一種前瞻性解決城市交通擁堵的系統的製作方法

2023-05-15 10:59:06

專利名稱：一種前瞻性解決城市交通擁堵的系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是城市交通技術領域，尤其涉及一種前瞻性解決城市交通擁堵的系統。
背景技術：
城市交通擁堵的問題已經成為國計民生問題。在大中城市，交通擁堵及其導致的時間浪費、運營成本上升、交通事故增加、環境汙染加劇等給人民的生活、工作帶來了諸多不便，嚴重阻礙了城市的持續健康發展。因此，深入研究並解決城市交通擁堵問題，規劃設計新的交通方案，成為當務之急。當前，我國採用的城市交通管理方法主要以下幾類:一是優化道路規劃，使道路交通趨於更加科學合理，從而達到易於管理，解決交通擁堵的目的。但這種方法一般只適用於新城區，對於已形成基本交通道路格局的老城區不適用。基於改善交通擁堵的目的對老城區進行改造，投資巨大，收效甚微。二是實施限制措施，如限制車輛數量、限制出行的車牌類型等，這種方法治標不治本，只是延續了交通擁堵的時間，沒有從根本上解決交通擁堵問題。三是智能交通管理系統，通過智能電子設備，監控城市交通狀況，對發生擁堵的地段及時採取相應的措施。這種方法已為國內大中城市採用，有效地增強城市交通管理能力。缺點是這種方法只能在擁堵已發生時提供相應的信息，從而促使管理部門採取措施進行解決，當某個路段發生擁堵時，即便及時告知在道路上的出行者，也無法改變擁堵加劇的趨勢。申請號01119483.9的中國專利公開了一種智能化城市交通網絡系統。由指揮中心區域網、寬帶城域專網、以及路口區域網採用網絡互聯技術連接成一個完整的城市交通管理網絡；其智能路口機本身是具有運行智能化路口信號燈監控程序能力的獨立控制系統；整個城市交通管理網絡採用全分布式處理的兩層扁平式控制方法和執行多重代理協議的管理模式。申請號200710067061.X的中國專利公開了一種城市交通行程時間智能化分析系統。包括安裝在城市交通網絡的各個路口的抓拍識別設備、智能化伺服器，各個抓拍識別設備連接智能化伺服器；智能化伺服器包括城市交通網絡拓撲結構模塊、車輛抓拍識別模塊、路段平均行駛時間計算模塊、違章判別模塊，並建立路網拓撲結構與OD矩陣的對應關係。由於採用了抓拍設備獲取車輛的號牌信息，並且利用道路表存放路網的拓撲結構，較之以往單純基於理論分析的方法不同，該系統能夠應用於複雜城市路網，並可在後臺動態增加道路節點。本發明提供一種基於OD矩陣，同時考慮車流量、行程時間帶來的約束、能夠應用到城市複雜網路、適用性好的城市交通行程時間智能化分析系統。以上二專利均屬於智能交通管理系統，存在上述無法前瞻性預知交通擁堵狀況的缺點。2011年，美國IBM公司和加州交通局開發的一個「堵車預警系統」，通過收集每輛汽車的GPS信息，通過數學模型，在堵車尚未發生時便可以預測出哪兒會發生擁堵。該系統在舊金山灣一帶設下了 1000多個感應器，安裝在收費站、大橋、公路路面等地方，它們可以收集交通情況的密度和速度。當汽車開過這些感應器時，車輪會令感應器的線圈產生瞬間電流，然後，一個叫做「交通預測工具」的項目會將這些電流數據收集起來進行分析，這是了解車流下一步可能會在哪兒變得密集的一個途徑。該系統是前瞻性解決交通擁堵問題的一個最新的解決方案，其有效性還在試驗之中。存在的缺點有:1、投資巨大，需要布置大量的感應器及相關的軟體系統；2、車流的實時情況監測雖然更加快捷、準確，但無法判定車輛的目的地，使得判斷未來擁堵的地段存在不確定性；3、如果每個人都接收到了同樣的信息，那這個預測系統可能就會反應過度，當它告訴人們一個地方可能會發生堵塞，結果人們都跑另一條路上去了，那兒反而會產生新的堵塞。4、該系統雖然具有收集出行者出行計劃的功能，但沒有作為重點加以應用，收集的對象及數據量少，主動性不強，難以達到前瞻性預測的目的。

發明內容
本發明的目的是為了解決上述現有技術的不足，將提供一種前瞻性解決城市交通擁堵的系統，通過手機簡訊或導航客戶端的方式收集人們的出行信息，結合傳統最短路徑算法及實時監測分析系統，計算出最優通行路徑，發送給出行者，從而達到前瞻性解決交通擁堵的目的。本發明解決的技術問題所採用的技術方案是:一種前瞻性解決城市交通擁堵的系統，包括信息處理中心、實時交通監測與分析系統、移動導航客戶端和簡訊平臺，其特徵是:上述信息處理中心包括城市路網資料庫、靜態最短路徑計算系統、實時最少用時路徑計算系統、實時最佳路徑分析系統。城市路網資料庫提供城市路網信息，為靜態最短路徑計算系統、實時最少用時路徑計算系統、實時最佳路徑分析系統提供最新路網數據。靜態最短路徑計算系統分析計算移動導航客戶端或簡訊平臺提交的出發點與目的地之間的最短路徑及備選方案；實時最少用時路徑計算系統根據實時交通監測分析系統提交的實時交通信息，計算移動導航客戶端或簡訊平臺提交的出發點與目的地之間當下最少用時路徑；實時最佳路徑分析系統對大量出行者發送的出發地與目的地信息，結合路網進行分析，得到城市中當下各關鍵節點與路段的繁忙程度，結合靜態最短路徑計算系統和實時最少用時路徑計算系統提交的備選方案進行優化篩選，兼顧路徑最短和用時最少兩方面的因素，選擇出兩地點之間的最佳通行路徑，發送給簡訊平臺或導航客戶端；實時最佳路徑分析系統同時對大量出行者發送的出發地與目的地信息進行分析統計，得到當前城市交通的動態數據分析結果，供交通管理部門及市民出行參考。上述實時交通監測與分析系統由實時監測電子設備與實時交通流量統計資料庫、城市交通管制系統、交通流量實時採集系統、城市道路事故實時監測系統組成。實時監測電子設備安裝於道路交接點，通過電子感應等方式獲取道路實時交通狀況，並發送至交通流量實時採集系統。城市交通管制系統、城市道路事故實時監測系統中的交通管制與事故信息與實時採集系統採集的實時交通狀況構成完整的交通實時信息提供給上述信息處理中心;上述移動導航客戶端用於向信息處理中心發送導航客戶端手持設備所處的GPS信息及目的地；
上述簡訊平臺供沒有安裝導航客戶端的用戶通過手機向信息處理中心發送出發地及目的地，並向手機用戶發送最佳路徑信息。採用本發明，前瞻性解決城市交通擁堵的方法，包括如下步驟:(I)出行者通過手機向簡訊平臺發送出發地和目的地信息。安裝有導航客戶端用戶開啟客戶端軟體後，信息處理中心即可捕捉到出行者的GPS位置信息，用戶輸入目的地後，客戶端將其發送至信息處理中心。(2)實時交通監測與分析系統監測分析實時交通狀況，提供給信息處理中心。(3)信息處理中心將收到的出發地與目的地數據提供給靜態最短路徑計算系統、實時最少用時路徑計算系統分析計算，靜態最短路徑計算系統採用傳統算法獲得靜態最短路徑，實時最少用時路徑計算系統按同一車輛經過多個路口的時間計算實時最少用時路徑。(4)實時最佳路徑分析系統根據大量用戶發送的出發點和目的地，結合城市路網圖進行分析計算，篩選出未來一段時間裡車流量較大的樞紐和路段，按車流量的大小給每個關鍵節點與路段標識繁忙程度。實時最佳路徑分析系統結合靜態最短路徑計算系統、實時最少用時路徑計算系統的結果和關鍵節點與路段的繁忙程度進行路徑優化分析，得到最佳路徑。實時最佳路徑分析系統同時對大量出行者發送的出發地與目的地信息進行分析統計，得到未來一段時間城市交通的動態數據分析預測結果。(5)信息處理中心將每個最佳路徑發送給用戶的導航客戶端，或者通過簡訊平臺發送給出行者手機，出行者根據推薦的最佳路逕行駛。如果出發地與目的地相距較遠，出行者可在中途再次向信息處理中心發送當前位置與目的地，對最佳路徑進行修正。信息處理中心將當前城市交通的預測結果供交通部門參考，供新聞媒體發布。本發明的有益效果是:在不用改變交通設施現狀，充分利用現有的實時交通監測系統，結合出行者發送的出行信息，得到未來一段時間城市交通的預測結果及每個出行者的最佳出行路徑，用較小的投入大幅提高城市交通效率，減少擁堵。同時，信息處理中心將出行預測分析結果提供給交通部門及新聞媒體，預先發布交通態勢，供出行者參考，可減少一些不必要的出行，減輕交通壓力。


下面結合附圖和實施例對發明進一步說明。圖1是本發明實施例系統示意圖。圖2是本發明實施例解決擁堵方法流程圖。圖1中:1、信息處理中心2、城市路網資料庫3、靜態最短路徑計算系統4、實時最佳路徑分析系統5、實時最少用時路徑計算系統6、簡訊平臺7、手機用戶8、最佳路徑結果9、未來交通狀況預報結果10、導航客戶端11、實時交通監測與分析系統12、實時交通流量統計資料庫13、城市交通管制系統14、交通流量實時採集系統15、城市道路事故實時監測系統16、實時監測電子設備
具體實施例方式圖1中，一種前瞻性解決城市交通擁堵的系統，包括信息處理中心(I)、實時交通監測與分析系統(11)、移動導航客戶端(10)和簡訊平臺￠)，信息處理中心(I)包括城市路網資料庫(2)、靜態最短路徑計算系統(3)、實時最少用時路徑計算系統(5)、實時最佳路徑分析系統(4)。城市路網資料庫(2)提供城市路網信息，為靜態最短路徑計算系統(3)、實時最少用時路徑計算系統(5)、實時最佳路徑分析系統(4)提供最新路網數據。靜態最短路徑計算系統(3)分析計算移動導航客戶端(10)或簡訊平臺(6)提交的出發點與目的地之間的最短路徑及備選方案；實時最少用時路徑計算系統(5)根據實時交通監測分析系統(11)提交的實時交通信息，計算移動導航客戶端(10)或簡訊平臺(6)提交的出發點與目的地之間當下最少用時路徑；實時最佳路徑分析系統(4)對大量出行者發送的出發地與目的地信息，結合路網進行分析，得到城市中當下各關鍵節點與路段的繁忙程度，結合靜態最短路徑計算系統(3)和實時最少用時路徑計算系統(5)提交的備選方案進行優化篩選，兼顧路徑最短和用時最少兩方面的因素，選擇出兩地點之間的最佳通行路徑，發送給簡訊平臺(6)或導航客戶端(10);實時最佳路徑分析系統(4)同時對大量出行者發送的出發地與目的地信息進行分析統計，得到未來交通狀況預報結果(9)，供交通管理部門及市民出行參考。實時交通監測與分析系統(11)由實時監測電子設備(16)與實時交通流量統計資料庫(12)、城市交通管制系統(13)、交通流量實時採集系統(14)、城市道路事故實時監測系統(15)組成。實時監測電子設備(16)安裝於道路交接點，通過電子感應等方式獲取道路實時交通狀況，並發送至交通流量實時採集系統(14)。城市交通管制系統(13)、城市道路事故實時監測系統(15)中的交通管制與事故信息與實時採集系統(14)採集的實時交通狀況構成完整的交通實時信息提供給上述信息處理中心(I)。移動導航客戶端(10)用於向信息處理中心(I)發送導航客戶端(10)手持設備所處的GPS信息及目的地。簡訊平臺(6)供沒有安裝導航客戶端(10)的用戶通過手機(7)向信息處理中心(I)發送出發地及目的地，並向手機(7)發送最佳路徑信息(8)。採用本發明，前瞻性解決城市交通擁堵的方法，包括如下步驟:1、出行者通過手機(7)向簡訊平臺(6)發送出發地和目的地信息。安裝有導航客戶端(10)用戶開啟客戶端軟體後，信息處理中心(I)即可捕捉到出行者的GPS位置信息，用戶輸入目的地後，導航客戶端(10)將其發送至信息處理中心(I)。2、實時交通監測與分析系統(11)監測分析實時交通狀況，提供給信息處理中心⑴。3、信息處理中心(I)將收到的出發地與目的地數據提供給靜態最短路徑計算系統(3)、實時最少用時路徑計算系統(5)分析計算，獲得靜態最短路徑和實時最少用時路徑。4、實時最佳路徑分析系統(4)根據大量用戶發送的出發點和目的地，結合城市路網圖(2)進行分析計算，篩選出未來一段時間裡車流量較大的樞紐和路段，按車流量的大小給每個關鍵節點與路段標識繁忙程度。實時最佳路徑分析系統(4)結合靜態最短路徑計算系統(3)、實時最少用時路徑計算系統的結果(5)和關鍵節點與路段的繁忙程度進行路徑優化分析，得到最佳路徑(8)。實時最佳路徑分析系統(4)同時對大量出行者發送的出發地與目的地信息進行分析統計，得到未來交通狀況預報結果(9)。5、信息處理中心⑴將每個最佳路徑⑶發送給用戶的導航客戶端(10)，或者通過簡訊平臺(6)發送給出行者手機(7)， 出行者根據推薦的最佳路逕行駛。如果出發地與目的地相距較遠，出行者可在中途再次向信息處理中心(I)發送當前位置與目的地，對最佳路徑進行修正。信息處理中心將未來交通狀況預報結果(9)供交通部門參考，供新聞媒體發布。最後，應當指出，以上實施例僅是本發明較有代表性的例子。顯然，本發明不限於上述實施例，還可以有許多變形。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均應認為屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種前瞻性解決城市交通擁堵的系統，包括信息處理中心、實時交通監測與分析系統、移動導航客戶端和簡訊平臺。其特徵是:通過手機簡訊或導航客戶端的方式收集人們的出行信息，結合傳統最短路徑算法及實時監測分析系統，計算出最優通行路徑，發送給出行者，從而達到前瞻性解決交通擁堵的目的。
2.根據權利I所述的前瞻性解決城市交通擁堵的系統，其特徵是:上述信息處理中心包括城市路網資料庫、靜態最短路徑計算系統、實時最少用時路徑計算系統、實時最佳路徑分析系統。
城市路網資料庫提供城市路網信息，為靜態最短路徑計算系統、實時最少用時路徑計算系統、實時最佳路徑分析系統提供最新路網數據； 靜態最短路徑計算系統分析計算移動導航客戶端或簡訊平臺提交的出發點與目的地之間的最短路徑及備選方案； 實時最少用時路徑計算系統根據實時交通監測分析系統提交的實時交通信息，計算移動導航客戶端或簡訊平臺提交的出發點與目的地之間當下最少用時路徑； 實時最佳路徑分析系統對大量出行者發送的出發地與目的地信息，結合路網進行分析，得到城市中當下各關鍵節點與路段的繁忙程度，結合靜態最短路徑計算系統和實時最少用時路徑計算系統提交的備選方案進行優化篩選，在預知未來一段時間裡節點與路段繁忙程度的基礎上，兼顧路徑最短和用時最少兩方面的因素，選擇出兩地點之間的最佳通行路徑，發送給簡訊平臺或導航客戶端； 實時最佳路徑分析系統同時對大量出行者發送的出發地與目的地信息進行分析統計，得到未來一段時間城市交通態勢預測結果，供交通管理部門及市民出行參考。
3.根據權利I所述的前瞻性解決城市交通擁堵的系統，其特徵是:上述實時交通監測與分析系統由實時監測電子設備與實時交通流量統計資料庫、城市交通管制系統、交通流量實時採集系統、城市道路事故實時監測系統組成。
實時監測電子設備安裝於道路交接點，通過電子感應等方式獲取道路實時交通狀況，並發送至交通流量實時採集系統。
城市交通管制系統、城市道路事故實時監測系統中的交通管制與事故信息與實時採集系統採集的實時交通狀況構成完整的交通實時信息提供給上述信息處理中心。
4.根據權利I所述的前瞻性解決城市交通擁堵的系統，其特徵是:上述移動導航客戶端啟動後可自動被信息處理中心捕獲，並向信息處理中心發送導航客戶端手持設備所處的GPS信息及用戶輸入的目的地。
5.根據權利I所述的前瞻性解決城市交通擁堵的系統，其特徵是:上述簡訊平臺供沒有安裝導航客戶端的用戶通過手機向信息處理中心發送出發地及目的地，並向手機用戶發送最佳路徑信息。
6.根據權利I所述的前瞻性解決城市交通擁堵的系統，其特徵是:採用該系統，其方法包括如下步驟: (1)出行者通過手機向簡訊平臺發送出發地和目的地信息。安裝有導航客戶端用戶開啟客戶端軟體後，信息處理中心捕捉到出行者的GPS位置信息，用戶輸入目的地後，客戶端將其發送至信息處理中心。
(2)實時交通監測與分析系統監測分析實時交通狀況，提供給信息處理中心。(3)信息處理中心將收到的出發地與目的地數據提供給靜態最短路徑計算系統、實時最少用時路徑計算系統分析計算，靜態最短路徑計算系統採用傳統算法獲得靜態最短路徑，實時最少用時路徑計算系統按同一車輛經過多個路口的時間計算實時最少用時路徑。
(4)實時最佳路徑分析系統根據大量用戶發送的出發點和目的地，結合城市路網圖進行分析計算，篩選出未來一段時間裡車流量較大的樞紐和路段，按車流量的大小給每個關鍵節點與路段標識繁忙程度。實時最佳路徑分析系統結合靜態最短路徑計算系統、實時最少用時路徑計算系統的結果和關鍵節點與路段的繁忙程度進行路徑優化分析，得到最佳路徑。實時最佳路徑分析系統同時對大量出行者發送的出發地與目的地信息進行分析統計，得到未來一段時間城市交通的動態數據分析預測結果。
(5)信息處理中心將每個最佳路徑發送給用戶的導航客戶端，或者通過簡訊平臺發送給出行者手機，出行者根據推薦的最佳路逕行駛。如果出發地與目的地相距較遠，出行者可在中途再次向信息處理中心發送當前位置與目的地，對最佳路徑進行修正。信息處理中心將當前城市交通的預測結果供交通部門參考，供新聞媒體發布。
全文摘要
一種前瞻性解決城市交通擁堵的系統，通過收集出行者出行信息的方式預測交通狀況，使出行者能主動規避繁忙地段。其運行過程為大量出行者通過導航客戶端或手機向信息處理中心發送出發地和目的地信息，實時交通監測與分析系統監測分析實時交通狀況，信息處理中心根據收到的出發地與目的地數據計算出靜態最短路徑和實時最少用時路徑；實時最佳路徑分析系統根據大量用戶發送的出發點和目的地，結合城市路網圖進行分析計算，篩選出未來一段時間裡車流量較大的樞紐和路段，按車流量的大小給每個關鍵節點與路段標識繁忙程度，並結合靜態最短路徑、實時最少用時路徑和關鍵節點與路段的繁忙程度進行路徑優化分析，得到最佳路徑發送給出行者。
文檔編號G01C21/26GK103106787SQ20121059646
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月21日 優先權日2012年12月21日
發明者周曉東 申請人:周曉東