一種城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統的製作方法

2023-10-11 15:23:54 2

專利名稱：一種城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及物理領域，尤其涉及交通流量的測量和控制技術，特別是 一種城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統。
技術背景城市機動車的擁有量正高速增長，而城市道路的增長率低於機動車的 增長率，城市交通基礎設施承受巨大壓力。現有技術中，難以實時預測交 通流的動態，因此難以正確高效地及時誘導交通流，加劇了交通設施短缺 造成的困難，加重了交通擁堵。 發明內容本發明的目的是提供一種城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統， 所述的這種城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統要解決現有技術中難 以實時預測交通流的動態、難以正確高效地及時誘導交通流的技術問題。本發明的這種城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統由交通信息採 集子系統、通信子系統、交通信息綜合處理平臺、交通信息發布子系統和 閉路電視監視子系統構成，其中，所述的交通信息採集子系統通過所述的 通信子系統與交通信息綜合處理平臺連接，所述的閉路電視監視子系統通 過所述的通信子系統與交通信息綜合處理平臺連接，所述的交通信息綜合 處理平臺通過通信子系統與所述的交通信息發布子系統連接，所述的交通 信息採集子系統採集道路現場的交通信息數據並傳遞給所述的交通信息綜 合處理平臺，所述的交通信息綜合處理平臺對交通信息數據進行處理、並 輸出誘導信息，再由所述的交通信息發布子系統將誘導信息在道路現場發 布，所述的閉路電視監視子系統將道路現場的視頻信息傳遞到交通信息綜合處理平臺的人工監視端。進一步的，所述的交通信息綜合處理平臺由計算機構成。進一步的，在所述的交通信息綜合處理平臺對交通信息數據進行處理 的過程中，將交通的暢通或者堵塞狀態劃分為9個連續的評價等級，任意 相鄰的兩個評價等級之間相差半個排隊長度，由交通信息採集子系統對當 前周期路段出入口流量進行測量，由計算機根據當前周期路段出入口流量 差計算排隊長度的增量，再根據排隊長度的增量判斷當前適用的評價等級。或者，在所述的交通信息綜合處理平臺對交通信息數據進行處理的過 程中，由計算機從交通信息採集子系統中讀取相同時間段內的平均流量、 平均速度和時間飽和度，然後判斷擁堵狀態。或者，在所述的交通信息綜合處理平臺對交通信息數據進行處理的過 程中，由計算機從交通信息採集子系統中讀取路段流量的相位飽和度，與 設固定時距內的設定標準流量進行比對，然後判斷擁堵狀態。或者，在所述的交通信息綜合處理平臺對交通信息數據進行處理的過 程中，由計算機從交通信息採集子系統中讀取現場道路截面的車輛通過速 度和佔有率，結合資料庫中歷史數據，然後判斷擁堵狀態。或者，在所述的交通信息綜合處理平臺對交通信息數據進行處理的過 程中，由計算機從交通信息採集子系統中讀取車頭時距和佔有率信息，然 後判斷擁堵狀態。進一步的，所述的交通信息發布系統採用可變信息板發布實時交通信息。進一步的，所述的通信子系統採用有線通信方式、或者無線通信方式、 或者有線通信與無線通信相結合的方式工作。進一步的，所述的交通信息採集子系統中設置有設置有環形檢測線圈 或視頻數據檢測傳感器。進一步的，所述的交通信息發布系統按照廣域誘導、局部誘導、交通 狀態發布誘導、移動式誘導四個層次對車輛進行誘導。進一步的，所述的通信子系統採用有線通信方式、或者無線通信方式、 或者有線通信與無線通信相結合的方式工作。進一步的，所述的交通信息採集子系統中設置有環形檢測線圈。本發明與已有技術相對照，其效果是積極和明顯的。本發明可以提高 交通系統通行效率，可以顯著提高駕駛人員對道路交通狀況的了解程度， 從而調節交通量的到達數，使各條主幹道路的交通量能夠均衡分布，避免 車輛數超過道路的實際通行能力，從而改善交通擁堵問題，提高交通通暢 和交通系統運行效率。解決交通擁堵，提高交通暢通率和交通系統運行效 率，有利於經濟與社會發展。同時通過有效的交通誘導，減少車輛在路上 停留的時間，從而大大減輕城市因為汽車尾氣所產生的環境汙染和節省能 源。此外，本發明還可以配合警方進行重大活動或集會的臨時封路或重要 信息的發布。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是本發明一種城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統的一個優 選實施例的系統原理示意圖。圖2是本發明一種城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統的一個優 選實施例中的交通即時狀態判別算法總體流程圖。圖3是本發明一種城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統的一個優選實施例中的一種交通即時狀態判別算法的流程圖。圖4是本發明一種城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統的一個優 選實施例中的另一種交通即時狀態判別算法的流程圖。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，本發明一種城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統由交通信息採集子系統l、通信子系統2、交通信息綜合處理平臺3、 交通信息發布子系統4和閉路電視監視子系統5構成，其中，所述的交通 信息採集子系統1通過所述的通信子系統2與交通信息綜合處理平臺3連 接，所述的閉路電視監視子系統5通過所述的通信子系統2與交通信息綜 合處理平臺3連接，所述的交通信息綜合處理平臺3通過通信子系統2與 所述的交通信息發布子系統1連接，所述的交通信息採集子系統1採集道 路現場的交通信息數據並傳遞給所述的交通信息綜合處理平臺3，所述的 交通信息綜合處理平臺3對交通信息數據進行處理、並輸出誘導信息，再 由所述的交通信息發布子系統4將誘導信息在道路現場發布，所述的閉路 電視監視子系統5將道路現場的視頻信息傳遞到交通信息綜合處理平臺3 的人工監視端。進一步的，所述的交通信息綜合處理平臺3由計算機構成。 在本發明的一個實施例中，交通信息採集子系統1實現交通數據的獲 取。該子系統包括現有線圈採集設備、新增環形線圈採集設備、視頻數據 採集設備、其它採集設備和人工信息採集。新增的環形線圈車輛檢測器採 用無線通信方式將信息傳送至誘導控制中心，環形線圈車輛檢測器的信息 也通過無線通信方式將信息傳送至誘導控制中心，視頻數據採集器、SCATS 的信息均通過光纖或ADSL方式將信息傳送至誘導控制中心。所述的通信子 系統2採用有線通信與無線通信相結合的方式，所述的交通信息發布子系 統4直接面向車輛。在所述的交通信息綜合處理平臺對交通信息數據進行處理的過程中， 根據交通信息採集子系統的設置情況選擇採用以下五種實時交通狀態判別 算法。在所述的五種實時交通狀態判別算法中，交通信息綜合處理平臺實 時從通信子系統接收交通數據，交通數據包括2秒VD流量、20秒VD流量、速度以及佔有率、SCATS周期數據包。實時交通狀態判別算法在對某 路段的交通狀態判斷結束後，實時將判斷結果傳遞給發布子系統以及 GIS-To算法一適用範圍路段出入口信息完整基本原理根據表1將交通狀態劃分為9個連續的等級，每個等級之 間相差半個排隊長度。根據當前周期路段出入口流量差計算排隊長度的增 量，再根據排隊長度的增量判斷交通狀態的變化。表1交通狀態等級劃分formula see original document page 8紅綠燈周期注表l中t表示紅綠燈周期，T表示等待時間實現該算法的流程如圖3所示。'其中，Status——整型，表示交通狀態等級，有效取值範圍0-8;其中0、 1、 2對應通暢，3、 4、 5對應擁擠，6、 7、 8對應堵塞 △S 一整型，表示當前周期交通狀態等級Status的增量△L——float, AS的剩餘部分。如當前周期增加了 0.6個排隊長度， 狀態等級本應該變化0.6/0.5=1.2，取整後當前變化A S=[1.2]=l，剩餘AL-1.2-[1.2]-0.2保留到下一周期Step——常量，Step=0.5。交通狀態等級的變化步長，每改變0.5個排 隊長度，Status改變lV(Status)——常量，每個Status對應的出口最大流量。如V(l)表示交 通狀態為"通暢l"時出口的最大流量temp——float,存儲計算中間結果 P——float,路段入口流量修正因子 []——表示取整函數算法二基本原理在定出路段發布狀態的時間段[ST，ET]後，只依靠入口 VD 採集的交通信息，對該路段再次進行狀態判斷。基本原理是基於路段常發 性擁堵時，交通參數的改變有一定的規律。該規律是常發性擁擠從不擁擠到擁擠一般有一個較長的時間過程， 在擁擠發生前後交通流的三個基本參數(流量、速度和佔有率)的變化是 漸進的。算法二的流程如圖4所示。其中參數說明如下Oi--------第i個20秒記錄的時間飽和度Qi--------第i個20秒記錄的平均流量Vi--------第i個20秒記錄的平均速度適用範圍入口無線圈且無法計算流量，出口有SCATS的路段 交通狀態判別算法步驟(注以下規則及參數需要根據實際數據調整)1 、將SCATS相位飽和度DS劃分為幾個子集 如DS〈-20,飽和度很低 20<DS<=40,飽和度低40<DS100，飽和度很高2、 將SCATS相位原始流量VO根據相位時間長度劃分為幾個子集 如假設直行相位時間長度為t秒，按標準時距t秒內應通過v輛車 貝U: VO<=0.2v,流量很低0.2v<VO<=0.5v,流量低0.5v<VO0.8v，流量很高3、 判斷規則-Steph判斷該路段出口的交通狀態 If飽和度很低ThenIf流量很低Then出口通暢0Elself流量低Then出口通暢1 Elself流量高Then出口通暢2Elself流量很高Then矛盾End IfElself飽和度低ThenIf流量很低Then出口通暢1 Elself流量低Then出口通暢2 Elself流量高Then出口擁擠0 Elself流量很高Then矛盾End If Elself飽和度高ThenIf流量很低Then出口堵塞1 Elself流量低Then出口堵塞0 Elself流量高Then出口擁擠2 Elself流量很高Then出口擁擠1 End If Elself飽和度很高ThenIf流量很低Then出口堵塞2 Elself流量低Then出口堵塞1 Elself流量高Then出口堵塞0 Elself流量很高Then出口擁擠2 End IfEnd IfStep2:結合上遊路口判斷路段狀態If出口堵塞Oor 1 or2Then路段堵塞(保持出口等級) Elself出口擁擠0 or 1 or 2 ThenIf上遊出口堵塞0 or 1 or 2 Then路段堵塞(保持上遊出口等級)Elself上遊出口擁擠0orlor2 Then路段擁擠(保持出口等級)Elself上遊出口通暢0 or 1 or 2 Then路段擁擠(保持出口等級)End IfElself出口通暢0 or 1 or 2 ThenIf上遊出口堵塞0 or 1 or 2 Then路段堵塞(保持上遊出口等級)Elself上遊出口擁擠0 or 1 or 2 Then路段擁擠(保持上遊出口等級)Elself上遊出口通暢0 or 1 or 2 Then路段通暢(保持出口等級)End IfEnd If算法四在各隧道入口處往往只有一組VD線圈，只能通過該組線圈輔助判斷 隧道口的擁堵情況；或是只在路段中間某處有一組VD線圈，要通過該組 線圈輔助判斷或驗證路段狀態，這時的交通流可以近似看成連續流，可以 用速度作為主要的判斷依據，比如延安路隧道規律就十分明顯， 一旦速度 低於30公裡/小時基本就是擁擠發成了，此時再結合佔有率和歷史情況進 行判斷。參考判斷法則如下(注以下規則及參數需要根據實際數據調整) If速度很高Then該斷面附近通暢 Elself速度中等ThenIf佔有率高Then該斷面附近擁擠 Elself佔有率低Then該斷面附近通暢 End IF Elself速度低ThenIf佔有率高Then該斷面附近堵塞 Elself佔有率低Then該斷面附近通暢End IF End IF如上述參考規則在實際中出現誤判，則應該考慮加入該路段前幾步的12歷史狀態以及前後路段當前的交通狀態進行判斷。算法五 適用範圍此模塊主要根據VD採集的2m車頭時距和佔有率信息進行路段狀態 的判別，適用於出入口至少有一處有VD檢測器的路段。處理原理綜合考慮發生常發性擁擠時，車頭時距縮短，佔有率上升；發生堵塞 時佔有率繼續上升車頭時距反而下降這一交通規律，對交通狀態進行判別。 判斷法則If車頭時距>2If佔有率0.8堵塞； Else擁擠； Else if 1<車頭時距<2 If佔有率<0.5暢通； Else 擁擠； Else if 車頭時距<1 If佔有率<0.5擁擠；Else 堵塞；綜合n個算法(不同類型的路段選擇的算法數不同，最大為4)算出 的路段狀態，按照一級預報的要求選擇擁堵判別較重的狀態作為發布狀態 Z，同時綜合考慮與本發布周期最臨近周期內的上下遊狀態，如果沒有明顯 的矛盾出現，則發布此狀態Z，如果有矛盾則結合上下遊邏輯推理修正後 作為本路段在本周期的發布狀態。
權利要求
1. 一種城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統，由交通信息採集子系統、通信子系統、交通信息綜合處理平臺、交通信息發布子系統和閉路電視監視子系統構成，其特徵在於所述的交通信息採集子系統通過所述的通信子系統與交通信息綜合處理平臺連接，所述的閉路電視監視子系統通過所述的通信子系統與交通信息綜合處理平臺連接，所述的交通信息綜合處理平臺通過通信子系統與所述的交通信息發布子系統連接，所述的交通信息採集子系統採集道路現場的交通信息數據並傳遞給所述的交通信息綜合處理平臺，所述的交通信息綜合處理平臺對交通信息數據進行處理、並輸出誘導信息，再由所述的交通信息發布子系統將誘導信息在道路現場發布，所述的閉路電視監視子系統將道路現場的視頻信息傳遞到交通信息綜合處理平臺的人工監視端。
2. 如權利要求1所述的城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統，其特 徵在於所述的交通信息綜合處理平臺由計算機構成。
3. 如權利要求2所述的城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統，其特 徵在於在所述的交通信息綜合處理平臺對交通信息數據進行處理的過程 中，將交通的暢通或者堵塞狀態劃分為9個連續的評價等級，任意相鄰的兩個評價等級之間相差半個排隊長度，由交通信息採集子系統對當前周期 路段出入口流量進行測量，由計算機根據當前周期路段出入口流量差計算 排隊長度的增量，再根據排隊長度的增量判斷當前適用的評價等級。
4. 如權利要求2所述的城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統，其特 徵在於在所述的交通信息綜合處理平臺對交通信息數據進行處理的過程 中，由計算機從交通信息採集子系統中讀取相同時間段內的平均流量、平 均速度和時間飽和度，然後判斷擁堵狀態。
5.如權利要求2所述的城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統，其特徵在於在所述的交通信息綜合處理平臺對交通信息數據進行處理的過程 中，由計算機從交通信息採集子系統中讀取路段流量的相位飽和度，與設 固定時距內的設定標準流量進行比對，然後判斷擁堵狀態。
6.如權利要求2所述的城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統，其特徵在於在所述的交通信息綜合處理平臺對交通信息數據進行處理的過程 中，由計算機從交通信息採集子系統中讀取現場道路截面的車輛通過速度 和佔有率，結合資料庫中歷史數據，然後判斷擁堵狀態。
7.如權利要求2所述的城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統，其特徵在於在所述的交通信息綜合處理平臺對交通信息數據進行處理的過程 中，由計算機從交通信息採集子系統中讀取車頭時距和佔有率信息，然後 判斷擁堵狀態。
8. 如權利要求1所述的城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統，其特 徵在於所述的交通信息發布系統採用可變信息板發布實時交通信息。
9. 如權利要求1所述的城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統，其特 徵在於所述的通信子系統採用有線通信方式、或者無線通信方式、或者 有線通信與無線通信相結合的方式工作。
10.如權利要求1所述的城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統，其特 徵在於所述的交通信息採集子系統中設置有設置有環形檢測線圈或視頻 數據檢測傳感器。
全文摘要
一種城市道路交通的即時狀態判別及誘導系統，由交通信息採集子系統、通信子系統、交通信息綜合處理平臺、交通信息發布子系統和閉路電視監視子系統構成，交通信息採集子系統將現場的交通信息進行採集，並通過通信子系統傳遞至交通信息綜合處理平臺，交通信息綜合處理平臺中採用交通即時狀態判別算法，根據流量、速度、佔有率、周期數據包對設定路段的交通狀態進行判斷，並實時將判斷結果傳遞給發布子系統發送至面向車輛的交通現場。本發明可以提高交通系統通行效率，改善交通擁堵問題。
文檔編號G08G1/00GK101271622SQ20071003832
公開日2008年9月24日 申請日期2007年3月22日 優先權日2007年3月22日
發明者帆 張, 張克剛, 溫宏江, 甘駿人, 羅贊文, 磊 邢 申請人:上海經達實業發展有限公司