一種用於城市快速道路的交通信息處理系統的製作方法
2023-06-14 18:51:41
專利名稱：一種用於城市快速道路的交通信息處理系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及物理領域，尤其涉及信息的採集、傳輸和處理，特別涉及交通信息的採集、傳輸和處理，具體的是一種用於城市快速道路的交通信息處理系統。
背景技術：
現有技術中，交通信息處理系統在智能交通系統中普遍得到利用。澳大利亞的SCAT控制系統中採用層次結構的信息處理系統，該系統分為中央處理機——區域處理機——信號處理機，其處理方式並不是實時模擬，而是按預先的歸類進行反饋。英國的SCOOT系統中採用聯機計算的信息處理系統。該系統實時處理各點採集的信息，並給出自適應的控制方案。但是，現有技術中這些交通信息處理系統都是針對城市地面道路的，其處理的信息局限於城市道路交叉口，信息的空間關聯度不高，處理的方式都是單點處理。而城市快速道路交通具有連續的特徵，系統內某一處的異常都會影響整個體系。基於這種情況，在城市快速路交通管理中，道路的運行狀況和路段的行程時間是兩個重要的指標。這兩個指標是連續空間上的指標，不能通過單一點的信息直接得到。目前的交通信息處理系統不能實現數據的關聯性分析及集中控制管理，這與目前快速的發展且日益複雜的交通體系是不相適應的。
發明內容
本發明所要解決的現有技術中的技術問題是由於現有技術中，交通信息處理系統都是針對城市地面道路的，其處理的信息局限於城市道路交叉口，信息的空間關聯度不高，處理的方式都是單點處理。而城市快速道路交通具有連續的特徵，系統內某一處的異常都會影響整個體系，在城市快速路交通管理中，道路的運行狀況和路段的行程時間是兩個重要的指標。這兩個指標是連續空間上的指標，不能通過單一點的信息直接得到。基於這種情況，目前的交通信息處理系統不能實現數據的關聯性分析及集中控制管理，這與目前快速的發展且日益複雜的交通體系是不相適應的。
本發明為解決現有技術中的上述技術問題所採用的技術方案是提供一種用於城市快速道路的交通信息處理系統，所述的這種用於城市快速道路的交通信息處理系統由至少一個外場交通信息採集裝置、主控計算機和信息處理系統構成，其中，所述的外場交通信息採集裝置分散設置在城市快速道路沿線，任意一個所述的外場交通信息採集裝置均通過電纜與光端機連接，複數個所述的光端機通過光纜以環形拓撲結構相連構成環形網，所述的主控計算機與至少一個所述的光端機相連，所述的主控計算機與所述的信息處理系統連接，所述的信息處理系統內設置有異常數據處理器，交通狀態判斷器，行程時間處理器，資料庫和GIS終端，所述的主控計算機與所述的異常數據處理器相連，所述的異常數據處理器與臨時交通資料庫和歷史交通資料庫連接，所述的臨時交通資料庫與所述的交通狀態判斷器和所述的行程時間處理器連接，所述的交通狀態判斷器和所述的行程時間處理器與一個交通決策支持資料庫連接，所述的交通決策支持資料庫和所述的歷史交通資料庫均與所述的GIS終端相連，所述的外場交通信息採集裝置按固定時段記錄基本的交通信息，在每個固定時段內，主控計算機發布輪詢指令，通過光端機讀取這些信息，並將得到的信息傳遞至所述的信息處理系統，所述的異常數據處理器根據交通基礎信息之間的邏輯關係，判斷和去除可疑的數據組合，然後由臨時交通資料庫和歷史交通資料庫分別存放每個時間段內的處理後的實時數據和所有時間段內的處理後的實時數據，將當前時間段的實時數據傳至所述的交通狀態判斷器，並由所述的交通狀態判斷器利用實測得到的每個固定時間的基礎交通數據，得到各個路段的交通狀態，所述的行程時間處理器利用路線上瞬時時刻每一檢測斷面的時間段內的車輛平均速度計算檢測斷面之間的行程時間，通過回歸得出瞬時行程時間，並進行外延處理，得到真實行程時間，所述的交通狀態判斷器和所述的行程時間處理器得到的處理後的數據傳遞至所述的交通決策支持資料庫，由所述的交通決策支持資料庫提供交通信息的決策分析，並通過所述的GIS終端瀏覽和查詢基礎交通數據以及處理後得到的交通指標。
進一步的，所述的環形網內設置有一個主控光端機，所述的主控光端機與所述的主控計算機相連。
進一步的，所述的外場交通信息採集裝置內設置有信號傳感器。
進一步的，所述的光端機連接有兩個以上的外場交通信息採集裝置。
本發明與已有技術相對照，其效果是積極和明顯的。本發明一種用於城市快速道路的交通信息處理系統通過外場傳感採集和內場的數據處理和分析實現了交通信息處理的智能化，利用本發明的信息處理系統可以基本代替人工觀察，這為快速路管理節省大量的人工資源。同時，信息處理系統快速的處理，使得管理者能夠針對實時狀況迅速採取措施，大大提供了管理效果。
本發明的目的、特徵及優點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。
圖1是本發明一種用於城市快速道路的交通信息處理系統的一個優選實施例的外場系統的邏輯結構示意圖。
圖2是本發明一種用於城市快速道路的交通信息處理系統的一個優選實施例的內場系統的邏輯結構示意圖。
具體實施例方式如圖1和圖2所示，本發明一種用於城市快速道路的交通信息處理系統，由外場系統和內場系統兩部分構成，具體的，所述的外場系統由光端機1和主控計算機2構成，所述的內場系統由信息處理系統構成，其特徵在於所述的光端機1通過電纜11連接外部交通環境中的信號採集器3，所述的信號採集器3內設置有信號傳感器，由所述的信號傳感器採集交通現場的車流，車速等信號，所述的光端機1利用光纜21以環形拓撲結構相連構成一個環形網，所述的主控計算機2與N個所述的光端機1相連，所述的主控計算機2連接至所述的信息處理系統，所述的信息處理系統內設置有異常數據處理器4，交通狀態判斷器5，行程時間處理器6，資料庫和GIS終端7，所述的主控計算機2與所述的異常數據處理器4相連，所述的異常數據處理器4連接設置有臨時交通資料庫8和歷史交通資料庫9，所述的臨時交通資料庫8連接設置有所述的交通狀態判斷器5和所述的行程時間處理器6，並進一步，所述的交通狀態判斷器5和所述的行程時間處理器6連接至交通決策支持資料庫10，所述的交通決策支持資料庫10和所述的歷史交通資料庫9都與所述的GIS終端7相連。
本發明一種用於城市快速道路的交通信息處理系統的實現過程描述如下所述的信號採集器3按固定時段記錄基本的交通信息，在每個固定時段內，主控計算機2發布輪詢指令，通過光端機1讀取這些信息，並將得到的信息傳遞至所述的信息處理系統，首先，所述的異常數據處理器4利用交通基礎信息之間的邏輯關係，判斷和去除可疑的數據組合，然後由臨時交通資料庫8和歷史交通資料庫9分別存放每個時間段內的處理後的實時數據和所有時間段內的處理後的實時數據，將當前時間段的實時數據傳至所述的交通狀態判斷器5，並由所述的交通狀態判斷器5利用實測得到的每個固定時間的基礎交通數據，得到各個路段的交通狀態，本實施例中的交通狀態判別器可將快速道路的交通流狀態分為三種自由流狀態車輛處於可自由操控的環境中，行駛的舒適度很高。該狀態對應發布狀態的暢通。
強迫流狀態交通流處於臨界狀態，交通狀況可能因微小的外界影響而迅速惡化。該狀態對應發布狀態的擁擠；混亂流狀態停車頻繁，車輛行駛受外界環境幹擾嚴重，舒適度極低。該狀態對應發布狀態的阻塞。
同時所述的行程時間處理器6利用路線上(連續空間中)某一瞬時時刻每一檢測斷面的時間段內的車輛平均速度計算檢測斷面之間的行程時間，通過回歸得出瞬時行程時間，並進行外延處理，得到真實行程時間，所述的交通狀態判斷器5和所述的行程時間處理器6得到的處理後的數據傳遞至的述的交通決策支持資料庫10，由所述的交通決策支持資料庫10提供交通信息的決策分析，並最終由所述的GIS終端7進行瀏覽和查詢基礎交通數據以及處理後得到的交通指標。通過GIS終端7這樣一個地圖可視化的界面，管理人員可以方便的獲得交通數據。
在本發明的一個優選實施例中，通過實際測試利用本發明的路段交通狀況與人工判別的交通狀況通過4天的數據對比，兩者的一致性達到了95％。同時得到的路段行程時間與實際行程時間兩者的相關係數到達了0.96。這樣，信息處理系統可以基本代替人工觀察，這為快速路管理節省大量的人工資源。同時，信息處理系統快速的處理，使得管理者能夠針對實時狀況迅速採取措施，大大提供了管理效果。
權利要求
1.一種用於城市快速道路的交通信息處理系統，由至少一個外場交通信息採集裝置、主控計算機和信息處理系統構成，其特徵在於所述的外場交通信息採集裝置分散設置在城市快速道路沿線，任意一個所述的外場交通信息採集裝置均通過電纜與光端機連接，複數個所述的光端機通過光纜以環形拓撲結構相連構成環形網，所述的主控計算機與至少一個所述的光端機相連，所述的主控計算機與所述的信息處理系統連接，所述的信息處理系統內設置有異常數據處理器，交通狀態判斷器，行程時間處理器，資料庫和GIS終端，所述的主控計算機與所述的異常數據處理器相連，所述的異常數據處理器與臨時交通資料庫和歷史交通資料庫連接，所述的臨時交通資料庫與所述的交通狀態判斷器和所述的行程時間處理器連接，所述的交通狀態判斷器和所述的行程時間處理器與一個交通決策支持資料庫連接，所述的交通決策支持資料庫和所述的歷史交通資料庫均與所述的GIS終端相連，所述的外場交通信息採集裝置按固定時段記錄基本的交通信息，在每個固定時段內，主控計算機發布輪詢指令，通過光端機讀取這些信息，並將得到的信息傳遞至所述的信息處理系統，所述的異常數據處理器根據交通基礎信息之間的邏輯關係，判斷和去除可疑的數據組合，然後由臨時交通資料庫和歷史交通資料庫分別存放每個時間段內的處理後的實時數據和所有時間段內的處理後的實時數據，將當前時間段的實時數據傳至所述的交通狀態判斷器，並由所述的交通狀態判斷器利用實測得到的每個固定時間的基礎交通數據，得到各個路段的交通狀態，所述的行程時間處理器利用路線上瞬時時刻每一檢測斷面的時間段內的車輛平均速度計算檢測斷面之間的行程時間，通過回歸得出瞬時行程時間，並進行外延處理，得到真實行程時間，所述的交通狀態判斷器和所述的行程時間處理器得到的處理後的數據傳遞至所述的交通決策支持資料庫，由所述的交通決策支持資料庫提供交通信息的決策分析，並通過所述的GIS終端瀏覽和查詢基礎交通數據以及處理後得到的交通指標。
2.如權利要求1所述的用於城市快速道路的交通信息處理系統，其特徵在於所述的環形網內設置有一個主控光端機，所述的主控光端機與所述的主控計算機相連。
3.如權利要求1所述的用於城市快速道路的交通信息處理系統，其特徵在於所述的外場交通信息採集裝置內設置有信號傳感器。
4.如權利要求1所述的用於城市快速道路的交通信息處理系統，其特徵在於所述的光端機連接有兩個以上的外場交通信息採集裝置。
全文摘要
本發明一種用於城市快速道路的交通信息處理系統由外場系統和內場系統兩部分構成，外場系統由光端機和主控計算機構成，內場系統由信息處理系統構成，光端機連接外場信號採集裝置，光端機以環形拓撲結構相連構成一個環形網，主控計算機與光端機相連，主控計算機連接至信息處理系統並由信息處理系統完成信號的分析與控制決策。本發明可以基本代替人工觀察，為快速路管理節省大量的人工資源。同時，信息處理系統快速的處理，使得管理者能夠針對實時狀況迅速採取措施，大大提供了管理效果。
文檔編號G08G1/00GK1725208SQ200410052969
公開日2006年1月25日 申請日期2004年7月19日 優先權日2004年7月19日
發明者馮健理, 孫立軍, 袁文平, 杜豫川, 姚穎東, 孫素梅 申請人:上海市市政工程管理處, 同濟大學