基于LoRaWAN的智能交通信息服务系统设计与验证

发布时间：2020-03-19 11:32

【摘要】：智能交通信息服务系统作为智能交通建设的重要一环,能够为出行提供更全面的智能交通信息服务,方便出行者和管理者实时、准确掌控道路交通信息。然而现有的交通信息服务机制不能满足现在快速发展的社会需求,存在服务单一、智能化服务水平低等问题。因此,本文基于LoRaWAN无线通信协议搭建了智能交通信息服务系统,该系统能够智能完成从底层的传感器网络获取交通数据信息,通过中央控制器对交通数据进行处理与分析,最后在前端网页实现交通数据的发布,使用户能够实时查看城市交通数据信息,提高城市路网的通行效率。本文主要工作有:(1)提出了基于LoRaWAN无线通信的智能交通信息服务系统的三层设计架构:包括底端数据采集的感知层,数据信息传输、处理的传输控制层和信息发布的应用层。通过搭建在城市交通环境中的无线传感器形成数据采集网络,之后采集的交通数据通过系统中的LoRa无线通信网络将数据信息进行汇集上传至中心服务器层,形成云端数据。中心服务器将交通数据信息进行处理和分析,最后由应用层将交通数据信息进行发布。(2)实现了智能交通信息服务系统的各层设计,完成交通信息服务系统平台的搭建。在交通信息服务系统平台搭建的过程中,首先针对不同的交通场景,设计了不同的信息采集终端;其次基于LoRaWAN通信协议实现交通数据信息的无线转发;最后设计了交通信息服务系统的中心服务器和前端信息发布界面,实现在服务器中对交通数据的处理和分析,在前端信息发布界面中实现对交通数据信息的实时发布。(3)在智能交通信息服务系统中加入智能停车诱导算法,基于出行者主观判断和客观判断的综合考虑,采用灰色关联理想解的多属性决策算法实现智能停车服务最佳车位的选择和到达车位的路线精确诱导;此外,为使智能交通信息服务系统的道路通行效率提高,基于智能交通信息服务系统中城市路口车流量数据信息,建立了以路口滞留车辆数量为性能指标,完成交通信号灯配时优化的控制模型。并采用遗传算法对该模型中交通灯的绿灯配时进行仿真对比验证,实现了路口滞留车辆数量的减少,提高路口通行效率。
【图文】：

网络架构

与 LoRa 网关进行单跳的方式进行数据通信。LoRa 采用的扩频通信传输技术，不同速率之间不会产生相互干扰[13]。LoRa 创建了一种“虚拟化”频段来增大网关数据传输容量。LoRaWAN 协议网络通信速率范围为 0.3kbps 至 37.5kbps。同时 LoRa 为了最大化降低功耗以及最大化扩张网络容量，LoRaWAN 通信网络设置了一种速率自适应算法来控制数据传输速率和每一个终端设备的射频输出功率。

沙盘模型,智能交通

图 2-3 智能交通沙盘模型 2-3 所示的智能交通沙盘，可规划出以下几种典型交通场景，比停车场服务信息，，实现停车智能、高效的停车效果；在城市道路进行实时检测，并根据在道路上检测的实时车流在交通路口中对成城市交通的智能出行。针对系统的目标，其智能交通信息服务使用方便：在系统建设完成后，用户在使用时可以方便的打开系制；能够准确的采集系统内交通数据信息：数据获取的准确性能够确够将数据高效、快速的将数据信息传送至中心服务器；稳定性：系统的运行必须保持较高的稳定性，只有这样才能提高
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U495;TN929.5;TP391.44

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