[发明专利]一种基于云计算的高速公路车辆管理系统

摘要

本发明提供了一种基于云计算的高速公路车辆管理系统，包括高速公路通信系统、远程云计算服务器以及高速管理中心，车辆通过高速公路通信系统同远程云计算服务器交换信息，远程云计算服务器的云计算管理系统处理车辆信息，云计算管理系统汇总所有车流量数据再反馈给高速管理中心，高速管理中心随时调整线路情况降级高速公路堵车。本发明的有益效果为：显著降低节假日高速免费通行带来的压力，避免高速公路堵车现象。

主权项

1.一种基于云计算的高速公路车辆管理系统，其特征是，包括高速公路通信系统、远程云计算服务器以及高速管理中心，车辆通过高速公路通信系统同远程云计算服务器交换信息，远程云计算服务器的云计算管理系统处理车辆信息，云计算管理系统汇总所有车流量数据再反馈给高速管理中心，高速管理中心随时调整线路情况防止高速公路堵车；/n所述高速管理中心包括卡口管理中心、交通管理中心及交通诱导指挥中心；云计算管理系统汇总各卡口的车流量信息再反馈给交通管理中心及交通诱导指挥中心，交通管理人员通过远程云计算服务器，将这些车流量信息发布到各个高速入口的LED交通诱导屏上显示；/n高速公路通信系统包括汽车车载天线、分布式基站子系统和无线切换子系统，每个基站子系统包括一个基带处理单元和多个射频处理单元，基带处理单元和射频处理单元通过光纤进行连接，射频处理单元沿公路线设置，信号通过光纤从基带处理单元到达射频处理单元，汽车车载天线与射频处理单元进行无线通信，所述无线切换子系统用于实现基站之间的通信切换；/n所述汽车车载天线与射频处理单元的无线通信，包括建立信道模型，计算有效吞吐量和确定链路自适应传输方式；/n采用如下方式建立信道模型：考虑信道中的大尺度路径衰落和小尺度多径衰落，车地链路接收信噪比的概率密度函数f(γ)可表示为：/n上述式子中，γ为车地链路接收信噪比，l为小尺度多径衰落因子，l∈[5dB,7dB]，I₀[·]为第一类第n阶修正贝塞尔函数，P为射频处理单元的发射功率，VK(d)为大尺度路径损耗，N为仅考虑大尺度损耗下的噪声功率，P、VK(d)、N单位均为dB，其中，VK(d)＝150+22ln(d)+20ln(f_c)，/n上述式子中，d为汽车车载天线与射频处理单元距离，单位是m，f_c为载波频率，单位是Hz；/n采用如下方式计算有效吞吐量，车地通信链路两端采用MIMO技术，假定车地链路的接收信噪比为γ，则系统的有效传输速率为：/n /n上述式子中，k₁为常数，m为复用增益，L_t+w为通信协议中链路层帧头和帧尾的总长，L_z为链路层的帧长；/n相应的帧错误率为：/n /n上述式子中，M_f是发射天线数目，M_j是接收天线数目；/n假定系统初始传输的接收信噪比γ₁，第n次传输的接收信噪比为γ_n，那么当系统最大允许传输次数为N_m时，系统有效吞吐量的期望可表示为：/n 上述式子中，是经过r次传输之后系统可获得的最大有效吞吐量；/n 是一个帧在前n-1次没有传输成功，而在第n次传输成功的概率，其中，/n /n自适应传输方式的确定，包括：基于部分可观测马尔可夫判决模型，以有效吞吐量为优化目标，在给定的目标误帧率DG_tar下，选择合适的自适应传输参数{m,L_z}以最大化系统的收益，最佳链路自适应传输问题建模为：/n /n使得，/n /n上述式子中，T是总的决策时期，UA(m(t),L_z(t))为决策时刻t的瞬时收益函数；/n所述无线切换子系统用于采用改进的切换方式实现基站之间的通信切换，所述改进的切换方式包括：/nA、测量当前服务小区和各临近小区的接收信号强度RSRP值和信道质量RSRQ值；/nB、选择符合判定条件的各临近小区，所述判定条件的判定公式为：/nmin(RN)>0/n /n式中，ΔRSRP(i)_ψD表示i时刻的临近小区ψ的RSRP值与当前服务小区D的RSRP值的差值，其中QB(i)为i时刻的切换迟滞门限值,RSRP(ψ)_i为i时刻的符合判定条件的临近小区Ψ的接收信号强度RSRP值，RSRP(D)_i为i时刻的当前服务小区D的RSRP值；/nC、在符合判定条件的各临近小区中选择最优的临近小区触发切换。/n