一种用于交通路口的数据采集装置及其采集方法

本发明涉及交通路口数据采集，尤其涉及一种用于交通路口的数据采集装置及其采集方法。

背景技术：

1、智能交通系统(i ts)自20世纪80年代起，随着计算机技术的快速发展而逐步兴起。初期，该系统主要关注于通过交通信号控制优化来提高路网的出行效率，同时引入了一些基础设施如车辆检测器和视频监控等，用于收集交通数据并监控道路情况。进入21世纪，随着互联网的普及和无线通信技术的发展，交通数据的获取和处理变得更加便捷，智能交通系统也进入了一个全新的发展阶段。在智能交通系统中，数据采集装置是获取实时交通信息的核心设备。它们通过采集交通流量、车速、车辆类型等关键数据，为交通管理者提供决策支持，同时也为公众提供实时的交通信息，帮助人们规划出行路线，减少交通拥堵和事故。

2、现有技术中，难以对采集后的数据进行保护，即难以保护数据的完整性，难以确保收集到的数据准确可信，可能会因为数据篡改或错误而影响交通决策的正确性和可靠性，因此，需要提出一种用于交通路口的数据采集装置及其采集方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中，难以对采集后的数据进行保护，即难以保护数据的完整性，难以确保收集到的数据准确可信，可能会因为数据篡改或错误而影响交通决策的正确性和可靠性的缺点，而提出的一种用于交通路口的数据采集装置及其采集方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种用于交通路口的数据采集装置，包括：

4、数据采集模块：负责检测交通路口的各种数据；

5、数据处理和存储模块：负责对采集的数据进行处理提取关键交通信息，并对数据进行存储；

6、通信模块：负责将采集到的数据安全实时传输给数据中心或管理平台；

7、所述通信模块包括数据加密单元、身份验证与访问控制单元和数据完整性验证单元，所述数据加密单元负责在数据传输前对数据进行加密处理，所述身份验证与访问控制单元负责验证通信双方的身份，防止数据泄露或非法使用，所述数据完整性验证单元负责对传输的数据进行完整性验证，确保数据在传输过程中未被篡改。

8、上述技术方案进一步包括：

9、所述数据加密单元采用数据加密算法确保在数据传输过程中数据内容不被未授权的用户获取或篡改，所述数据加密算法具体步骤为：

10、需求分析和选择算法：确定需要加密数据的保护级别，根据实际需求和安全要求，选择适合的加密算法；

11、密钥管理与分发：采用安全的密钥存储方式并使用安全的通道进行密钥的分发；

12、数据加密：将需要加密的数据通过选定的加密算法和密钥进行加密数据传输与存储：将加密后的数据通过安全通道进行传输

13、数据解密：使用相应的解密算法和密钥进行解密后，相关人员可以访问或使用加密数据。

14、所述身份验证与访问控制单元用于验证用户的身份信息，其具体验证步骤为：

15、步骤一：用户输入用户名、密码和数字证书用于身份信息验证，数据接收端接收用户输入的身份验证信息；

16、步骤二：将接收到的信息与预存的验证信息进行比对，检查用户名和密码的匹配度，验证数字证书的签名和有效性；

17、步骤三：用户身份信息验证成功，用户将被允许访问和使用数据，用户身份信息验证失败，用户将被拒绝访问，向用户显示错误信息。

18、所述数据采集模块采用交通流量统计算法统计每个方向实际交通参与者的数量，所述交通流量统计算法的公式为：

19、(q＝\frac{n}{t})

20、其中，(q)代表交通流量，单位为辆/小时或人/小时；

21、(n)代表在时间(t)内通过某一地点交通参与者数量；

22、(t)代表时间，单位为小时。

23、所述数据处理与存储模块包括数据处理单元、数据安全防护单元和安全储存单元，所述数据处理单元采用背景减除算法帮助检测移动物体，将前景从背景中分离，所述背景减除算法的公式为：

24、[i_{\text{foreground}}(x,y,t)＝\begin{cases}i(x,y,t),&\text{if}i(x,y,t)-b(x,y,t)＞\tau\0,&\text{otherwise}\end{cases}]其中，(i_{\text{foreground}}(x,y,t))表示在位置((x,y))和时间(t)的前景像素值；

25、(i(x,y,t))表示在位置((x,y))和时间(t)的当前图像像素值；

26、(b(x,y,t))表示在位置((x,y))和时间(t)的背景图像像素值；

27、(\tau)表示阈值，确定何时将像素记为前景。

28、所述数据安全防护单元负责实时监测数据处理过程中的安全风险，所述安全存储单元对经过处理的数据进行保护存储，防止数据泄露和非法访问。

29、一种用于交通路口的数据采集装置的采集方法，包括如下步骤：

30、步骤一：明确需要采集的数据类型，根据交通路口的特性和重要性，确定数据采集装置的安装位置，并安装数据采集装置；

31、步骤二：通过采集装置和gps定位系统进行实时数据采集，同时将采集到的数据实时同步到数据中心，并进行备份以防数据丢失；

32、步骤三：对采集到的原始数据进行清洗，并将不同采集装置的数据进行整合，形成完整的交通路口数据集；

33、步骤四：对整合后的数据进行统计分析，提取有用的交通信息，将处理后的数据存储云端存储系统中，以便后续的数据分析和应用；

34、步骤五：将采集到的数据实时传输给交通管理部门，相关人员进行身份验证后才能访问和操作数据，便于根据数据做出决策或调整交通管理措施。

35、步骤一中，所述数据类型分为交通流量、车辆速度、车辆类型、行人数量，所述采集装置包括传感器、摄像头、gps定位设备。

36、本发明具备以下有益效果：

37、1、本发明中，通过通信模块中设置的数据加密单元、身份验证与访问单元和数据完整性验证单元可以对通信双方的身份进行验证，且同时可以保证数据在传输过程中不被篡改，保护数据的完整性，确保收集到的数据准确可信。

38、2、本发明中，通过设置的数据安全防护单元可以实时监测数据处理过程中的安全风险，确保数据的安全性和完整性，且可以对异常数据进行标记和处理，防止对交通管理和决策造成不良影响。

技术特征：

1.一种用于交通路口的数据采集装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于交通路口的数据采集装置，其特征在于，所述数据加密单元采用数据加密算法确保在数据传输过程中数据内容不被未授权的用户获取或篡改，所述数据加密算法具体步骤为：

3.根据权利要求1所述的一种用于交通路口的数据采集装置，其特征在于，所述身份验证与访问控制单元用于验证用户的身份信息，其具体验证步骤为：

4.根据权利要求1所述的一种用于交通路口的数据采集装置，其特征在于，所述数据采集模块采用交通流量统计算法统计每个方向实际交通参与者的数量，所述交通流量统计算法的公式为：

5.根据权利要求1所述的一种用于交通路口的数据采集装置，其特征在于，所述数据处理与存储模块包括数据处理单元、数据安全防护单元和安全储存单元，所述数据处理单元采用背景减除算法帮助检测移动物体，将前景从背景中分离，所述背景减除算法的公式为：

6.根据权利要求5所述的一种用于交通路口的数据采集装置，其特征在于，其特征在于，所述数据安全防护单元负责实时监测数据处理过程中的安全风险，所述安全存储单元对经过处理的数据进行保护存储，防止数据泄露和非法访问。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种用于交通路口的数据采集装置的采集方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种用于交通路口的数据采集装置的采集方法，其特征在于，步骤一中，所述数据类型分为交通流量、车辆速度、车辆类型、行人数量，所述采集装置包括传感器、摄像头、gps定位设备。

技术总结
本发明公开了一种用于交通路口的数据采集装置及其采集方法，涉及交通路口数据采集技术领域，包括：数据采集模块：负责检测交通路口的各种数据；数据处理和存储模块：负责对采集的数据进行处理提取关键交通信息，并对数据进行存储；通信模块：负责将采集到的数据安全实时传输给数据中心或管理平台；通信模块包括数据加密单元、身份验证与访问控制单元和数据完整性验证单元，数据加密单元负责在数据传输前对数据进行加密处理，通过通信模块中设置的数据加密单元、身份验证与访问单元和数据完整性验证单元可以对通信双方的身份进行验证，且同时可以保证数据在传输过程中不被篡改，保护数据的完整性，确保收集到的数据准确可信。

技术研发人员：王露,关英子
受保护的技术使用者：黄淮学院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23