括远程平台和沿交通道路分段部署的多个子网络，所述子网络与对应实际路段为空间匹配映射关系，所述子网络由多个交通流量检测器组成，所述交通流量检测器包括信号收/发模块和临时存储模块；所述信号收/发模块分为主机模块和分机模块，并内置有射频天线、时钟计时器和数据处理模块，其中：所述信号收/发模块作为分机模块时，作为基础传感器并基于WIFI协议用于感知接收周围环境中基于WIFI信号协议的移动设备发送的广播数据包，并将该广播数据包传送至数据处理模块，所述数据处理模块对广播数据包进行缓存、读取和删选，获得移动设备的ID号，并将包括ID号和分机模块编号的数据传输至主机模块；所述信号收/发模块作为主机模块时，用于接收分机模块传送的数据并打上时间戳，并临存与临时存储模块；所述临时存储模块通过有线或无线方式传送至远程平台。2.根据权利要求1所述基于WIFI信号的交通流量检测系统，其特征在于：所述交通流量检测器还包括分别于信号收/发模块和临时存储模块电连接的供电模块。3.根据权利要求1所述基于WIFI信号的交通流量检测系统，其特征在于：所述供电模块为太阳能供电模块。4.根据权利要求1所述基于WIFI信号的交通流量检测系统，其特征在于：所述交通流量检测器还包括外置供电接口、USB数据传输接口、传输线/光纤接入口和短波信号传输模块。5.根据权利要求1所述基于WIFI信号的交通流量检测系统，其特征在于：所述远程平台包括分布式大数据存储系统和数据信息分析系统，所述数据信息分析系统包括服务支援子模块和中央处理子模块，所述服务支援子模块包括地理空间映射模块、映射算法模块、统计计算模块和绩效评审模块，其中：所述地理空间映射模块，用于将道路部署的检测器与道路地理空间位置分析，得到检测器ID与道路地理空间位置的一一映射对应关系；所述映射算法模块，对检测器发送的移动终端ID数据包与道路车辆进行分析，得到移动终端ID数据包与道路车辆的一一映射对应关系；所述统计计...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁璠，寿光明，陈晓轩，
申请(专利权)人：寿光明，
类型：发明
国别省市：江苏,32