基於車路信息融合的擁堵預警方法、系統及存儲介質與流程
2023-09-20 11:13:13 3
1.本技術涉及汽車安全的技術領域，尤其是涉及一種基於車路信息融合的擁堵預警方法、系統及存儲介質。
背景技術：
2.機動車數量的不斷增加，大大增加了道路路況的複雜程度，擁堵成為路況中的常見現象。但交通的擁堵，不但大大減少了車流量，延長了運行時間，還浪費燃料與其他損耗，增加廢氣排放等，而且還會造成駕駛員的心理反感，激發交通事故，所造成的直接、間接經濟損失是難以估量的。因此，有必要研究交通擁堵的判別方法，及時準確地分辨出交通運行所處的狀態，對交通擁堵採取合理的措施，通過科學合理的道路交通管理辦法來緩減交通擁堵。
3.其中，交通擁堵狀態的獲取是交通管理和誘導的基礎，因此準確判別交通擁堵狀態在交通領域顯得至關重要。
4.但在實時獲取各路口的擁堵程度方面，尚無好的方法，也是目前解決交通擁堵問題的關鍵所在。交通擁堵狀態是一個動態的、實時變化的信息，目前絕大多數的數據依賴於人工統計，缺乏統一的評判標準，也極耗費人力物力。
技術實現要素：
5.為了解決上述問題，本技術提供一種基於車路信息融合的擁堵預警方法、系統及存儲介質。
6.第一方面，本技術提供的一種基於車路信息融合的擁堵預警方法，採用如下的技術方案：一種基於車路信息融合的擁堵預警方法，包括：獲取動態交通數據；其中，所述動態交通數據包括路段平均車速、行程時間以及車輛運行狀況；基於所述動態交通數據，得到交通參數；其中，所述交通參數包括平均車速、交通流量以及交通流密度；對所述交通參數進行標準化處理，得到標準擁堵指標向量；基於車輛所在路段與交叉口的距離，確定車輛所在路段的權重係數；根據所述標準擁堵指標向量以及權重係數，確定綜合測度值；基於所述綜合測度值，判斷當前路段的擁堵等級，並進行擁堵預警。
7.通過採用上述技術方案，採集多源動態交通數據，便於提高交通數據的準確性和可靠性；並利用多源動態交通數據計算出交通運行狀態的特徵值，確定道路擁堵評價指標，並進行相應的擁堵預警，便於為以後解決交通擁堵問題提供參考作用。
8.可選的，獲取動態交通數據步驟，包括：基於設置於道路上的rfid設備、攝像頭、環形線圈檢測器、手機基站、浮動車技術
以及車輛上的gps採集動態交通數據。
9.可選的，基於所述動態交通數據，得到交通參數步驟，包括：對攝像頭、環形線圈檢測器、手機基站、浮動車技術以及gps採集的動態交通數據進行融合，得到路段在時段內的實時平均車速；根據相鄰兩個rfid設備採集的車輛信息，分別計算兩個rfid設備在時段內的交通流量；基於所述平均車速以及交通流量，計算交通流密度。
10.可選的，所述基於所述平均車速以及交通流量，計算交通流密度步驟，包括：根據兩個rfid設備在時段內的交通流量，計算時段內的平均流量；根據平均流量以及平均車速計算交通流密度。
11.可選的，根據所述標準擁堵指標向量以及權重係數，確定綜合測度值步驟，包括：根據公式計算綜合測度值c，其中，為標準擁堵指標向量，為權重係數。
12.第二方面，本技術提供的一種基於車路信息融合的擁堵預警系統，採用如下的技術方案：一種基於車路信息融合的擁堵預警系統，包括：獲取模塊，用於獲取動態交通數據；其中，所述動態交通數據包括路段平均車速、行程時間以及車輛運行狀況；計算模塊，用於基於所述動態交通數據，得到交通參數；其中，所述交通參數包括平均車速、交通流量以及交通流密度；處理模塊，用於對所述交通參數進行標準化處理，得到標準擁堵指標向量；再計算模塊，用於基於車輛所在路段與交叉口的距離，確定車輛所在路段的權重係數；確定模塊，用於根據所述標準擁堵指標向量以及權重係數，確定綜合測度值；預警模塊，用於基於所述綜合測度值，判斷當前路段的擁堵等級，並進行擁堵預警。
13.第三方面，本技術提供的一種計算機存儲介質，採用如下的技術方案：一種計算機存儲介質，存儲有能夠被處理器加載並執行如第一方面所述方法中的電腦程式。
14.綜上所述，本技術包括以下有益技術效果：採集多源動態交通數據，便於提高交通數據的準確性和可靠性；並利用多源動態交通數據計算出交通運行狀態的特徵值，確定道路擁堵評價指標，並進行相應的擁堵預警，便於為以後解決交通擁堵問題提供參考作用。
附圖說明
15.圖1是本技術其中一實施例示出的基於車路信息融合的擁堵預警方法的流程圖。
具體實施方式
16.以下結合附圖對本技術作進一步詳細說明。
17.本技術實施例公開一種基於車路信息融合的擁堵預警方法，如圖1所示，包括以下步驟：100，獲取動態交通數據；其中，所述動態交通數據包括路段平均車速、行程時間以及車輛運行狀況。
18.具體的，通過設置於道路上的rfid設備、攝像頭、環形線圈檢測器、手機基站、浮動車技術以及車輛上的gps採集動態交通數據。
19.其中，rfid設備主要由讀寫器和電子標籤組成，讀寫器主要起接收信息以及向電子標籤發送命令的作用，電子標籤可以存儲車輛的基本信息。當高速運行的車輛進入rfid設備的工作區域時，採集各通行車輛的信息，如交通速度信息。
20.攝像頭用於採集道路上的視頻監控信息，環形線圈檢測器用於檢測路口和特定點的交通信息，浮動車技術用於採集連續路段甚至整個路網的交通信息，包括路段平均平均車速和行程時間等信息；gps可以實時定位車輛運行狀況。
21.基於所述動態交通數據，得到交通參數；其中，所述交通參數包括平均車速、交通流量以及交通流密度。
22.需要說明的是，攝像頭、環形線圈檢測器、手機基站、浮動車技術以及gps這些採集技術各有優勢和劣勢，為了講這些技術的優勢互補，得到更加可靠的動態交通信息，需要對攝像頭、環形線圈檢測器、手機基站、浮動車技術以及gps採集的動態交通數據進行融合。
23.即空間匹配上儘可能選擇能夠包含所有檢測設備的路段，由於gps可以實時定位車輛運行狀況，且大多道路附近均有手機基站信號覆蓋，因此空間融合可以首先考慮有環形線圈檢測器和攝像頭的路段，然後從中選出gps和手機信號較好的路段。假設在時段內，路段s中所有浮動車技術得到的數據為vf，攝像頭得到的數據為vc，環形線圈檢測器得到的數據為vt，手機基站得到的數據為vm，這些數據將作為bp神經網絡的輸入進行融合，最終得到路段s在時段內的實時平均車速。
24.另外，根據安裝在道路旁邊的讀寫器收集到的車輛信息，可以計算交通流量以及交通流密度。假如上遊讀寫器d和下遊讀寫器c在時段分別接收到n輛車和m輛車發送的數據組合，如下：
[0025][0026]
其中，為在時段內通過上遊讀寫器d的第n輛車的速度，為在時段內通過上遊讀寫器c的第m輛車的速度。
[0027]
上遊讀寫器d和下遊讀寫器c在時段內檢測到的交通流量分別是：
[0028][0029]
根據上遊讀寫器d和下遊讀寫器c在時段內檢測到的交通流量，計算該路段在時段內的平均流量，如下：
[0030]
其中，為集合的元素個數，為集合的元素個數。
[0031]
根據平均流量以及平均車速計算交通流密度，如下：
[0032]
其中，為交通流密度，為平均車速。
[0033]
300，對所述交通參數進行標準化處理，得到標準擁堵指標向量。
[0034]
假設一條道路被讀寫器分割成n個路段，可得到道路的交通擁堵指標向量。
[0035]
其中，通常平均車速越大表示道路越暢通，密度越大表明道路越擁擠，交通流量與道路擁擠程度沒有很直觀的正比或者反比關係。因此，平均車速、交通流量以及交通流密度屬於不同量綱的指標，採用標準函數法進行歸一化處理，如下：
[0036]
計算標準擁堵指標向量：
[0037]
其中，為期望流量，、、分別是平均車速、交通流量以及交通流密度的下極限，、、分別是平均車速、交通流量以及交通流密度的上極限。
[0038]
400，基於車輛所在路段與交叉口的距離，確定車輛所在路段的權重係數。
[0039]
由于越靠近交叉口位置的路段對交叉口的車輛通行影響越大，所以可建立基於距離的路段權重係數的計算公式。假設路段被n+1個讀寫器分割為n個路段，則有：
[0040]
其中，為第i個路段距離交叉口的距離，為第i個路段的權重係數，為n個路
段權重係數的集合。
[0041]
500，根據所述標準擁堵指標向量以及權重係數，確定綜合測度值。
[0042]
具體的，根據標準擁堵指標向量以及權重係數計算綜合測度值，公式如下：
[0043]
其中，為綜合測度值，為標準擁堵指標向量，為權重向量。
[0044]
600，基於所述綜合測度值，判斷當前路段的擁堵等級，並進行擁堵預警。
[0045]
具體的，根據《城市道路交通管理評價指標體系》中對城市主幹道的擁堵閾值的規定，通過遞推的方式得到其他公路道路的擁堵閾值，如下表：指標非常通暢通暢一般擁堵較擁堵非常擁堵城市道路0.8-10.7-0.80.56-0.70.4-0.560-0.4高速公路0.76-10.67-0.760.59-0.670.42-0.590-0.42判斷綜合測度值所在的擁堵範圍，確定當前道路處於的擁堵等級，對於出現交通擁堵的路段進行擁堵預警。
[0046]
基於上述擁堵預警方法，本技術實施例還公開了一種基於車路信息融合的擁堵預警系統，包括：獲取模塊，用於獲取動態交通數據；其中，所述動態交通數據包括路段平均車速、行程時間以及車輛運行狀況；計算模塊，用於基於所述動態交通數據，得到交通參數；其中，所述交通參數包括平均車速、交通流量以及交通流密度；處理模塊，用於對所述交通參數進行標準化處理，得到標準擁堵指標向量；再計算模塊，用於基於車輛所在路段與交叉口的距離，確定車輛所在路段的權重係數；確定模塊，用於根據所述標準擁堵指標向量以及權重係數，確定綜合測度值；預警模塊，用於基於所述綜合測度值，判斷當前路段的擁堵等級，並進行擁堵預警。
[0047]
本技術實施例還公開了一種計算機可讀存儲介質，存儲有能夠被處理器加載並執行如上述方法的電腦程式，該計算機可讀存儲介質例如包括：u盤、移動硬碟、只讀存儲器(read-onlymemory，rom)、隨機存取存儲器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。
[0048]
以上均為本技術的較佳實施例，並非依此限制本技術的保護範圍，故：凡依本技術的結構、形狀、原理所做的等效變化，均應涵蓋於本技術的保護範圍之內。