[发明专利]一种基于雾计算的针对车辆的流式监测分析预警系统与方法

摘要

本发明属于智能交通技术领域，一种基于雾计算的针对车辆的流式监测分析预警系统与方法，针对行驶中的车辆收集各车辆的状态数据，并上传至雾设备上的分布式消息队列模块，根据实时数据，用大数据分析方法得到实时路况信息和驾驶员行为模式，及时发现当前驾驶员行为的异常以及车辆是否出现逆行，路况信息和驾驶员行为模式存储到本地存储模块，同时传输给云计算中心中的历史数据存储模块；另外，对未来一段时间的车辆位置和驾驶员的行为进行预测，有助于对未来可能发生的交通事故提前告警。本发明解决了传统车辆安全监测系统时延大、计算中心负载大、网络流量大、容易发生网络拥塞的缺点，提高了公路交通的安全性。

主权项

1.一种基于雾计算的针对车辆的流式监测分析预警系统，其特征在于，所述的基于雾计算的针对车辆的流式监测分析预警系统包括车辆状态采集模块、分布式消息队列模块、实时路况分析模块、实时驾驶行为分析模块、预测模块、本地存储模块、预警模块和历史数据存储模块；车辆状态采集模块布置于各个被监测车辆上用于获取车辆状态数据，车辆状态数据包括来自车辆传感器的数据、来自GPS的位置信息、车身大小、车辆驾驶人、车辆加速度、车辆在机动车道上的状态，车辆状态采集模块周期性地采集车辆状态数据并将数据封装成预定义的JSON格式，发送至分布式消息队列模块；分布式消息队列模块布置于一个以上雾设备上，用于接收来自覆盖范围内各个被监测车辆的车辆状态采集模块发来的实时数据；雾设备为用于进行雾计算的具有存储、网络和计算能力的硬件设施，设置于路边的路边单元或交通信号灯；实时路况分析模块布置于一个以上雾设备上，用于从分布式消息队列模块中获取JSON格式的车辆状态数据，用大数据分析方法汇聚得到实时的区域路况信息，包括区域内总的车辆数、车辆密度、车辆平均速率以及平均通过时长，并将汇聚后的区域路况信息发给本地存储模块和历史数据存储模块；实时驾驶行为分析模块布置于一个以上雾设备上，用于从分布式消息队列模块中获取JSON格式的车辆状态数据，分析当前驾驶员行为模式，与本地存储模块中缓存的驾驶人的驾驶行为模式进行对比，如果在本地存储中没有记录，则从历史数据存储模块中读取该驾驶人的行为模式，如果发现驾驶人行为存在异常，则上报给预警模块，同时用新采集的数据更新驾驶人的行为模式；实时驾驶行为分析模块实时地分析车辆之间的相对速度，把车速与周围平均车速偏离较大的车辆上报给预警模块；实时驾驶行为分析模块实时比较车辆的行驶位置是否在其行驶方向的车道范围之内，将发现的逆向行驶行为上报给预警模块，不同方向的车道分割线存储在本地存储模块中；预测模块布置于一个以上雾设备上，其从分布式消息队列模块中读取JSON格式的车辆状态数据，结合从本地存储模块或历史数据存储模块读取的驾驶人行为模式，预测未来一段时间车辆的位置以及所有驾驶员行为模式中的异常，用于给驾驶员提供车辆事故发生的预警信息，同时为驾驶员提供可靠行驶的依据；本地存储模块布置于一个以上雾设备上，其用于存储三个方面的数据，一是记录区域路况信息，包括车辆数量、车辆密度、车辆平均速度和车辆平均通过时长；二是记录车辆驾驶人员的行为模式，对于超过七天没有再次通过该区域的驾驶人，则从本地数据存储模块中删除该驾驶人信息；三是记录对向车道的分割线位置；预警模块布置于一个以上雾设备上，用于接收来自实时驾驶行为分析模块和预测模块的信息，负责根据接收到的信息，向车内驾驶员实施报警；历史数据存储模块布置在云数据中心中，用于存储历史路况信息以及所有驾驶人的行为模式。