1.一种基于WIFI信号的交通流量检测方法,其特征在于,
通过基于WIFI信号的交通流量检测系统实现,基于WIFI信号的交通流量检测系统包括:
基于WIFI信号的交通流量检测器,包括信号收发模块、信号传输模块和供电模块,所述信号收发模块用于发送WIFI广播,以触发移动设备向周围发送信号;以及用于接收移动设备发送的数据,该数据包括移动设备的标识码;所述信号传输模块用于将接收到的数据发送到数据存储及分析系统;所述移动设备为手机、平板或笔记本;
数据存储及分析系统,用于存储数据并根据所述数据计算交通流量;
通信网络,用于各交通流量检测器与数据存储及分析系统之间的数据传输;
所述信号收发模块包括数据处理子模块,该数据处理子模块用于按照预定格式将移动设备的标识信息、检测器编号和记录时间进行排列并存储于存储器中;
所述检测器编号与特定的位置信息对应,所述数据存储及分析系统根据设备标识信息、检测器编号和记录时间,计算移动设备的位置、移动方向和移动速度;
所述供电模块包括太阳能供电模块和与太阳能供电模块连接的外罩蓄电池,所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、与太阳能电池板连接的逆变器、内置蓄电池和充电控制器;
所述检测器设置有外置供电接口、USB数据传输接口,传输线/光纤接口,以及短波信号传输模块;
还包括检测器支架,所述检测器支架包括检测器安装部、用于将检测器安装部固定于预定位置的固定螺栓,以及太阳能电池支架;所述太阳能电池支架包括第一支架、与第一支架套接的第二支架,以及可转动连接于第二支架端部的太阳能电池安装部;所述检测器安装部的表面设置有高强防划耐候材料,以重量份数计,所述高强防划耐候材料的组分为:熔体速率为30-50g/min的聚丁烯 30-50,PA66 25-40,ABS树脂15-25,酰胺蜡5-10,pp接枝马来酸酐 5-10,钠基膨润土5-10,含环氧活性基团的扩链剂3-5 ,硅灰石5-15,UV944 3-5,KH550 5-10,硅系囊材包覆聚磷酸铵胶囊10-15,稀土 0.5-3.5 ;
若某两个以上的移动设备在预设的时间差内被预设数量的检测器检测到,则数据存储及分析系统将其作为同一移动设备,重新计算交通流;
所述方法包括如下步骤:
通过设置在预定路段的检测器接收移动设备发送的数据信号,获得移动设备的标识信息;将检测器编号、移动设备的标识信息和检测时刻按照预定格式存储并发送到数据存储及分析系统;
根据上述信息及检测器的位置信息,计算交通流量;
所述检测器的空间坐标与路段地图形成映射关系,结合检测器的编号信息,将各检测器收集到的数据映射到路段地图中;
根据应用需求对所述数据进行处理,计算某一路段的交通流量或统计用户的行程;基于标识信息的连接时间和位置,对车流数据进行数据清洗和整理;
通过基于基础规则的自适应检测器生成基础数据自适应检测样本,通过对大量数据进行分析和与实际交通状况的对比;通过基于机器学习拥堵检测器对已有分析样本缺陷进行补偿,提高检测精度;
该存储及分析系统主要分为以下几个子系统:
分布式数据管理系统,检测器存储并传输的数据源中含有检测器编号、信号接收时间、设备MAC地址等信息,根据计算需要,需要对不同类型数据进行筛选、读取,因此系统需要支持对不同数据关键字的快速识别与数据检索功能;
高性能运算系统,数据的传输、分类、检索、交互和分析需要处理器引擎支撑,采用高性能并行计算系统,可以为检测数据的实时分析提供强有力的支持;
数据传输系统,检测数据传输、大数据交互和挖掘、检测算法检测报表生成等都需要对存储的数据源进行提取和分析,为此需要保证数据的高效传输,目前有线传输方式下,采用光纤进行传输能够保证传输效率达到8GB/S以上,已能够满足数据交互需求;
数据信息分析系统,该系统由服务支援子系统和中央处理子系统构成;
服务支援子系统用于提供复杂任务处理功能,包括数据映射、优化处理、统计分析和评价,在这个子系统包含四个重要的模块:地理空间的映射,映射算法,统计计算器和绩效评审;
地理空间映射,为了能够在后期数据处理中,将数据处理结果一一对应与高速公路路段,在数据处理前期,需要对各检测器进行定位;而通过分布于高速公路网的检测器获取的数据中,并不包含检测器所在空间位置的坐标信息;为了弥补这方面的信息缺失,在系统建立初期,就需要将检测器空间网络分布图、高速公路网分布图载入系统中,并配合数据流中的检测器编号信息,将通过不同检测器收集到的数据映射至高速公路网;
映射算法是决定检测器、高速公路路段和交通流量检测的核心,映射算法的优劣直接影响到三者之间的匹配度,在数据映射过程中需要注意检测器分布网与高速公路网的映射关系,检测数据流与检测器的映射关系以及经过初步数据分析的中间结果、节点结果和检测器间的映射关系;
统计计算器用于对经过初步数据处理的中间结果和节点结果进行统计分析,按不同应用需求,对同一个检测器在t时刻所接收到的信号量、在Δt时间内所接收到的信号量;对不同检测器,同一个信号MAC地址出现的时间点信息等进行统计分析,并将该信息输入至检测器中进行检测分析;
绩效评审,通过对同一个检测器中检测信号的分析,可分析在同一时刻内的信号通过量即瞬时信号通过量,通过对Δt时间范围内的信号通过量分析,可获得在该段时间范围内的平均信号通过量,通过对同一个信号在不同检测器中出现的时刻变化,可以分析该信号的平均移动速度;结合以上几点信息,可对节点流量信息,节点拥堵状况进行初步分析,输出该段拥堵状况报表;
检测器采集的数据经过蜂窝网发送到原始数据数据池,即大数据云存储系统的一部分,原始数据经过数据过滤和特征分析后存入大数据云存储系统中的中间结果数据池,经过特征分析器处理之后的数据进入节点结果收集器,对数据进行进一步处理,处理结果送入大数据云存储系统中的节点结果数据池,并通过数据评价器对其进行处理;
检测器分布信息和道路网分布信息通过地理空间映射器进行处理,处理结果送入数据过滤器和/或特征分析器;同时,大数据云存储系统中的中间结果数据池和节点结果数据池中的数据送入映射优化器,经过优化后对地理空间映射器中的数据进行优化修正;在数据统计部分,大数据云存储系统中的数据和实际道路交通流量数据通过统计计算器进行处理,包括采用基于基础规则的自适应网络检测器对数据进行训练,同时采用基于机器学习的拥堵检测器对数据进行优化处理,通过性能评审,返回训练数据,不断优化统计结果;
中央处理子系统连接着大数据云存储系统与服务支援子系统,该系统是交通流量检测系统的核心,每次系统初始化,中央处理子系统都会实时运行,它从原始细胞活动数据源中提取数据特征,并通过服务支援子系统的基础服务支撑,对交通链路情况进行检测和评估;
同时该系统生成的中间数据结果会存入云存储系统中,已被后期进一步的数据分析和数据挖掘。