感知设备监控构件在智能交通中的应用研究

摘要

进入21世纪以来,随着我国经济的高速发展,交通的发展已经无法满足人们对于交通的要求,许多城市出现了交通拥堵、交通事故频发等一系列的问题。物联网的出现,特别是智能交通系统的发展为这一问题提供了解决方案。智能交通系统综合了先进的信息技术、无线通信技术、电子控制技术以及计算机处理技术,它虽然不能扩展道路的长度,但是它能通过现代高科技的手段实时掌握道路车辆信息,通过车辆信息的反馈,引导车辆选择畅通的道路,达到缓解交通拥堵、降低交通事故发生率的目的。 智能交通系统要求通过大量的室外传感器等感知设备收集公路及街道上的实时信息,这些室外传感器等感知设备稳定的工作状态保障了智能交通系统的顺利运行。感知设备长期处于室外、经常受到各种因素的干扰,稳定的工作状态很难保证。经过研究发现,为了保证感知设备稳定的工作状态,需要解决感知设备的几个问题:是否能正常开启、是否在工作过程中非正常的停止服务、数据传输是否准确和是否位置移动。针对上述问题,本文提出了感知设备监控构件模型,实时监控感知设备的工作状态,保障交通的顺利运行。 本文将感知设备监控技术与构件技术相结合,提出感知设备监控构件模型。把构件技术应用于感知设备监控领域,可以发挥构件技术复用性高、快速构建的优点,提高感知设备监控构件模型面对不同业务需求的应变能力,提高模型的适应性和可扩展性,加速软件系统的开发,降低软件开发成本。 本文首先简要介绍了感知设备监控构件在研究过程中运用的几种相关技术,主要有构件技术、TCP和UDP编程技术、规则引擎、CometD技术、J2EE技术、自定义表单和元数据等。构件技术提高了软件的复用性,使监控系统能够为更多的项目服务;TCP和UDP编程技术是监控系统的设计和开发必须运用的技术;规则引擎把业务逻辑和程序开发分开,提高了系统的灵活性和可维护性,更便于开发人员理解系统的业务逻辑;CometD技术优化了客户端与服务器的通信过程,使应用系统更具有实时性;J2EE、自定义表单技术和元数据技术的运用,能够从全局把握系统的设计,让开发人员更容易掌握系统的实现过程,这样就能用最小的资金解决最大的问题。 然后,本文研究了感知设备监控构件的核心问题,设计了通信协议、报文协议和动作指令执行模式。通信协议的设计保障路侧单元RSU和车道控制器间的通信;报文协议设计了RSU报文、抓拍报文、服务状态报文,这些报文能够保障路侧单元RSU、车载设备OBU、中心服务器间的协同工作,监控RSU、OBU、摄像头等感知设备的工作状态;动作执行模式设计了客户端浏览器发送的感知设备状态查询执行和心跳检测指令在中心服务器、站点服务器、感知设备间的执行模式。 之后,本文将感知设备监控构件应用于中创软件承建的武汉路桥ETC系统中,介绍了感知设备构件在项目中的部署和实际操作过程。通过实际项目的应用,验证了感知设备监控构件具有良好的性能。 最后,简要总结和说明本文的重点研究工作和今后的研究展望。感知设备监控构件在实际运用中虽然取得了一定的成果,但是也存在着不足之处,比如构件在项目的配置过程比较繁琐,难于简便配置;监控过程的实时性不强,还存在着改进的余地。这些不足之处还需要继续完善。

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第一章 绪论

1.1 研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的内容和结构

第二章 感知设备监控构件相关技术

2.1 构件技术

2.2 TCP、UDP编程技术

2.3 规则引擎

2.4 CometD技术

2.5 J2EE技术

2.6 自定义表单

2.7 元数据

2.8 本章小结

第三章 感知设备监控构件的研究

3.1 需求分析

3.2 通信协议设计

5.8GHz DSRC

5.8GHz DSRC

3.3 报文设计

3.4 动作指令执行模式设计

3.5 本章小结

第四章 感知设备监控构件在武汉路桥ETC项目中的应用

4.1 项目介绍

4.2 感知设备监控构件的部署

4.3 感知设备监控构件的应用

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 论文所做的主要工作

5.2 论文创新点

5.3 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加科研情况

致谢