一种数字孪生基座的使用方法与流程

本发明涉及智慧交通，具体为一种数字孪生基座的使用方法。

背景技术：

1、随着人口的不断增长和城市化的不断推进，城市交通问题日益突出。交通拥堵、环境污染、交通事故等问题已成为制约城市可持续发展的重要因素。在这样的背景下，数字孪生技术应运而生，为城市交通管理带来了新的可能性。数字孪生是指利用数字技术建立虚拟世界，通过对物理世界的实时监测、分析和模拟，实现对物理世界的精准管理和优化，数字孪生技术可以应用于多个领域，如智慧城市、智能制造、物联网等。

2、cn202110661390.7的专利公开了一种基于数字孪生技术的城市道路在线微观仿真方法及系统，包括以下步骤：对不确定因素的短时交通参数进行预测，利用数字孪生技术及其智能分段算法实现多个关联交通信号下的逐段分解；基于相关性分析交通拥堵判别与预警；通过数字孪生技术对城市道路在线缓堵诱导的动态交通进行分配建模，基于拥堵关联区域判别方法建立的多个网络分区；对计及参数预测不确定性的城市道路交通诱导策略进行优化，能够利用数字孪生技术，为交通部门管理日益复杂的城市交通网络提供缓堵策略的决策支持，有利于缩小复杂网路交通控制研究的问题规模，降低了平台的二次开发难度，解决了交通应用场景多样化产生的矛盾。

3、上述专利的方法在实际使用过程中，并不能根据交通流量变化调整信号灯时长，导致不能优化城市道路的交通流动，同时由于城市交通容易受天气和道路施工的影响造成堵塞，因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种数字孪生基座的使用方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种数字孪生基座的使用方法，通过结合天气情况和道路施工情况对信号灯进行智能调度，能够更准确的了解城市道路的交通流量信息，有效缓解城市交通拥堵现状，避免交通堵塞，减少交通事故的发生，通过共享数据库提供数据共享的平台，使得不同部门可以共享数据资源，提高数据的利用效率，保证了数据共享的安全性，通过对共享数据库内的数据进行备份，减少网络传输，实现了数据调用的无延迟同步，避免突发意外造成共享数据库正在工作时被迫终端，保证了共享数据库的正常使用，解决了上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数字孪生基座的使用方法，包括以下步骤：

3、s1：通过数据收集系统实时监测城市各个路段的交通数据信息，并将监测的信息储存，同时接收不同部门所上传的交通数据信息，并将上传的信息储存，并对实时监测模块监测和接收的交通数据信息进行整合分类。

4、s2：根据数据收集系统所收集的信息通过交通规划系统建立对应的交通流量模型，结合天气因素以及道路施工情况对各路段的信号灯进行智能调度，交通规划系统通过建立交通流量模型对城市交通进行规划完成后，将信息传递至数据共享系统。

5、s3：数据共享系统对数据进行储存并建立共享数据库，提供相应的数据共享需求，并对共享的数据信息和共享数据的调取时间进行储存。

6、s4：共享数据库内的数据在进行储存时，同时传输至备份系统进行备份，当共享数据库出现故障时，直接切换至备份系统继续工作。

7、s5：当数据上传至共享数据库时，评估分析系统根据上传的交通数据信息进行实时分析及评估，对城市道路所面临的风险进行实时预测，对存在风险的路段做出相应的安全措施。

8、优选的，所述数据收集系统，具体包括：

9、实时监测模块，用于实时监测城市各个路段的交通数据信息，并将监测的信息储存，同时接收不同部门所上传的交通数据信息，并将上传的信息储存，并将监测和上传的交通数据信息传递至数据分类模块，城市的交通数据信息包括交通流量、车辆行驶轨迹数据、气象数据和道路施工情况。

10、数据分类模块，用于对实时监测模块监测和接收的交通数据信息进行整合，并按照交通流量、车辆行驶轨迹数据、气象数据和道路施工情况进行分类并生成相应的资源目录。

11、优选的，所述评估分析系统，包括：

12、分析模块，用于根据所监测的交通数据信息及不同部门上传的交通数据信息对城市交通安全风险情况进行分析。

13、评估模块，用于根据分析模块的分析结果进行安全风险评估并进行相应的风险预测，根据评估和预测的结果制定相应的交通安全管理策略。

14、优选的，所述交通规划系统，包括：

15、信息计算模块，用于根据城市的交通数据信息计算各路段车辆通过的速度及通过所需时间。

16、信息计算模块，具体包括：

17、平均速度计算模块，根据交通流量计算车辆通过各段道路所需平均速度。

18、平均速度计算模块，具体包括

19、根据交通流量结合当前天气计算各个路段车辆通过所需的平均速度。

20、根据交通流量结合道路施工情况计算和各个路段车辆通过所需的平均速度。

21、行驶时间计算模块，根据车辆通过各段道路所需平均速度计算车辆通过各段道路所需时间。

22、校验调节模块，用于根据交通信息计算模块所计算的结果，实时校验并修正各段道路交通信号并对交通信号灯进行智能调度。

23、优选的，所述交通规划系统的工作流程，具体包括：

24、通过数字孪生技术建立对应的交通流量模型。

25、根据车辆行驶的平均速度计算各路段车辆通过所需的时间，根据车辆通过所需要的时间对各路段的信号灯进行智能调度。

26、将实时监测模块采集到的各个路段不同时间段内的车流量大小，并各个路段不同时间段内车流量信息传输到信息计算模块。

27、信息计算模块根据车流量信息结合采集时间段的天气情况和各个路段的施工情况，计算各个路段车辆行驶的平均速度和通过所需时间。

28、预测校验模块根据计算的结果结合当前信号灯的点亮时长做出相应的调整。

29、优选的，所述数据共享系统，具体包括：

30、共享数据库，用于根据数据信息的资源目录，对分类好的数据信息配置对应的数据集。

31、秘钥模块，用于将多个数据集之间通过分布式数据集进行关联，并对关联后的多个数据集进行储存和对数据集设置对应的秘钥。

32、数据共享模块，用于接收对共享数据库内的数据共享请求，并根据共享请求调度对应的共享数据，然后与调用者之间进行数据共享安全验证，调用者解密完成后，将需要共享的数据传输至发出共享请求的终端。

33、数据共享模块，具体包括：

34、接收模块，用于接收共享数据的调用命令，并根据调用命令在共享数据库内进行对应的数据检索。

35、发送模块，用于对检索到的数据进行发送，并对调用的信息进行记录储存。

36、优选的，所述数据共享系统的共享流程，具体包括：

37、当需要进行数据共享时，调用者通过数据共享模块接收数据共享请求，根据数据共享请求在数据库内进行数据检索。

38、检索到所需的共享数据后，向调用者发起安全验证，调用者通过设置的秘钥进行安全验证。

39、验证完成后数据共享模块将检索到的共享数据发送给调用者，同时记录调用者的信息及数据调取的时间和共享的数据信息。

40、优选的，所述备份系统，具体包括：

41、构建异地容灾群，将共享数据库中的数据实时同步至异地容灾集群进行备份；

42、当检测到共享数据库中的数据发生故障时，获取当前共享数据库所进行的数据业务；

43、根据当前共享数据库所进行的数据业务，启动异地容灾集群内与之对应的数据业务，将共享数据库自动切换至异地容灾集群继续工作。

44、优选的，当检测到共享数据库中的数据发生故障时，获取当前共享数据库所进行的数据业务，包括：

45、在每个单位监控时段内实时监测所述共享数据库是否发生故障，并在所述单位监控时段结束时刻，统计当前单位监控时段内的共享数据库的发生故障的次数；

46、利用所述当前单位监控时段内的共享数据库的发生故障的次数和阈值调整策略，对预设的所述共享数据库对应的运行稳定性阈值进行调整，获得调整后的运行稳定性阈值；

47、在下一个单位监控时段内，根据共享数据库的故障出现次数，利用所述故障出现次数获取共享数据库的运行稳定性指标，并在所述运行稳定性指标低于调整后的稳定性阈值时，进行异常报警；其中，所述运行稳定性指标通过如下公式获取：

48、

49、其中，q表示运行稳定性指标；c0表示当前单位监控时段内的共享数据库的发生故障的次数；n表示当前已经历的完整的单位监控时段的个数；m表示除了当前已完成的单位监控时段之外的已经历的完整的单位监控时段的个数；ci表示第i个已完成的单位监控时段对应的共享数据库的发生故障的次数。

50、优选的，所述阈值调整策略，包括：

51、当所述当前单位监控时段内的共享数据库的发生故障的次数为c0≤2时，则不进行阈值调整；

52、当所述当前单位监控时段内的共享数据库的发生故障的次数为2<c0≤5时，则阈值调整如下：

53、

54、其中，qy1表示当前单位监控时段内的共享数据库的发生故障的次数为2<c0≤5时对应的调整后阈值；k表示已经历的完整的单位监控时段中，共享数据库的发生故障的次数为2<c0≤5的单位监控时段的个数；cj表示第j个共享数据库的发生故障的次数为2<c0≤5的单位监控时段内共享数据库的发生故障的次数；n表示当前已经历的完整的单位监控时段的个数；ci表示第i个已完成的单位监控时段对应的共享数据库的发生故障的次数；

55、当所述当前单位监控时段内的共享数据库的发生故障的次数为5<c0时，则阈值调整如下：

56、

57、其中，qy2表示当前单位监控时段内的共享数据库的发生故障的次数为5<c0时对应的调整后阈值；t表示已经历的完整的单位监控时段中，共享数据库的发生故障的次数为5<c0的单位监控时段的个数；cf表示第f个共享数据库的发生故障的次数为5<c0的单位监控时段内共享数据库的发生故障的次数；n表示当前已经历的完整的单位监控时段的个数；ci表示第i个已完成的单位监控时段对应的共享数据库的发生故障的次数。

58、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

59、1、本发明通过评估模块对城市的各个道路进行安全风险评估和风险预测，整合了城市交通流量数据、车辆行驶轨迹数据、气象数据和道路施工情况等多种交通数据，实现对城市交通情况的实时监测和分析，保证了分析和评估的准确性，结合天气情况和道路施工情况对车辆的平均行驶速度进行计算，根据计算的平均速度计算车辆通过各个路段的时间，根据通过时间对信号灯进行智能调度，能够更准确的了解城市道路的交通流量信息，有效缓解城市交通拥堵现状，避免交通堵塞，减少交通事故的发生。

60、2、本发明通过共享数据库提供数据共享的平台，使得不同部门可以共享数据资源，提高数据的利用效率，同时设置相应的安全验证，进一步保证了数据共享的安全性，通过构建异地容灾群，对共享数据库内的数据进行备份，减少网络传输，实现了数据调用的无延迟同步，避免突发意外造成共享数据库正在工作时被迫终端，保证了共享数据库的正常使用。