CN116030630A - 基于网联功能的红绿灯学习*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及红绿灯学***台交互连接，综合服务基站硬件本体上设置有供电电路、核心处理单元、单片机、5G天线、C‑V2X天线、GNSS天线、WIFI天线、RS485接口、RS232接口、网口RJ45接口；红绿灯学***台分为：信息采集层、信息交互层、协同处理层、功能服务层、业务对接层，可安装在空间有限的场合，接线方式简单可提高施工人员的施工效率，一机多用兼容多种复杂应用场景。

Description

基于网联功能的红绿灯学习***

技术领域

本发明涉及红绿灯学习***技术领域，具体涉及基于网联功能的红绿灯学习***。

背景技术

现在车联网先导区的数量正在不断增加，智慧交通在大力发展，对于红绿灯学习***的需求也会也来越高。目前大多数红绿灯为固定切换周期模式，部分红绿灯支持联网功能，但是只能连接到互联网，不能与智能网联车实时互通，也不能和新一代协同式智能交通体系融为一体，在智慧网联***中，红绿灯学习***只能实现单一功能，需要配合其他设备一起使用，且整套设备安装过程中所占空间较大、施工环节较多以及现场调试环节繁琐。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明提供基于网联功能的红绿灯学习***，解决现有红绿灯学习***功能的单一性，整套设备安装过程中所占空间较大，施工环节较多以及现场调试环节繁琐等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于网联功能的红绿灯学***台交互连接，综合服务基站硬件本体上设置有供电电路、核心处理单元、单片机、5G天线、C-V2X天线、GNSS天线、WIFI天线、RS485接口、RS232接口、网口RJ45接口；红绿灯学***台分为：信息采集层、信息交互层、协同处理层、功能服务层、业务对接层。

本发明技术方案的进一步改进在于：供电电路：外部DC12V供电，通过电源管理为其他各硬件提供5V/3.8V/3.3V/1.8V/1.5V电压；

单片机：采集和转发红绿灯信号时间和状态；

核心处理单元：优化单片机转发的时间和状态数据、管理各个通信接口相互之间通信方式，将红绿灯的时间和状态通过单片机记录并传给核心处理单元，再由核心处理单元进行数据优化，最后以有线或无线的通信方式将数据发送发送给智能网联车和云平台；

5G天线：设备与5G基站之间无线通讯，5G天线实现远距离大范围的无线通信网络；

D-V2X天线：车联网无线通讯方式，采用C-V2X技术，是直连通信和蜂窝网通信的结合，由C-V2X天线实现短距离无线通信网络；

E-GNSS天线：定位设备安装的位置，GNSS功能是授时和定位，在提供高精度定位的同时可以使所有设备时间同步，保证数据传输的时延精度；

WIFI天线：短距离设备与设备之间无线通讯，WIFI通讯支持短距离无线通讯，连接多台设备或手机进行数据双向传输；

RS485接口：与支持485接口的设备或传感器通讯，RS485接口与外部支持485传输协议传感器进行有线远距离可靠通信；

RS232接口：标准232的串口协议，与支持232串口的设备或传感器通讯，实现设备与设备或设备与传感器之间的有线短距离通讯；

网口RJ45接口：通过网线方式连接其他设备或光猫进行有线方式通讯，千兆有线网络接口RJ45包括：一个WAN口和四个LAN口，连接外部网络进行广域网通信，连接内部网络进行局域网通信。

本发明技术方案的进一步改进在于：网络接口、RS485接口、RS232接口、5G和WIFI之间可两两通讯也可独立使用。

本发明技术方案的进一步改进在于：红绿灯学习***软件工作过程包括如下步骤：

步骤1.单片机模块的自学习:根据红绿灯的控制信号变化情况，判断红绿灯状态，同时通过周期性学习变化频率，判断红绿灯倒计时的时间，实现红绿灯状态和倒计时信息的自学习；

步骤2.单片机接收RS485和RS232数据：都采用波特率115200bps，与外接传感器或设备进行通信，并获取数据内容；

步骤3.单片机对数据进行校验后组包发送：对获取的所有数据进行校验，最后按照单片机与核心处理单元之间的通信协议对数据进行封装组包。

步骤4.核心处理单元对数据进行数据解析和校验：核心处理单元收到所有的数据，按照协议对数据头、尾进行字节性校验；

步骤5.SPAT消息组包：根据T/TS0117-2020协议中SPAT要求，对SPAT数据进行JSON格式组包；

步骤6.INFO消息组包：根据T/TS0117-2020协议中对INFO要求，对INFO数据进行JSON格式组包，其中LAT、LON、DEV_ID必填信息通过文件IO进行配置和读取；

步骤7.核心处理单元信息上报链路建立：根据T/TS0117-2020协议，采用MQTT通信方式与云平台建立通信链路，其中通信IP、port、username、password数据通过文件IO进行配置和读取；

步骤8.核心处理单元将数据周期性上报车联网应用服务平台或者智能网联车：根据T/TS0117-2020协议，将SPAT数据和INFO数据以规定的频率通过5G上报给云平台，也可以通过TCP/IP传输协议上报给云平台，还可以通过V2X与周围智能网联车辆进行双向通讯；

步骤9.云平台向下发送数据：通过云平台向红绿灯学***台通过下发定位指令，核心处理单元通过AT指令读取GPNSS模块的定位信息，并通过有线或者无线的方式反馈给云平台，WIFI功能开启后，通过标准的WIFI协议，其他设备连接可以与该学习机进行双向通讯，从而实现一定距离内的无线通信。

本发明技术方案的进一步改进在于：红绿灯学习机软件还包括以下功能：

信号机网联***日志模块编写，日志模块记录信号机状态、学习机状态和设备运行情况，并提供下载功能，依托远程***，查看网联***运行状态，进行简单设备运维；

网联***设备端远程控制接口编写，远程开启设备，关闭设备，读取设备状态，开启或关闭WIFI，网络运行状态、设备远程升级、恢复出厂设置；

网联***设备管理模块编写，对现场安装的设备进行编码，包含设备ID，设备型号、sim***、运营商、安装位置即经纬度、备注信息，按照统一数据格式进行编码，现场安装好后，将设备详细信息录入物联网终端管理云平台；

对信号机网联***进行网络配置，建立VPN通道，使用FRP技术，分配地址，使***与物联网终端管理云平台建立链接，或者以TCP/IP传输协议进行数据传输。

本发明技术方案的进一步改进在于：数字孪生平台具备项目规划范围内路口的地图信息以及信号机状态信息、标定位置信息数字化三维立体呈现能力，平台具备为各类设备提供精确的时间同步服务的能力，平台具备设备统一的接入、管理和分发能力，对网联功能的红绿灯学***台支撑车联网应用，整体架构分为五层，信息采集层、信息交互层、协同处理层、功能服务层、业务对接层，每一层架构分别对应支撑硬件和业务功能，最终支撑上层平台实现红绿灯信息播发、绿波车速引导、闯红灯预警车联网应用；

信号采集层通过无接触式模拟采集信号机的灯组相位、倒计时信息、设备状态、基础信息和红绿灯故障信息，并在信号控制周期变化实现智能学***台，并配置发送邮箱、发送短信方式通知***管理员；最后将所有的数据内容组包发送上报到平台；

信号交互层通过各种网络通道将采集到的信号状态上传到平台，平台对接收的数据进行数据校验和读取设备状态信息；

协同处理层属于数字孪生平台的中台能力部分，分别是数字时空底能力和数据中台能力，数字时空底座基于高精度地图和精准的时间同步，保证***整体处于统一的空间基准，支撑各业务场景达成；数据中台接入信号机、具有网联功能的红绿灯学***台提供准确高效的数据分发；其中数字时空底座是利用高精度地图建立路口的空间参考系为空间基准，通过GNSS的授时实现路口时间线的标定为时间基准，基于时空同步技术形成与现实路口空间和时间参考系一致的路口数字时空底座；数字底座提供高精度地图服务、高精时间同步服务和基于高精度地图的三维场景构建服务，然后边缘数据底座为供数据汇聚、分发与流转提供统一的数据标准，为数字化管控、静动态要素数字孪生提供数据支撑。经过边缘数据底座的构建，将道路的各类信息数据进行虚拟化处理，基于时空底座的时空基准，通过各类数据交互实现真实物理世界到数字孪生虚拟世界的映射，并在此基础上实现对网联应用场景的数字化支撑；

功能服务层属于平台层，平台层采用数字孪生技术，将道路及基础设施设备重构，并将实时的交通状态信息呈现，同时平台对设备进行列表化的详细管理，为接入平台的设备提供查看、配置、修改能力；

业务对接层预留平台业务对接上层业务平台的可能性，交通状态信息达到上层业务平台，支撑红绿灯信息播发、绿波车速引导、闯红灯预警车联网应用。

本发明技术方案的进一步改进在于：整个***采用GNSS授时服务作为时间源，建立所有硬件设备及服务器的时间基准。

与现有技术相比，本发明提供的基于网联功能的红绿灯学习***有益效果如下：

1、本发明提供基于网联功能的红绿灯学***台。具有网联功能的红绿灯学***台结合，形成支撑新一代协同式交通体系的数字红绿灯***。用于实现车联网先导区红绿灯信息播发、绿波车速引导、闯红灯预警等车联网应用。

2、本发明提供基于网联功能的红绿灯学***台***相互配合，共同组成智能、高可靠性的协同式交通体系的数字红绿灯***。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供基于网联功能的红绿灯学习***的硬件结构示意图；

图2为本发明提供基于网联功能的红绿灯学习***的软件***示意图；

图3为本发明提供基于网联功能的红绿灯学***台流程图；

图4为本发明提供基于网联功能的红绿灯学习***的高精度授时服务流程图。

具体实施方式

下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供基于网联功能的红绿灯学***台交互连接，综合服务基站硬件本体上设置有供电电路、核心处理单元、单片机、5G天线、C-V2X天线、GNSS天线、WIFI天线、RS485接口、RS232接口、网口RJ45接口；红绿灯学***台分为：信息采集层、信息交互层、协同处理层、功能服务层、业务对接层。

如图1所示，综合服务基站硬件本体上设置有供电电路、核心处理单元、单片机、5G天线、C-V2X天线、GNSS天线、WIFI天线、RS485接口、RS232接口、网口RJ45接口，综合服务基站硬件各部分的功能及作用如下：

供电电路：外部DC12V供电，通过电源管理为其他各功能模块提供5V/3.8V/3.3V/1.8V/1.5V电压。

单片机：采集和转发红绿灯信号时间和状态。

核心处理单元：优化单片机转发的时间和状态数据、管理各个通信接口相互之间通信方式，将红绿灯的时间和状态通过单片机记录并传给核心处理单元，再由核心处理单元进行数据优化，最后以有线或无线的通信方式将数据发送发送给智能网联车和云平台。

5G天线：设备与5G基站之间无线通讯，5G通讯是“第五代”蜂窝通信，进行无线远距离可靠传输的一种通信方式。5G天线实现远距离大范围的无线通信网络，通过三大运营商的通信网络，与C-V2X云平台双向通信。

C-V2X天线：车联网无线通讯方式，采用C-V2X技术，是直连通信和蜂窝网通信的结合，由C-V2X天线实现短距离无线通信网络，通过C-V2X数据通道，与周围的车辆进行C-V2X双向通信，通过C-V2X数据通道，获取车辆经纬度坐标。

D-GNSS天线：定位设备安装的位置，通过GNSS方式，确定当前设备的安装位置。GNSS功能是授时和定位，在提供高精度定位的同时可以使所有设备时间同步，保证数据传输的时延精度。

WIFI天线：短距离设备与设备之间无线通讯，WIFI通讯可以支持短距离无线通讯，可以连接多台设备或手机进行数据双向传输，能将设备设置成WIFI终端，或者WIFI热点模式，与周围设备进行通信。

RS485接口：与支持485接口的设备或传感器通讯，RS485接口可与外部支持485传输协议传感器进行有线远距离可靠通信，如气象环境传感器等，可对局部天气实时监控。通过有线的方式与外部传感器或者设备进行有线远距离双向通讯。

RS232接口：通过串口的方式与外部传感器或设备进行有线近距离双向通讯。与支持232串口的设备或传感器通讯，RS232接口是标准232的串口协议，可实现设备与设备或设备与传感器之间的有线短距离可靠通讯，如湿度传感器等，可对机箱内部湿度进行实时监控，能够有效检测发生漏水或滴水的情况。

网口RJ45接口：通过网线方式连接其他设备或光猫进行有线方式通讯，千兆有线网络接口RJ45包括一个WAN口和四个LAN口，可连接外部网络进行广域网通信，也可以连接内部网络进行局域网通信。

如图2所示，红绿灯学习***软件设置有RS485通信模块、RS232通信模块、5G&C-V2通信模组、单片机模块和以太网模块，工作过程包括如下步骤：

步骤1：单片机模块的自学习:根据红绿灯的控制信号变化情况，判断红绿灯状态，同时通过周期性学习变化频率，判断红绿灯倒计时的时间，实现红绿灯状态和倒计时信息的自学习；

步骤2：单片机接收RS485和RS232数据：都采用波特率115200bps，与外接传感器或设备进行通信，并获取数据内容；

步骤3：单片机对数据进行校验后组包发送：对获取的所有数据进行校验，最后按照单片机与核心处理单元之间的通信协议对数据进行封装组包；

步骤4：核心处理单元对数据进行数据解析和校验：核心处理单元收到所有的数据，按照协议对数据头、尾等进行字节性校验，目的是剔除无效数据，确保数据准确性；

步骤5：SPAT消息组包：根据T/TS0117-2020协议中SPAT要求，对SPAT数据进行JSON格式组包；

步骤6：INFO消息组包：根据T/TS0117-2020协议中对INFO要求，对INFO数据进行JSON格式组包，其中LAT、LON、DEV_ID等必填信息通过文件IO进行配置和读取；

步骤7：核心处理单元信息上报链路建立：根据T/TS0117-2020协议，采用MQTT通信方式与云平台建立通信链路，其中通信IP、port、username、password等数据通过文件IO进行配置和读取；

步骤8：核心处理单元将数据周期性上报车联网应用服务平台或者智能网联车：根据T/TS0117-2020协议，将SPAT数据和INFO数据以规定的频率通过5G上报给云平台，也可以通过TCP/IP传输协议上报给云平台，还可以通过V2X与周围智能网联车辆进行双向通讯；

步骤9：云平台向下发送数据：可以通过云平台向红绿灯学***台也可以通过下发定位指令，核心处理单元通过AT指令读取GPNSS模块的定位信息，并通过有线或者无线的方式反馈给云平台，WIFI功能开启后，通过标准的WIFI协议，其他设备连接可以与该学习机进行双向通讯，从而实现一定距离内的无线通信。

进一步，红绿灯学习***软件还包括以下功能：

信号机网联***日志模块编写，日志模块记录信号机状态、学习机状态和设备运行情况，并提供下载功能，依托远程***，可以查看网联***运行状态，可以进行简单设备运维。

网联***设备端远程控制接口编写，远程开启设备，关闭设备，读取设备状态，开启或关闭WIFI，网络运行状态、设备远程升级、恢复出厂设置等。

网联***设备管理模块编写，对现场安装的设备进行编码，包含设备ID，设备型号、sim***，运营商、安装位置即经纬度、备注信息等，按照统一数据格式进行编码。现场安装好后，将设备详细信息录入物联网终端管理云平台。

对信号机网联***进行网络配置，建立VPN通道，使用FRP技术，分配地址，使***与物联网终端管理云平台建立链接。或者以TCP/IP传输协议进行数据传输。

如图3所示，数字孪生平台分为：信息采集层、信息交互层、协同处理层、功能服务层、业务对接层。数字孪生平台具备项目规划范围内路口的地图信息以及信号机状态信息、标定位置信息等数字化三维立体呈现能力。平台具备为各类设备提供精确的时间同步服务的能力。平台具备设备统一的接入、管理和分发能力，可以对网联功能的红绿灯学***台支撑车联网应用。整体架构分为五层，信息采集层、信息交互层、协同处理层、功能服务层、业务对接层，每一层架构分别对应支撑硬件和业务功能，最终支撑上层平台实现红绿灯信息播发、绿波车速引导、闯红灯预警等车联网应用。

信号采集层由具有网联功能的红绿灯学***台，并配置发送邮箱、发送短信等方式通知***管理员；最后将所有的数据内容组包发送上报到平台。

信号交互层也是通过具有网联功能的红绿灯学***台，平台也需要对接收的数据进行数据校验和读取设备状态信息，进一步提高数据可靠性。

协同处理层属于数字孪生平台的中台能力部分，分别是数字时空底能力和数据中台能力。数字时空底座基于高精度地图和精准的时间同步，保证***整体处于统一的空间基准，支撑各业务场景达成。数据中台接入信号机、具有网联功能的红绿灯学***台可以提供准确高效的数据分发。其中数字时空底座是利用高精度地图建立路口的空间参考系为空间基准，通过GNSS的授时实现路口时间线的标定为时间基准，基于时空同步技术形成与现实路口空间和时间参考系一致的路口数字时空底座。数字底座提供高精度地图服务、高精时间同步服务和基于高精度地图的三维场景构建等服务。然后边缘数据底座为供数据汇聚、分发与流转提供统一的数据标准，为数字化管控、静动态要素数字孪生提供数据支撑。经过边缘数据底座的构建，将道路的各类信息数据进行虚拟化处理，基于时空底座的时空基准，通过各类数据交互实现真实物理世界到数字孪生虚拟世界的映射，并在此基础上实现对网联应用场景的数字化支撑。

功能服务层属于平台层，平台层采用数字孪生技术，将道路及基础设施设备重构，极大提高了设备管理方面的便捷性，可实现三维全场景呈现和精确单点位呈现，并将实时的交通状态信息呈现，为车路协同应用拓展提供了更为丰富的窗口。同时平台对设备进行列表化的详细管理，为接入平台的设备提供查看、配置、修改等能力。

业务对接层预留了平台业务对接上层业务平台的可能性，满足业主的集成需求。从而满***通状态信息达到上层业务平台，支撑红绿灯信息播发、绿波车速引导、闯红灯预警等车联网应用。

如图4所示,整个***采用GNSS授时服务作为时间源，建立所有硬件设备及服务器的时间基准。通过时间基准的建立，实现多源感知数据的融合匹配，提示感知检测***的范围和可靠性。通过授时服务将数据采集器进行时间同步，确保各***采集信息时间统一。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明装置权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.基于网联功能的红绿灯学***台交互连接，综合服务基站硬件本体上设置有供电电路、核心处理单元、单片机、5G天线、C-V2X天线、GNSS天线、WIFI天线、RS485接口、RS232接口、网口RJ45接口；红绿灯学***台分为：信息采集层、信息交互层、协同处理层、功能服务层、业务对接层。

2.根据权利要求1所述基于网联功能的红绿灯学习***，其特征在于：

供电电路：外部DC12V供电，通过电源管理为其他各硬件提供5V/3.8V/3.3V/1.8V/1.5V电压；

单片机：采集和转发红绿灯信号时间和状态；

核心处理单元：优化单片机转发的时间和状态数据、管理各个通信接口相互之间通信方式，将红绿灯的时间和状态通过单片机记录并传给核心处理单元，再由核心处理单元进行数据优化，最后以有线或无线的通信方式将数据发送发送给智能网联车和云平台；

5G天线：设备与5G基站之间无线通讯，5G天线实现远距离大范围的无线通信网络；

V2X天线：车联网无线通讯方式，采用C-V2X技术，是直连通信和蜂窝网通信的结合，由C-V2X天线实现短距离无线通信网络；

C-GNSS天线：定位设备安装的位置，GNSS功能是授时和定位，在提供高精度定位的同时使所有设备时间同步，保证数据传输的时延精度；

WIFI天线：短距离设备与设备之间无线通讯，WIFI通讯支持短距离无线通讯，连接多台设备或手机进行数据双向传输；

RS485接口：与支持485接口的设备或传感器通讯，RS485接口与外部支持485传输协议传感器进行有线远距离可靠通信；

RS232接口：标准232的串口协议，与支持232串口的设备或传感器通讯，实现设备与设备或设备与传感器之间的有线短距离通讯；

网口RJ45接口：通过网线方式连接其他设备或光猫进行有线方式通讯，千兆有线网络接口RJ45包括：一个WAN口和四个LAN口，连接外部网络进行广域网通信，连接内部网络进行局域网通信。

3.根据权利要求2所述基于网联功能的红绿灯学习***，其特征在于：网络接口、RS485接口、RS232接口、5G和WIFI之间可两两通讯也可独立使用。

4.根据权利要求1所述基于网联功能的红绿灯学习***，其特征在于，红绿灯学习机软件工作过程包括如下步骤：

步骤1.单片机模块的自学习：根据红绿灯的控制信号变化情况，判断红绿灯状态，同时通过周期性学习变化频率，判断红绿灯倒计时的时间，实现红绿灯状态和倒计时信息的自学习；

步骤2.单片机接收RS485和RS232数据：都采用波特率115200bps，与外接传感器或设备进行通信，并获取数据内容；

步骤3.单片机对数据进行校验后组包发送：对获取的所有数据进行校验，最后按照单片机与核心处理单元之间的通信协议对数据进行封装组包。

步骤4.核心处理单元对数据进行数据解析和校验：核心处理单元收到所有的数据，按照协议对数据头、尾进行字节性校验；

步骤5.SPAT消息组包：根据T/TS0117-2020协议中SPAT要求，对SPAT数据进行JSON格式组包；

步骤6.INFO消息组包：根据T/TS0117-2020协议中对INFO要求，对INFO数据进行JSON格式组包，其中LAT、LON、DEV_ID必填信息通过文件IO进行配置和读取；

步骤7.核心处理单元信息上报链路建立：根据T/TS0117-2020协议，采用MQTT通信方式与云平台建立通信链路，其中通信IP、port、username、password数据通过文件IO进行配置和读取；

步骤8.核心处理单元将数据周期性上报车联网应用服务平台或者智能网联车：根据T/TS0117-2020协议，将SPAT数据和INFO数据以规定的频率通过5G上报给云平台，也可以通过TCP/IP传输协议上报给云平台，还可以通过V2X与周围智能网联车辆进行双向通讯；

步骤9.云平台向下发送数据：通过云平台向红绿灯学***台通过下发定位指令，核心处理单元通过AT指令读取GPNSS模块的定位信息，并通过有线或者无线的方式反馈给云平台，WIFI功能开启后，通过标准的WIFI协议，其他设备连接可以与该学习机进行双向通讯，从而实现一定距离内的无线通信。

5.根据权利要求4基于网联功能的红绿灯学习***，其特征在于：红绿灯学习机软件还包括以下功能：

信号机网联***日志模块编写，日志模块记录信号机状态、学习机状态和设备运行情况，并提供下载功能，依托远程***，查看网联***运行状态，进行简单设备运维；

网联***设备端远程控制接口编写，远程开启设备，关闭设备，读取设备状态，开启或关闭WIFI，网络运行状态、设备远程升级、恢复出厂设置；

网联***设备管理模块编写，对现场安装的设备进行编码，包含设备ID，设备型号、sim***、运营商、安装位置即经纬度、备注信息，按照统一数据格式进行编码，现场安装好后，将设备详细信息录入物联网终端管理云平台；

对信号机网联***进行网络配置，建立VPN通道，使用FRP技术，分配地址，使***与物联网终端管理云平台建立链接，或者以TCP/IP传输协议进行数据传输。

6.根据权利要求1基于网联功能的红绿灯学***台具备项目规划范围内路口的地图信息以及信号机状态信息、标定位置信息数字化三维立体呈现能力，平台具备为各类设备提供精确的时间同步服务的能力，平台具备设备统一的接入、管理和分发能力，对网联功能的红绿灯学***台支撑车联网应用，整体架构分为五层，信息采集层、信息交互层、协同处理层、功能服务层、业务对接层，每一层架构分别对应支撑硬件和业务功能，最终支撑上层平台实现红绿灯信息播发、绿波车速引导、闯红灯预警车联网应用；

信号采集层通过无接触式模拟采集信号机的灯组相位、倒计时信息、设备状态、基础信息和红绿灯故障信息，并在信号控制周期变化实现智能学***台，并配置发送邮箱、发送短信方式通知***管理员；最后将所有的数据内容组包发送上报到平台；

信号交互层通过各种网络通道将采集到的信号状态上传到平台，平台对接收的数据进行数据校验和读取设备状态信息；

协同处理层属于数字孪生平台的中台能力部分，分别是数字时空底能力和数据中台能力，数字时空底座基于高精度地图和精准的时间同步，保证***整体处于统一的空间基准，支撑各业务场景达成；数据中台接入信号机、具有网联功能的红绿灯学***台提供准确高效的数据分发；其中数字时空底座是利用高精度地图建立路口的空间参考系为空间基准，通过GNSS的授时实现路口时间线的标定为时间基准，基于时空同步技术形成与现实路口空间和时间参考系一致的路口数字时空底座；数字底座提供高精度地图服务、高精时间同步服务和基于高精度地图的三维场景构建服务，然后边缘数据底座为供数据汇聚、分发与流转提供统一的数据标准，为数字化管控、静动态要素数字孪生提供数据支撑，经过边缘数据底座的构建，将道路的各类信息数据进行虚拟化处理，基于时空底座的时空基准，通过各类数据交互实现真实物理世界到数字孪生虚拟世界的映射，并在此基础上实现对网联应用场景的数字化支撑；

功能服务层属于平台层，平台层采用数字孪生技术，将道路及基础设施设备重构，并将实时的交通状态信息呈现，同时平台对设备进行列表化的详细管理，为接入平台的设备提供查看、配置、修改能力；

业务对接层预留平台业务对接上层业务平台的可能性，交通状态信息达到上层业务平台，支撑红绿灯信息播发、绿波车速引导、闯红灯预警车联网应用。

7.根据权利要求1所述基于网联功能的红绿灯学习***，其特征在于：整个***采用GNSS授时服务作为时间源，建立所有硬件设备及服务器的时间基准。

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