业务和功能介绍
1、立项背景和目标：地下矿山巷道狭窄、视线差，车辆交汇时存在严重安全隐患。传统红绿灯采用固定时长轮询控制，无法根据实际车流动态调整，导致通行效率低下甚至拥堵。本项目目标是构建一套基于车辆实时定位的智能红绿灯调度系统，实现信号灯自适应控制，提升井下运输安全性与通行效率。
2、软件功能、核心功能模块的介绍：
设备统一接入中心：对接井下部署的PLC控制器、ModBus雷达测距仪、UDP/TCP信号机及OPC UA采集终端，实现多协议设备数据标准化采集与双向指令下发。
实时定位追踪引擎：基于UWB基站与车载终端融合定位，计算车辆实时位置、速度与行驶方向，预测到达路口的时间窗口。
智能红绿灯控制：突破固定时长轮询模式，根据车辆接近距离和当前相位动态调整绿信比；同时集成AI摄像仪识别结果，检测到行人或异常滞留时自动保持红灯并触发告警。
可视化调度大屏：实时展示井下车辆分布热力图与各信号机运行状态。
3、业务流程、功能路径描述：车辆定位终端上报位置 → 定位引擎计算轨迹与预计到达时间 → 调度算法根据多车优先级分配绿灯窗口 → 指令下发至信号机执行变灯 → 同时推送状态至调度大屏与车载终端。
2、软件功能、核心功能模块的介绍：
设备统一接入中心：对接井下部署的PLC控制器、ModBus雷达测距仪、UDP/TCP信号机及OPC UA采集终端，实现多协议设备数据标准化采集与双向指令下发。
实时定位追踪引擎：基于UWB基站与车载终端融合定位，计算车辆实时位置、速度与行驶方向，预测到达路口的时间窗口。
智能红绿灯控制：突破固定时长轮询模式，根据车辆接近距离和当前相位动态调整绿信比；同时集成AI摄像仪识别结果，检测到行人或异常滞留时自动保持红灯并触发告警。
可视化调度大屏：实时展示井下车辆分布热力图与各信号机运行状态。
3、业务流程、功能路径描述：车辆定位终端上报位置 → 定位引擎计算轨迹与预计到达时间 → 调度算法根据多车优先级分配绿灯窗口 → 指令下发至信号机执行变灯 → 同时推送状态至调度大屏与车载终端。
项目实现
1、整体架构和设计思路：系统采用微服务架构，按业务边界拆分为设备接入服务、定位计算服务、信号控制服务、告警服务四个独立模块，通过RabbitMQ实现服务间异步通信。数据层使用Redis缓存高频定位数据（车辆实时位置、信号机状态），SQL Server存储历史轨迹与调度日志。整体采用Docker容器化部署，支持水平扩展。
2、“我”的负责模块和结果：我作为系统架构师与核心开发者，主导了设备接入层设计、定位算法优化和红绿灯控制逻辑的全程开发。具体成果：（1）设计并实现了设备中心服务，统一接入PLC（ModBus协议）、UDP/TCP信号机、OPC UA采集终端等4类异构设备；（2）重构了定位算法，将车辆定位精度提升至米级，跨基站追踪连续性改善；（3）开发了倒计时自适应变灯策略，使单双车道交汇处通行效率提升约30%，已在5个大型矿区稳定运行。
3、“我”遇到的难点、坑和解决方案：
井下GPS信号不可用：采用UWB+惯性导航融合定位方案，通过车载轮速计补偿UWB信号盲区。
多设备时钟不同步：引入NTP校时机制，配合RabbitMQ的顺序消费特性保证指令时序准确。
高并发定位数据写入压力：将定位数据分片存储至Redis Sorted Set，按时间窗口批量落库，降低数据库写入压力。
2、“我”的负责模块和结果：我作为系统架构师与核心开发者，主导了设备接入层设计、定位算法优化和红绿灯控制逻辑的全程开发。具体成果：（1）设计并实现了设备中心服务，统一接入PLC（ModBus协议）、UDP/TCP信号机、OPC UA采集终端等4类异构设备；（2）重构了定位算法，将车辆定位精度提升至米级，跨基站追踪连续性改善；（3）开发了倒计时自适应变灯策略，使单双车道交汇处通行效率提升约30%，已在5个大型矿区稳定运行。
3、“我”遇到的难点、坑和解决方案：
井下GPS信号不可用：采用UWB+惯性导航融合定位方案，通过车载轮速计补偿UWB信号盲区。
多设备时钟不同步：引入NTP校时机制，配合RabbitMQ的顺序消费特性保证指令时序准确。
高并发定位数据写入压力：将定位数据分片存储至Redis Sorted Set，按时间窗口批量落库，降低数据库写入压力。
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