專利名稱：一種道路交通傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的語義編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于道路交通傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種道路交通傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的語義編碼方法。
背景技術(shù)：
中國經(jīng)濟的持續(xù)高速增長、城市人口快速膨脹和機動車保有量的不斷增加，使得城市道路交通需求與道路通行能力供給間的矛盾凸現(xiàn)，城市道路交通擁堵已經(jīng)成為我國很多城市的通病。多年的實踐表明，智能交通系統(tǒng)(ITS, Intelligent Transport System)為解決城市交通問題提出了理論、技術(shù)支持和實踐方向。ITS需要數(shù)字化的信息數(shù)據(jù)，包括道路固定基礎(chǔ)設(shè)施信息(道路幾何條件、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、附屬設(shè)施等)，移動設(shè)備信息(車輛信息、警力信息、實時交通流信息、車載設(shè)備信息等)和交通環(huán)境信息(地理環(huán)境信息、氣象環(huán)境信息)等。這些數(shù)字化的交通信息為管理服務(wù)層系統(tǒng)(如道路安全監(jiān)控系統(tǒng)、信號控制系統(tǒng)、超速檢測系統(tǒng)、交通事件檢測系統(tǒng)等)和用戶服務(wù)層系統(tǒng)(可變信息交通標(biāo)志系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、路徑導(dǎo)航系統(tǒng)等)提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。交通信息的數(shù)字化包括交通系統(tǒng)中物理實體本身的數(shù)字化和物理實體狀態(tài)的數(shù)據(jù)化。物理實體本身的數(shù)據(jù)化涉及到對物理實體本身的編碼，比如道路基礎(chǔ)設(shè)施的編碼、交通誘導(dǎo)標(biāo)志的編碼、道路交通信息的編碼等；物理實體狀態(tài)的數(shù)據(jù)化主要通過傳感器技術(shù)、通信技術(shù)對物理實體狀態(tài)的感知來實現(xiàn)，比如視頻事件檢測系統(tǒng)、微波交通流檢測系統(tǒng)、小型路旁氣象站等，這些系統(tǒng)檢測到的數(shù)據(jù)就表示了交通系統(tǒng)的物理實體狀態(tài)?，F(xiàn)今流行的多種檢測系統(tǒng)(如線圈檢測器系統(tǒng)、視頻檢測器系統(tǒng)、微波檢測器系統(tǒng)以及用于道路環(huán)境檢測的小型氣象站等)都可以看作是整個交通系統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的一部分。隨著ITS在城市交通系統(tǒng)中應(yīng)用的不斷深入，這些檢測系統(tǒng)中的感知設(shè)備及中繼、網(wǎng)關(guān)等設(shè)備作為基礎(chǔ)設(shè)施也成為整個交通系統(tǒng)不可分割的一部分。這些設(shè)備作為交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施在實現(xiàn)交通系統(tǒng)物理實體狀態(tài)數(shù)據(jù)化的同時，也需要其物理實體本身的數(shù)字化，這就需要研究這些感知設(shè)備及中繼、網(wǎng)關(guān)等設(shè)備的編碼問題，即交通系統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點語義的編碼問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種道路交通傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的語義編碼方法，道路交通中的感知設(shè)備、中繼設(shè)備和網(wǎng)關(guān)等設(shè)備的統(tǒng)一編碼問題。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是，一種道路交通傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的語義編碼方法，其特征是所述方法包括:步驟1:根據(jù)道路交通傳感器網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，確定傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的語義編碼結(jié)構(gòu)；步驟2:對傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的語義編碼結(jié)構(gòu)進(jìn)行子域劃分；步驟3:對步驟2劃分的子域進(jìn)行編碼。所述道路交通傳 感器節(jié)點包括道路交通中使用的傳感器、中繼器、接入節(jié)點和服務(wù)器。所述傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的語義編碼結(jié)構(gòu)包括節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)語義、節(jié)點的位置語義和節(jié)點的息語義。所述對傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的語義編碼結(jié)構(gòu)進(jìn)行子域劃分具體是:將節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)語義劃分為:節(jié)點類型域、節(jié)點工作原理域、節(jié)點供電方式域、節(jié)點通信方式域和節(jié)點使用壽命域；將節(jié)點的位置語義劃分為:節(jié)點布設(shè)位置域、節(jié)點位置屬性域和節(jié)點布設(shè)方式域；將節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)語義劃分為:節(jié)點信息類型域、節(jié)點信息子類域、節(jié)點信息空間粒度域和節(jié)點信息時間粒度域。本發(fā)明通過對交通系統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點語義的編碼，初步定義了基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的交通信息的源數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；依據(jù)節(jié)點語義編碼，可以得到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)層次關(guān)系、相對位置變化以及信息屬性差異，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點語義的透明化，從而可以對信息的來源進(jìn)行明確的辨識，為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合和信息發(fā)布提供便利。


圖1是道路交通傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是傳感器網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點語義編碼結(jié)構(gòu)圖；圖3是節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)語義編碼結(jié)構(gòu)圖；圖4是節(jié)點的位置語義編碼結(jié)構(gòu)圖；圖5是節(jié)點的信息語義編碼結(jié)構(gòu)圖；圖6是節(jié)點通信方式域編碼結(jié)構(gòu)圖；圖7是道路上任意位置定位示意圖；圖8是節(jié)點位置域編碼結(jié)構(gòu)圖；圖9是方向的劃分示意圖；圖10是節(jié)點位置屬性域編碼結(jié)構(gòu)；圖11是多功能地磁傳感器網(wǎng)絡(luò)各設(shè)備配置示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對優(yōu)選實施例作詳細(xì)說明。應(yīng)該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。實施例1本發(fā)明提供的道路交通傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的語義編碼方法包括:步驟1:根據(jù)道路交通傳感器網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，確定傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的語義編碼結(jié)構(gòu)。在該步驟中，通過定義交通系統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)并分析其架構(gòu)，結(jié)合節(jié)點編碼結(jié)構(gòu)設(shè)計原則，得出傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點語義編碼結(jié)構(gòu)。交通系統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)定義如下:為獲取交通系統(tǒng)狀態(tài)信息，布設(shè)于交通路網(wǎng)及交通管理部門的并通過無線通信或有線通信方式連接起來的由傳感器、中繼器、接入節(jié)點、月艮務(wù)器等節(jié)點設(shè)備和各類軟件系統(tǒng)組成的集合。面向交通系統(tǒng)狀態(tài)信息獲取的傳感器網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)如圖1所示，在整個交通系統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)中，分布著各層次的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這些設(shè)備承載著不同空間粒度、不同時間粒度、不同類型的交通信息。傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點語義標(biāo)識了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的源數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在節(jié)點語義編碼結(jié)構(gòu)的設(shè)計上，考慮以下三個原則:①完備性:包含節(jié)點相關(guān)信息是否充分，即“我是誰”、“我在哪”、“我能做什么”的語義表示完整性:對節(jié)點信息而言，標(biāo)識出“我能做到什么程度或水平”;③普適性:同一個編碼結(jié)構(gòu)能夠適用于網(wǎng)絡(luò)中各層次的節(jié)點。結(jié)合上述的三個原則及交通系統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的特殊性，傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點語義編碼結(jié)構(gòu)需包含以下三個部分:①節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)語義；②節(jié)點的位置語義節(jié)點的信息語義。步驟2:對傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的語義編碼結(jié)構(gòu)進(jìn)行子域劃分。在該步驟中，通過對傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點語義編碼結(jié)構(gòu)的細(xì)分，對節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)語義、位置語義和信息語義進(jìn)行子域劃分。本發(fā)明對節(jié)點語義編碼做到盡量的全面、精簡。全面是指充分考慮各碼位或碼段所代表物理對象的全面性，盡量包含現(xiàn)有系統(tǒng)需求的各子類，并在增加新項目時，能夠根據(jù)需要擴充，即預(yù)設(shè)保留位；精簡主要指在考慮全面性的基礎(chǔ)上，做到編碼盡可能的精簡，減少過多的冗余，縮短編碼長度，從而節(jié)省代碼存儲空間和傳輸帶寬。傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點語義編碼結(jié)構(gòu)如圖2所示。節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)語義編碼主要包括節(jié)點類型域、節(jié)點工作原理域、節(jié)點供電方式域、節(jié)點通信方式域和節(jié)點使用壽命域。這些編碼域揭示了節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)語義屬性，反映了節(jié)點在交通系統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的自身特征。節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)語義編碼結(jié)構(gòu)如圖3所示。節(jié)點的位置語義主要包括交通系統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的布設(shè)位置及其相關(guān)位置屬性，還包括節(jié)點的布設(shè)方式 等，其編碼結(jié)構(gòu)如圖4所示。節(jié)點的信息語義主要包括節(jié)點的信息類型、信息子類、信息空間粒度和信息時間粒度，這些要素為交通信息的快速辨識提供可靠的實現(xiàn)方式。節(jié)點的信息語義編碼結(jié)構(gòu)見圖5。步驟3:對步驟2劃分的子域進(jìn)行編碼。(I)節(jié)點類型域(WL.1)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點根據(jù)其所處的網(wǎng)絡(luò)層次表現(xiàn)為不同的節(jié)點類型，節(jié)點類型分類及代碼如表I。表I節(jié)點類型域編碼表
代W節(jié)點炎型代W節(jié)點麵
0—終端檢測節(jié)點4匯聚節(jié)點
1—中繼節(jié)點5支隊服務(wù)器
2W關(guān)節(jié)點6中心服務(wù)器
3__接入節(jié)點__7___(2)節(jié)點工作原理域(WL.2)節(jié)點工作原理域主要針對終端檢測節(jié)點設(shè)備及其工作原理進(jìn)行編碼，因為終端檢測節(jié)點的工作原理能夠反映其所處的檢測系統(tǒng)類型以及所檢測到的信息類型，有必要進(jìn)行區(qū)分。節(jié)點工作原理分類及代碼如表2。表2節(jié)點工作原理域編碼表
權(quán)利要求
1.一種道路交通傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的語義編碼方法，其特征是所述方法包括: 步驟1:根據(jù)道路交通傳感器網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，確定傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的語義編碼結(jié)構(gòu)； 步驟2:對傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的語義編碼結(jié)構(gòu)進(jìn)行子域劃分； 步驟3:對步驟2劃分的子域進(jìn)行編碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的語義編碼方法，其特征是所述道路交通傳感器節(jié)點包括道路交通中使用的傳感器、中繼器、接入節(jié)點和服務(wù)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的語義編碼方法，其特征是所述傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的語義編碼結(jié)構(gòu)包括節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)語義、節(jié)點的位置語義和節(jié)點的信息語義。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的語義編碼方法，其特征是所述對傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的語義編碼結(jié)構(gòu)進(jìn)行子域劃分具體是: 將節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)語義劃分為:節(jié)點類型域、節(jié)點工作原理域、節(jié)點供電方式域、節(jié)點通信方式域和節(jié)點使用壽命域； 將節(jié)點的位置語義劃分為:節(jié)點布設(shè)位置域、節(jié)點位置屬性域和節(jié)點布設(shè)方式域； 將節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)語義劃分為:節(jié)點信息類型域、節(jié)點信息子類域、節(jié)點信息空間粒度域和節(jié)點信息時間 粒度域。
全文摘要
本發(fā)明公開了道路交通傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域中的一種道路交通傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的語義編碼方法。包括根據(jù)道路交通傳感器網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，確定傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的語義編碼結(jié)構(gòu)；對傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的語義編碼結(jié)構(gòu)進(jìn)行子域劃分；對劃分的子域進(jìn)行編碼。本發(fā)明通過對各節(jié)點編碼進(jìn)行邏輯運算和數(shù)學(xué)預(yù)算，可以得到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)層次關(guān)系、相對位置變化以及信息屬性差異；可以應(yīng)用于交通系統(tǒng)規(guī)劃與管理、交通信息服務(wù)等領(lǐng)域，為推動交通傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點語義標(biāo)準(zhǔn)化和交通信息共享與交互提供支持。
文檔編號H04L29/08GK103220340SQ20131010390
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者賈利民, 董宏輝, 李海艦, 張毅剛, 徐東偉, 秦勇, 胡月 申請人:北京交通大學(xué)