数字孪生城市物联网数据集成与处理系统的制作方法

本发明涉及数字孪生领域，尤其涉及一种数字孪生城市物联网数据集成与处理系统。

背景技术：

1、通过部署在城市各个角落的传感器和监控设备，实现对城市运行状态的实时感知和监测，实现技术的融合和应用，使得数字孪生城市能够实现更加精细化、智能化的管理，提高城市运行效率，促进城市的可持续发展。

2、中国专利申请号为cn118428121 b的专利文献公开了一种城市级数字孪生交通系统，包括：数据规划及推送单元，配置为获取第三方路测监控设备的数据，第三方路测监控设备的数据包括真实空间中的道路数据和车辆数据；车辆模型模块，配置为在虚拟三维场景中制作车辆的模型数据；模型场景空间坐标匹配模块，配置为获取所述数据规划及推送单元及所述车辆模型模块的数据，将道路模型进行空间位置校准，使真实空间中的道路数据与道路模型坐标匹配；数据融合模块，配置为将道路划分多个子路段，获取各子路段中第三方路测监控设备的数据，对获取的数据进行插值计算，以动画的形式进行展示，执行动画，实现交通车辆虚实映射的展示。

3、现有技术中并未对交通信号灯与道路进行分析，从而对城市交通管理系统的通行效率并没有改善。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种数字孪生城市物联网数据集成与处理系统，可以通过对交通信号灯以及人车在路口通行情况进行分析进而调整绿灯显示时长以解决城市交通低效率的运转问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种数字孪生城市物联网数据集成与处理系统，该系统包括：

3、平均速度确定模块，用以根据初始绿灯时长内的第一待通行群体人车通行情况确定实际通行平均速度；

4、临时时长确定模块，与所述平均速度确定模块连接，用以根据所述实际通行平均速度和第二待通行群体人车占比确定所述待通行群体的临时绿灯时长；

5、统计模块，与所述临时时长确定模块连接，用以统计在所述临时绿灯时长内的待通行群体的实际通行数量，并根据实际通行数量确定待通行群体的实际通行速度；

6、目标时长确定模块，与所述统计模块连接，用以基于第三待通行群体中的通行目标所在位置确定所述第三待通行群体的目标绿灯时长；

7、数据集成模块，与所述目标时长确定模块连接，用以将所述目标绿灯时长集成统一数据，数据集成模块通过物联网技术连接至后台，用以在所述目标绿灯时长出现异常情况下，通过定位确定具体信号灯位置。

8、进一步地，所述平均速度确定模块包括：

9、数据采集单元，包括若干分别设置在对应所述交通信号灯上的视频监控器，用以分别采集各交通信号灯在所述初始绿灯时长内第一待通行群体人车通过对应路口所需的时长；

10、平均速度确定单元，与所述数据采集单元连接，基于所述时长与人车通行路程确定实际通行平均速度。

11、进一步，所述临时时长确定模块包括：

12、数量统计单元，用以根据交通信号灯上红外传感器采集的数据统计所述第二待通行群体的人车数量；

13、通行比例设置单元，与所述数量统计单元连接，根据所述人车数量设置通行比例，基于所述通行比例确定群体人车的预设通行数量；

14、绿灯时长确定单元，与所述通行比例设置单元连接，根据所述预设通行数量中预设目标通行距离与所述实际通行平均速度确定临时绿灯时长。

15、进一步地，所述绿灯时长确定单元包括：

16、监测子单元，通过所述红外传感器对所述预设通行数量进行监测，根据监测结果利用大数据分析所述预设通行数量的预设目标通行距离；

17、时长确定子单元，与所述监测子单元连接，基于所述预设目标通行距离与所述实际通行平均速度计算所述临时绿灯时长。

18、进一步地，所述通行比例为：

19、所述通行比例包括车辆通行比与行人通行比，所述车辆通行比为绿灯开始至结束时段内，分配给车辆的通行数量，所述行人通行比为绿灯开始至结束时段内，分配给行人的通行数量，所述车辆通行比与行人通行比相加为1。

20、进一步地，所述统计模块包括：

21、实际数量统计单元，通过所述视频监控捕捉临时绿灯时长内的待通行群体的实际通行数量；

22、通行速度确定单元，与所述实际数量统计连接，用以根据所述实际通行数量中实际目标通行距离与所述临时绿灯时长确定实际通行速度。

23、进一步地，所述通行速度确定单元包括：

24、根据所述实际目标通行距离除以所述临时绿灯时长计算得出实际通行速度。

25、进一步地，所述目标时长确定模块包括：

26、定位标记单元，根据视觉技术识别所述第三待通行群体中的通行目标所在位置，基于所述通行目标所在位置，追踪通行目标运动轨迹；

27、目标时长确定单元，与所述定位标记单元连接，基于所述通行目标运动轨迹与实际通行速度确定所述第三待通行群体的目标绿灯时长。

28、进一步地，所述通行目标运动轨迹为：

29、所述通行目标运动轨迹是通行目标起始于路边的初始位置，直至完全穿越马路到达对面的轨迹。

30、进一步地，所述数据集成模块包括：

31、物联网设备部署单元，在城市的交通信号灯上安装传感器，以收集所述目标绿灯时长；

32、数据集成单元，与所述物联网设备部署单元连接，利用数据融合技术将城市中所有交通信号上所述目标绿灯时长集成统一数据；

33、定位异常单元，与所述数据集成单元连接，对所述统一数据进行检测，若所述目标绿灯时长出现异常时，则通过定位确定具体信号灯位置。

34、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过初始绿灯时长内第一待通行群体通行情况，计算出实际通行平均速度作为数据收集基础，为后续的分析和调控提供了关键参数，用以根据实际通行平均速度和第二待通行群体人车占比，动态调整绿灯时长为临时绿灯时长，灵活调整机制能够确保在保障第一群体基本通行需求的同时，尽可能多地让第二群体通行，从而优化整体交通流，在临时绿灯时长内，系统统计待通行群体的实际通行数量，并据此计算出实际通行速度，进一步验证了调整效果，并为后续的优化提供了反馈，基于实际通行速度和第三待通行群体中通行目标所在位置，系统能够精准地确定目标绿灯时长，有助于避免路口拥堵，提高交通流畅度，利用物联网技术将所有目标绿灯时长数据集成统一，可以实现全局交通信息的实时监控和共享为城市交通管理提供全面的数据支持。

35、尤其，通过记录初始绿灯时长内的第一待通行群体的人车数量所需的时长与所述人车通行路程确定实际通行平均速度为后续分析提供了数据支持。

36、尤其，通过设置人车数量通行比例优化交通流量的分配，基于确定群体人车预设通行数量并根据预设目标通行距离与所述实际通行平均速度确定临时绿灯时长，缓解特定方向的交通压力，提高通行效率奠定基础。

37、尤其，通过监测预设的通行数量，可以更精确地管理交通流量，有助于评估和设置足够的绿灯时间，通过预设目标通行距离与所述实际通行平均速度计算所述临时绿灯时长可以减少车辆和行人的积压，从而减少交通拥堵。

38、尤其，通过设置合理的人车通行比例，有助于平衡交通流量，减少车辆拥堵，提高整体交通流的顺畅度。

39、尤其，通过记录实际通行时长，确保交通信号灯基于真实数据进行优化，通过精确计算实际通行速度，更合理地设置绿灯时长，确保交通流畅，减少不必要的等待和拥堵。

40、尤其，通过实际目标通行距离除以所述临时绿灯时长计算得出实际通行速度，校准精确的实际通行速度并为后续数据的计算提供了准确性。

41、尤其，通过能够识别通行目标的移动路径，有助于更准确地管理交通流，根据通行目标运动轨迹与实际通行速度确定所述第三待通行群体的目标绿灯时长精准地确定目标绿灯时长，提高交通流畅度。

42、尤其，通过准确的轨迹预测为计算精准的目标绿灯时长提供数据支持。

43、尤其，通过实时检测目标绿灯时长，可以确保信号灯系统按照预定程序运行，增强整个交通管理系统的可靠性，减少因信号灯故障导致的交通事故，提高道路安全性。