專利名稱：一種雙源分布式車輛位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于汽車車載網絡通訊領域，具體涉及一種集采用“浮動車輛數(shù)據(jù)”和 “精密式”車輛位置數(shù)據(jù)采集方式的雙源分布式車輛位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
背景技術：
國內汽車環(huán)境的飛速發(fā)展，各種車輛數(shù)量的逐步攀升，對城市的交通狀況帶來嚴峻考驗，應運而生的各種基于城市道路狀況的服務越來越受到重視，但是道路狀況數(shù)據(jù)的采集需要一定的準確度和覆蓋度。目前國內提供基于道路狀況數(shù)據(jù)搜集還基本依賴于GPS 軌跡點位置搜集為核心，使用最為廣泛的方式是基于“浮動車輛數(shù)據(jù)(Floating Car Data, FCD)。該技術主要是通過實時分布在城市中的不斷移動的行業(yè)車輛、私家車輛等來搜集位置點、車輛速度等信息，通過網絡傳輸至業(yè)務數(shù)據(jù)中心，將該類信息匯總融合，獲得基于此的城市實時路況信息。“浮動車輛數(shù)據(jù)”道路交通信息采集技術存在以下問題1、需要數(shù)據(jù)樣本量大，由于FCD技術以“軌跡點”樣本為依據(jù)，需要大量的樣本匯總，車輛數(shù)量在一個系統(tǒng)中要1萬 3萬部，投資成本巨大；2、數(shù)據(jù)樣本準確度不足，由于FCD技術以“軌跡點”樣本為依據(jù)，會出現(xiàn)“GPS位置漂移”，采樣周期數(shù)據(jù)遺漏等問題，導致?lián)藚R總的道路交通狀況不準，對實時路況發(fā)布產生影響。上海雷騰軟件有限公司開發(fā)的“精密式”車輛位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)解決了 FCD技術遇到的上述問題。它將FCD方式在采集前端、網絡數(shù)據(jù)傳輸和采集后端都進行調整，前端通過預處理動作，提高采樣頻率，配合內置矢量地圖，修正和提取出“段樣本”而非“軌跡點樣本”進行上報；網絡數(shù)據(jù)傳輸部分進行數(shù)據(jù)壓縮，攜帶除軌跡點更多的路況信息；后端通過數(shù)據(jù)還原，將采集樣本調整為需要的匯總數(shù)據(jù)。從而提供一種采集數(shù)據(jù)更加精確、覆蓋密度更大的車輛位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。但在實際的商業(yè)運維和部署條件下，“精密式”車輛位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)遇到了現(xiàn)實問題1、“精密式”車輛位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以部署在新的客戶服務領域，然而舊有的客戶服務領域仍然要求保留FCD數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，產生了替換成本；2、被保留的FCD數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)被客戶要求按照多節(jié)點方式部署，解決統(tǒng)一部署時帶來的大數(shù)據(jù)量傳輸和匯總處理給平臺帶來的性能壓力。

實用新型內容本實用新型的目的就在于提供一種雙源分布式車輛位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，解決現(xiàn)有 "FCD數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”部署只能為集中方式的問題，以及“FCD數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”與“精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”的混合部署問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型技術方案為一種雙源分布式車輛位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其包括F⑶數(shù)據(jù)采集前端1、邊緣F⑶數(shù)據(jù)采集平臺2、精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集前端3和中心精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺4 ；邊緣FCD數(shù)據(jù)采集平臺2和中心精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺4分別設置有車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件5 ；邊緣FCD數(shù)據(jù)采集平臺2通過IP數(shù)據(jù)傳輸網絡與中心精密式車輛位置數(shù)據(jù)
3采集平臺4連接；FCD數(shù)據(jù)采集前端1通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸網絡與邊緣FCD數(shù)據(jù)采集平臺2 連接，精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集前端3通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸網絡與中心精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺4連接。所述車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件5，包括F⑶抽取模塊51、采集樣本處理模塊52 和引擎式并發(fā)處理模塊53。所述F⑶抽取模塊51，包括文本方式抽取單元511和數(shù)據(jù)庫方式抽取單元512。所述采集樣本處理模塊52，包括采樣分析過濾單元521、地圖矢量軟件單元522、 數(shù)據(jù)壓縮格式轉換單元523、任務調度單元5M和性能監(jiān)控單元525。上述技術方案的有益之處在于解決了 “FCD數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”部署只能為集中方式的問題以及“FCD數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”與“精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”的混合部署問題，而非簡單的后者替換前者。有效降低了現(xiàn)有國內路況數(shù)據(jù)采集方式帶來的部署高替換投入，部署方式不兼容問題，有效降低了市場對該類產品的投資，滿足了客戶和實際商業(yè)運維需求， 大幅度提升車輛位置數(shù)據(jù)的樣本采集密度，為路況數(shù)據(jù)發(fā)布提供了堅實基礎。

下面根據(jù)附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型的數(shù)據(jù)處理流程圖；圖3是本實用新型車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件的結構示意圖；圖4是本實用新型“引擎”式多線程并發(fā)處理技術原理圖；圖5是本實用新型“校準”及“段樣本”化技術流程圖；圖中，F(xiàn)⑶浮動車輛數(shù)據(jù)；GPRS 通用分組無線服務技術；socket 網絡套接字。
具體實施方式
如圖1所示，一種雙源分布式車輛位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括FCD數(shù)據(jù)采集前端1、邊緣FCD數(shù)據(jù)采集平臺2、精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集前端3和中心精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺4 ；邊緣FCD數(shù)據(jù)采集平臺2和中心精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺4分別設置有車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件5 ；邊緣FCD數(shù)據(jù)采集平臺2通過IP數(shù)據(jù)傳輸網絡與中心精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺4連接；FCD數(shù)據(jù)采集前端1通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸網絡與邊緣FCD數(shù)據(jù)采集平臺2連接，精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集前端3通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸網絡與中心精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺4連接。具體部署方式如下在原有客戶部署節(jié)點處，引入“車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件 5”，保留原客戶部署的FCD數(shù)據(jù)采集平臺2架構不發(fā)生變動，原有客戶部署節(jié)點的FCD數(shù)據(jù)采集前端1仍然將車輛位置數(shù)據(jù)以“浮動車數(shù)據(jù)”采集樣本方式上報至FCD數(shù)據(jù)采集平臺 2，最大限度不影響原有環(huán)境發(fā)生變化。以此類推，當有其它客戶部署節(jié)點時候，只要在其中增加“車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件5”即可。在新增加的客戶部署節(jié)點處部署精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺4，可以提供給新安裝精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集前端3進行上報數(shù)據(jù)樣本。 基于此結構，實現(xiàn)了 FCD數(shù)據(jù)采集平臺2和新的精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺4的無縫融合，而無需由后者完全替代前者。車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件5內置于FCD數(shù)據(jù)采集平臺2和精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺4中，作為數(shù)據(jù)搜集轉換的橋梁，連接兩種格式和采集方式完全不同的系統(tǒng)；同時，可以作為采集數(shù)據(jù)傳輸樞紐，將浮動車數(shù)據(jù)采集平臺2作為邊緣型采集節(jié)點。基于此的分布式部署方式，大幅度提升車輛位置數(shù)據(jù)的樣本采集密度，為路況數(shù)據(jù)發(fā)布提供了堅實基礎。如圖2所示為本實用新型的數(shù)據(jù)處理流程圖，數(shù)據(jù)處理步驟如下步驟SO 精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集前端3上報車輛位置數(shù)據(jù)；步驟Sl :F⑶數(shù)據(jù)采集前端1上報車輛位置數(shù)據(jù)；步驟S2 :F⑶數(shù)據(jù)采集平臺2接收并存儲F⑶采集前端1上報的數(shù)據(jù)，處理后發(fā)布；步驟S3 =FCD數(shù)據(jù)采集平臺2中的車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件5對接收存儲數(shù)據(jù)進行FCD數(shù)據(jù)抽取；步驟S4 =FCD數(shù)據(jù)采集平臺2中的車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件5將數(shù)據(jù)轉換為符合精密式車輛位置采集平臺4所需的格式內容；步驟S5 =FCD數(shù)據(jù)采集平臺2中的車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件5將轉換后的數(shù)據(jù)進行壓縮并發(fā)送至精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺4 ；步驟S6 精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺4中的車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件5接收并還原FCD數(shù)據(jù)采集平臺2傳來的數(shù)據(jù)，同時，精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺4接收精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集前端3上報的數(shù)據(jù)，并匯總融合所有數(shù)據(jù)。圖3所示為車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件5的結構示意圖。它包括F⑶抽取模塊 51、采集樣本處理模塊52和引擎式并發(fā)處理模塊53。車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件5包含“對內，，和“對外，，兩個部分接口。對內部分接口完成的核心業(yè)務是將FCD數(shù)據(jù)采集平臺2中的數(shù)據(jù)進行抽取，抽取的方式取決于客戶部署的FCD數(shù)據(jù)采集平臺2的數(shù)據(jù)存儲方式，可分為xml等文本方式和數(shù)據(jù)庫接口方式。這部分功能主要由FCD抽取模塊51來完成，它包括文本方式抽取單元511和數(shù)據(jù)庫方式抽取單元512。文本方式抽取單元511功能如下提供xml或文本導入接口，讀取其文本格式內容，分析后轉換，緩存至車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件5，供后續(xù)預處理和發(fā)送。數(shù)據(jù)庫方式抽取單元512功能如下提供數(shù)據(jù)庫導入接口，配合ODBC或JDBC方式，讀取數(shù)據(jù)庫相關表記錄，分析后轉換，緩存至車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件5，供后續(xù)預處理和發(fā)送。對外部分接口完成的核心業(yè)務是將處理后的“浮動車數(shù)據(jù)”進行發(fā)送，提供給精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺4進行存儲處理。這部分功能主要由引擎式并發(fā)處理模塊53來完成。引擎式并發(fā)處理模塊53功能包括1、數(shù)據(jù)格式壓縮與還原將“浮動車數(shù)據(jù)”樣本按照比特位轉換，而非使用字節(jié)方式進行網絡傳輸；同理接收后將比特位還原成樣本數(shù)據(jù)。 2、“引擎式”多線程并發(fā)處理車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件充分利用設備的硬件環(huán)境，可以配置跟CPU數(shù)量相同的處理“引擎”，實現(xiàn)大并發(fā)量數(shù)據(jù)報文的發(fā)送，等價于多個“浮動車數(shù)據(jù)”采集前端上報至平臺。在“引擎”內部，對數(shù)據(jù)隊列中位置數(shù)據(jù)包放入不同socket， 實現(xiàn)同時發(fā)送；而轉換成符合精密式車輛位置采集系統(tǒng)格式的數(shù)據(jù)會根據(jù)當時各個“引擎”(CPU)的負載，將發(fā)送任務分配至相關“引擎”，充分發(fā)揮最大處理性能。其“引擎”式多線程并發(fā)處理技術原理如圖4所示。原有的“浮動車數(shù)據(jù)”采集系統(tǒng)只是將前端采集的數(shù)據(jù)樣本直接上報至后端平臺，而數(shù)據(jù)樣本只包含GPS位置點、采集樣本時間，或者根據(jù)GPS位置點和采集樣本時間計算出來的車輛速度。在精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集體系結構中，進行了全方面調整，在采集前端就對數(shù)據(jù)樣本進行了預處理，因此雙源分布式車輛位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件5的一個重要處理模塊就是將“浮動車數(shù)據(jù)”前端采集的數(shù)據(jù)樣本進行“預處理”，將其轉換為精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集架構中后端平臺“識別”的格式內容。這部分功能由采集樣本處理模塊52完成，它包括采樣分析過濾單元521、地圖矢量軟件單元522、數(shù)據(jù)壓縮格式轉換單元523、任務調度單元5 和性能監(jiān)控單元525。采集樣本處理模塊52的數(shù)據(jù)處理流程如下首先處理通過F⑶抽取模塊51處理緩存的“浮動車數(shù)據(jù)”樣本信息，采樣分析過濾單元521配合地圖矢量軟件單元522，將樣本信息做“校準”、“段樣本化”。如圖5所示為 “校準”及“段樣本”化技術流程圖。“浮動車數(shù)據(jù)”樣本的標準采集周期為30秒/次，上報周期為60秒/次，相比于精密式車輛位置采集技術，在樣本精確度和范圍上遠不夠標準，需要 “校準”和“段樣本”化。設置一個閾值，例如處理周期為5分鐘樣本數(shù)據(jù)，“校驗”技術是將 GPS位置點與地圖矢量的位置點對準，由此判斷該點是否為基于道路的“標準點”，非“標準點”數(shù)據(jù)將被屏蔽，解決GPS位置“漂移”和“反向誤報”的問題。在5分鐘周期中的“點樣本”根據(jù)矢量地圖匯聚為“段樣本”，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)樣本平滑性，擴大了樣本數(shù)據(jù)覆蓋密度。其次，數(shù)據(jù)壓縮格式轉換單元523對處理過的數(shù)據(jù)樣本進行壓縮格式轉換，由于 “浮動車”數(shù)據(jù)只包含GPS位置點、采樣時間或者車速基本信息，相比于精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集技術中需要的其它較多信息，例如“路口紅綠燈”、“車行道”等并不能提供，因此可以將此類信息在格式轉換時候根據(jù)傳輸協(xié)議設為變長內容而無需傳輸。此外，數(shù)據(jù)壓縮格式轉換單元523還將“浮動車數(shù)據(jù)”技術中使用字節(jié)定義數(shù)據(jù)內容的方式轉換為按照取值范圍匹配的比特位定義，剔除了不必要的網絡數(shù)據(jù)傳輸浪費，例如相對當前GPS位置的偏移經緯度取值無需再用8個字節(jié)傳輸，而是壓縮為2個16比特位分別代表經度偏移值和緯度偏移值，從數(shù)據(jù)傳輸量上減少了比特位浪費。最后，經過壓縮格式轉換后的數(shù)據(jù)樣本被送入處理數(shù)據(jù)樣本緩沖池，通過任務調度單元5M配合“引擎”性能監(jiān)控單元525，將數(shù)據(jù)樣本放入到空閑的發(fā)“引擎”發(fā)送隊列中。根據(jù)“引擎”性能監(jiān)控的核心調度依據(jù)是1、剩余可用“發(fā)送” socket數(shù)目最大的引擎優(yōu)先調度；2、剩余可用“發(fā)送” socket數(shù)目相同的引擎，上一個發(fā)送周期最短的引擎優(yōu)先調度；3、無可用“發(fā)送” socket的引擎時，“睡眠”固定時間間隔。至此已結合實施例對本實用新型進行了描述。熟悉本領域的人員應當理解，在不脫離本實用新型的范圍和精神的情況下，可以容易地對所述實施例作出各種其它修改。因此，附屬權利要求的范圍并不限于上述說明，而是要廣義地解釋權利要求。
權利要求1.一種雙源分布式車輛位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于包括F⑶數(shù)據(jù)采集前端(1)、 邊緣F⑶數(shù)據(jù)采集平臺O)、精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集前端C3)和中心精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺(4)；邊緣FCD數(shù)據(jù)采集平臺( 和中心精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺(4)分別設置有車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件(5)；邊緣FCD數(shù)據(jù)采集平臺( 通過IP數(shù)據(jù)傳輸網絡與中心精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺(4)連接；F⑶數(shù)據(jù)采集前端(1)通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸網絡與邊緣FCD數(shù)據(jù)采集平臺( 連接，精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集前端C3)通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸網絡與中心精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺(4)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙源分布式車輛位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件(5)，包括F⑶抽取模塊(51)、采集樣本處理模塊(5 和引擎式并發(fā)處理模塊(53)。
3.根據(jù)權利要求2所述的雙源分布式車輛位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述FCD 抽取模塊(51)，包括文本方式抽取單元(511)和數(shù)據(jù)庫方式抽取單元(512)。
4.根據(jù)權利要求2所述的雙源分布式車輛位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述采集樣本處理模塊(52)，包括采樣分析過濾單元(521)、地圖矢量軟件單元(522)、數(shù)據(jù)壓縮格式轉換單元(523)、任務調度單元(524)和性能監(jiān)控單元(525)。
專利摘要本實用新型涉及一種雙源分布式車輛位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括FCD數(shù)據(jù)采集前端(1)、邊緣FCD數(shù)據(jù)采集平臺(2)、精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集前端(3)和中心精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺(4)；邊緣FCD數(shù)據(jù)采集平臺(2)和中心精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺(4)分別設置有車輛位置數(shù)據(jù)采集對接組件(5)；邊緣FCD數(shù)據(jù)采集平臺(2)通過IP數(shù)據(jù)傳輸網絡與中心精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺(4)連接；FCD數(shù)據(jù)采集前端(1)通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸網絡與邊緣FCD數(shù)據(jù)采集平臺(2)連接，精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集前端(3)通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸網絡與中心精密式車輛位置數(shù)據(jù)采集平臺(4)連接。本實用新型有效降低了現(xiàn)有國內路況采集部署方式不兼容問題，滿足了實際商業(yè)運維需求。
文檔編號G08G1/01GK202102592SQ20112020010
公開日2012年1月4日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權日2011年6月14日
發(fā)明者王翔, 白鳳霞 申請人:上海雷騰軟件有限公司