CN104408919B - 一种基于移动智能终端的道路交通参数人工调查系统 - Google Patents

Abstract

为了解决在现有交通参数人工调查中无法获取精细精确数据、数据后期整理工作量大、调查人员监管困难的问题，本发明提供一种基于移动智能终端的交通参数人工调查系统，能够分别实现对交通量、交通密度和行车延误三种交通参数的精细精确数据进行采集，并且在调查完成后自动生成EXCEL格式的调查数据，同时利用互联网实现了各调查人员所采集数据的自动上传、汇总与分析；另一方面通过移动终端中的GPS模块在调查过程中获取调查人员的定位信息，实现了对调查人员的监管，而且本发明无需购置新设备、成本低、适用范围广。系统由移动智能终端、交通参数人工调查软件、数据汇总与监控系统和WEB服务器四个部分组成。

Description

一种基于移动智能终端的道路交通参数人工调查系统

所属技术领域

本发明涉及一种基于移动智能终端的道路交通参数人工调查系统，能够通过移动智能终端实现精细交通量、交通密度以及行车延误数据的采集、汇总、上传和分析，尤其是利用移动终端的GPS模块能够对调查人员的位置进行监控，保证调查数据的质量。

交通调查是交通工程领域中一项非常重要的基础工作，为交通规划、交通管理与控制、交通设施的建设与运营及交通安全等方面的实践与研究提供基础数据支持，因此提高交通调查的效率及其现代水平对于交通工程的发展具有重要意义。

背景技术

在众多道路交通基础参数中交通量、交通密度与行车延误分别是城市交通管理与控制的主要依据，这三种交通调查的需求量是最大的，目前交通量、交通密度与行车延误的调查方法主要有人工调查法和自动调查法两种。

随着车辆自动检测技术的不断发展和成熟，以及其本身所具有的节省人力、精度高、持续时间长等优点，自动调查法的应用范围越来越广，但这类方法仍存在一次性投资大、灵活性差、无法进行某些特定调查(比如交叉口分流向、非机动车的交通调查等)，因此目前人工调查法仍是不可取代的。

交通量人工调查工具主要分为机械式和电子式两种，然而两种计数器都有成本高(机械式100元/台，电子式300元/台)、无法获得精细数据(即每辆车的到达时间)和后期数据汇总整理工作量大、易出错等问题。

交通密度人工调查的主要方法为出入量法，其所需要的工具与交通量人工调查工具相似，因此同样存在计数器成本高、后期数据汇总整理工作量大、易出错等问题。

行车延误人工调查中并没有专门的调查工具可供使用，其主要是依靠时钟计时、人工记录车牌号的方式，不仅同样具有数据汇总整理工作量大、易出错等问题，而且由于采用抽样调查使得调查数据存在一定抽样误差。

与此同时由于很难实现对调查人员的监控，使得调查人员随意编造数据，甚至是不进行调查人为捏造数据的现象也是时有发生。

由此可见，在交通参数人工调查法中精细、准确数据的采集、后期数据的自动汇总、上传以及对调查人员的监控都是急需解决的，本发明利用移动智能终端设计一种交通参数人工调查应用程序来解决交通量、交通密度与行车延误这三种交通参数人工调查中的以上难题。

目前市面上已经普及的移动智能终端拥有非常强大的数据处理能力，而且能够让不同的开发者基于移动智能终端的系统平台开发出各种应用程序，因此移动智能终端上面的应用程序开发属于现有的己知技术。

与此同时，近年移动通信技术和地理信息系统的同步发展促成了各种移动定位服务应用的快速发展，使用者可通过移动智能终端等自身配置的GPS模块实现精准的定位，GPS具有定位精度高(10米以内)、全天候作业、成本低的特点，已在移动智能终端上得到了广泛的应用，因此基于GPS的移动智能终端定位技术也属于现有的已知技术。

发明内容

为了解决在现有交通参数人工调查中无法获取精细精确数据、数据后期整理工作量大、调查人员监管困难的问题，本发明提供一种基于移动智能终端的交通参数人工调查系统，能够分别实现对交通量、交通密度和行车延误三种交通参数的精细精确数据进行采集，并且在调查完成后自动生成EXCEL格式的调查数据，同时利用互联网实现了各调查人员所采集数据的自动上传、汇总与分析；另一方面通过移动终端中的GPS模块在调查过程中获取调查人员的定位信息，实现了对调查人员的监管，而且本发明无需购置新设备、成本低、适用范围广。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于移动智能终端的交通参数人工调查系统，包括：

1、移动智能终端，用于运行交通参数人工调查软件；

2、交通参数人工调查软件，用于记录交通参数数据，实现数据的自动汇总、上传、共享以及获取调查人员位置信息；

3、数据汇总与监控系统，用于对单个调查人员采集的交通参数数据进行汇总、整理、分析以及进一步深入挖掘，并利用调查人员的位置信息对其进行监控；

4、WEB服务器，用于移动智能终端与数据汇总与监控系统的数据交换。

移动智能终端是本发明专利的硬件组成部分，移动智能终端须具有GPS功能、蓝牙功能和数据连接功能；交通软件通过启动移动智能终端的GPS模块，可以获取调查人员的实时位置信息；利用数据连接功能可以将调查数据和位置信息实时上传到WEB服务器。

交通参数人工调查软件是本发明专利的主要软件组成部分；交通参数人工调查软件包括参数设置、交通量数据采集、交通密度数据采集、行车延误数据采集、数据导入、数据汇总和数据导出七个模块；参数设置模块用于设置交通参数调查所需的基本参数；交通量数据采集模块用于调查人员根据现场交通实际情况录入交通量调查数据，并同时利用移动终端的GPS模块记录调查人员位置信息；交通密度数据采集模块用于调查人员根据现场交通实际情况录入交通密度调查数据，并同时利用移动终端的GPS模块记录调查人员位置信息；行车延误数据采集模块用于调查人员根据现场交通实际情况录入行车延误调查数据，并同时利用移动终端的GPS模块记录调查人员位置信息；数据导入模块用于接收其他调查人员或WEB服务器发送到本移动终端的交通参数数据和调查参数数据；数据汇总模块用于将调查人员选择的调查数据汇总并生成EXECL格式的数据；数据导出模块用于通过蓝牙或数据连接功能将数据汇总模块生成的数据传给其他调查人员或上传到WEB服务器。

进一步地，参数设置模块主要包括填写调查项目资料、选择交通调查类型、设置调查时间周期和用户登录信息管理四个主要功能；调查项目资料包括本次调查项目名称和项目负责人、本次调查人员等信息；可供选择的交通调查类型主要有交通量调查、交通密度调查和行车延误调查三类；设置调查时间周期可以设定本次调查的开始时间、结束时间以及调查间隔周期；用户登录信息管理可以修改账户信息以及账户密码等。

交通量数据采集模块采用交互式界面，在移动智能终端软件显示为友好的直观画面，各类调查参数用清晰直观形象的图标表示，根据所选择的调查类型，包括断面流量交通量调查、交叉口交通量调查、非机动车和行人交通量调查，调查人员只需在画面进行简单的分类计数点击即可采集到精细交通量数据，即每条都具有时间信息的交通量数据，具体交通量计算公式(1)、(2)、(3)和(4)如下所示，同时每条交通量数据还包括由智能移动终端GPS模块获取的调查员位置信息。

$Q(t_1,t_2)=\frac{\underset{l=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_l(t_1,t_2)}{(t_2-t_1)}---\left(1\right)$

$Q_l(t_1,t_2)=\frac{N_l(t_1,t_2)}{(t_2-t_1)}---\left(2\right)$

N_l(t₁，t₂)＝N_l(0，t₂)-N_l(0，t₁) (3)

$N(t_1,t_2)=\underset{l=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{N}_l(t_1,t_2)---\left(4\right)$

N_l(0，t)＝n，当t_l(n)≤t并且t_l(n+1)＞t。

其中Q_l(t₁，t₂)表示在时段[t₁，t₂]内车型1的交通量；

Q(t₁，t₂)表示在时段[t₁，t₂]内的交通量；

N_l(t₁，t₂)表示在时段[t₁，t₂]内记录的车型1的数量；

N(t₁，t₂)表示在时段[t₁，t₂]内记录的所有车辆的数量；

t_l(n)表示记录的车型为1的车辆中第n个的到达时间；

M表示车辆类型的数量。

交通密度数据采集模块将通过出入量法调查法来获得路段的交通密度，包括出口交通量计数、入口交通量计数以及浮动车计数三个界面，其中出口交通量计数、入口交通量计数界面与交通量数据采集模块类似为用来分别采集路段入口、出口的交通量数据；浮动车计数界面用来记录浮动车在从路段入口行驶到出口过程中分别超过与被超过的车辆数；最后利用出口交通量、入口交通量及浮动车计数得到路段在指定时刻的交通密度及在指定时段的平均交通密度，具体计算公式(5)、(6)和(7)如下所示，同时每条交通密度数据还包括由智能移动终端GPS模块获取的调查员位置信息。

$\stackrel{\‾}{K}\left(t\right)=\frac{\underset{i=1}{\overset{t}{\mathrm{\Σ}}}K\left(i\right)}{t}---\left(7\right)$

K(t)为路段t时刻的交通密度；

为路段在[0，t]时段内的平均交通密度；

N_入(t)为路段入口横截面到t时刻为止经过的车辆个数；

N_出(t)为路段出口横截面到t时刻为止经过的车辆个数；

N_初为在0时刻路段上的车辆个数；

t_到为浮动车在0时刻从路段入口出发到达路段出口的时刻；

N_超为浮动车在从路段入口到路段出口行驶过程中所超过的车辆个数；

N_被超为浮动车在从路段入口到路段出口行驶过程中被超过的车辆个数；

L为路段的长度。

行车延误数据采集模块利用交通密度数据采集模块获得的路段平均交通密度与平均交通量数据得到路段平均车速，并将路段平均车速与路段标准车速进行比较从而得到路段平均延误及路段总延误，具体计算公式(8)、(9)和(10)如下所示，同时每条行车延误数据还包括由智能移动终端GPS模块获取的调查员位置信息。

$\stackrel{\‾}{d}\left(t\right)=(v-v_{d\left(t\right)})\·L---\left(8\right)$

d(t)＝(v-v_d(t))·L·N_出(t) (9)

其中为路段在[0，t]时段内平均每辆车的延误；

d(t)为路段在[0，t]时段内所有辆车的总延误；

v_d(t)为路段在[0，t]时段内所有车辆的平均车速；

v为路段的标准车速。

数据汇总与监控系统包括数据导入、数据汇总、数据查询与导出和地理位置监控四个模块；数据导入模块用于通过WEB服务器将不同调查人员采集的交通参数数据及其位置信息从相应移动终端导入到数据汇总与监控系统；数据汇总模块用于对所获得的交通调查数据根据需求进行汇总、分析以及深入挖掘；数据查询与导出模块用于对数据汇总模块得到的调查数据结果进行查询，并根据需求生成相应格式的文件；地理位置监控模块用于通过位置信息对调查人员进行监控，保证数据质量。

进一步地，数据汇总模块将根据调查实际情况对通过数据导入模块获取的交通参数数据进行合并，并能够按照地点、时间等因素对交通参数数据进行分类统计，同时能够在已有数据的基础上进一步的进行挖掘得到新参数数据，例如利用精细交通量数据得到平均车头时距、利用路段交通量与交通密度数据结合道路通行能力得到道路服务水平、利用交叉口交通量与行车延误数据结合交叉口信号配时现有方案得到交叉口信号配时优化方案等。

调查人员监控模块在可视化操作的地理信息系统界面可设定监控目标的移动许可边界及其对应的移动许可区域；并且结合获得的调查人员位置信息对调查人员是否越界进行判断，并在调查人员越界时发出警报提醒监控人员，同时相应调查人员在越界期间得到的调查数据进行标记。

WEB服务器用于实现移动智能终端交通参数人工调查软件与数据汇总与监控系统的数据交换，其中数据汇总与监控系统通过WEB服务器得到调查人员采集到的交通调查数据与其位置信息；交通参数人工调查软件通过WEB服务器获得调查基本参数。

本发明的有益效果：充分利用移动智能终端具有的可视化、交互性特点，设计交通参数人工调查软件实现了精细精确交通参数数据的采集、后期数据的自动汇总分析以及对调查人员的监管，解决了现有的交通人工调查方式无法获取精细精确数据、数据后期整理工作量大、调查人员监管困难的问题，从而大大地提高了调查数据的准确性和交通调查的效率。

附图说明

图1：基于移动智能终端的道路交通参数人工调查系统原理示意图

图2：交通参数人工调查软件功能模块示意图

图3：数据汇总与监控系统功能模块示意图

图4：交通参数人工调查软件参数设置模块原理示意图

图5：交通参数人工调查软件交通量数据采集模块原理示意图

图6：交通参数人工调查软件交通密度数据采集模块原理示意图

图7：交通参数人工调查软件行车延误数据采集模块原理示意图

图8：交通参数人工调查软件数据处理流程原理示意图

图9：数据汇总与监控系统数据处理流程原理示意图

图10：数据汇总与监控系统地理位置监控模块原理示意图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明，下述说明仅是示例性的，不限定本发明的保护范围。

一种基于移动智能终端的道路交通参数人工调查系统，包括：移动智能终端、交通参数人工调查软件、数据汇总与监控系统和WEB服务器；移动智能终端用于运行交通参数人工调查软件；交通参数人工调查软件用于调查人员设置调查参数、记录交通参数数据以及获取调查人员位置信息，并实现调查数据的自动汇总、上传与共享；数据汇总与监控系统用于对单个调查人员采集的交通参数数据进行汇总、整理、分析以及进一步深入挖掘，并利用调查人员的位置信息对其进行监控；WEB服务器用于移动智能终端与数据汇总与监控系统的数据交换。

参考附图1，基于移动智能终端的道路交通参数人工调查系统硬件部分包括移动智能终端、PC端以及WEB服务器，其中移动智能终端是交通参数人工调查软件的运行平台、PC端是数据汇总与监控系统的运行平台、WEB服务器用于实现移动智能终端与PC端的数据交换；基于移动智能终端的道路交通参数人工调查系统的工作原理：调查人员通过交通参数人工调查软件对调查现场的实际交通情况进行数据录入，同时软件也记录调查人员的位置信息，调查完成后将经过整理的交通参数调查数据与调查人员位置信息一同由WEB服务器上传到PC端数据汇总与监控系统；数据汇总与监控系统对获取的交通量调查数据进行汇总分析，并将交通调查数据分析结果导出和存储数据库供查询使用，同时利用获取的调查人员位置信息对其进行监控，从而有效地对调查人员进行管理。

参考附图2，交通参数人工调查软件包括参数设置、交通量数据采集、交通密度数据采集、行车延误数据采集、数据汇总、数据导出和数据导入七个模块；交通参数人工调查软件的模块工作原理：首先调查人员需要通过参数设置模块填写调查项目资料和设定调查时间；其次可以根据调查需要选择交通量数据采集模块、交通密度数据采集模块、行车延误数据采集模块进行调查，交通参数人工调查软件会根据所选择的交通调查模块提供相对应的计数类型，便于调查人员可以快速准确地输入调查数据，同时交通参数人工调查软件将会后台开启GPS模块记录移动终端当前位置信息；再次交通参数人工调查软件通过数据汇总模块将已录入的调查数据汇总并生成EXCEL格式的数据；最后交通参数人工调查软件可以通过数据导出模块使用蓝牙或数据连接功能将数据汇总模块生成的数据传给其他调查人员或上传到WEB服务器；或者通过数据导入模块接收其他调查人员或WEB服务器发送到本移动终端的交通参数数据和调查参数数据。

参考附图3，数据汇总与监控系统包括数据导入、数据汇总、数据查询与导出和地理位置监控四个模块；数据汇总与监控系统的模块工作原理：首先数据汇总与监控系统通过数据导入模块接入WEB服务器将各移动终端上传的交通参数调查数据与调查员位置信息导入系统；然后分别将交通参数调查数据和调查员位置信息传到数据汇总与地理位置监控模块，数据汇总模块对交通调查数据进行分类整理，对交通调查数据根据所选择的调查类型进行统计分析，分析后将得出的调查结果进行保存；汇总后生成的调查数据可以通过数据导出与查询模块将结果通过图表形式和EXCEL格式导出以及查询详细的调查源数据；地理位置监控模块将获得的调查人员位置信息接入地理信息系统，在可视化操作的地理信息系统界面可设置监控目标的移动许可边界，以及与所述移动许可边界对应的移动许可区域，并且跟踪监控目标的位置变化，根据监控目标当前的位置信息，确定监控目标所在的警示区，在监控目标超出所述移动许可区域时，发出越界告警信息从而有效地对调查人员进行监管。

参考附图4，交通参数人工调查软件参数设置模块原理：参数设置模块主要包括填写调查项目资料、选择交通调查类型、设置调查时间周期和用户登录信息管理四个主要功能；当用户打开交通参数人工调查软件需要通过帐号和密码登录才能使用软件，同时可通过参数设置模块修改账户信息以及账户密码，当用户登录账户后开始调查之前需要填写调查项目资料，包括项目名称和项目负责人等信息，其次根据调查需要选择交通调查类型，主要有交通量调查、交通密度调查和行车延误调查三类；最后选择设定本次调查的开始时间、结束时间以及调查间隔周期。

参考附图5，交通参数人工调查软件交通量数据采集模块原理：交通量调查包括断面流量交通量调查、交叉口交通量调查、非机动车和行人交通量调查，调查人员选择交通量调查类型后只需在画面进行简单的分类计数点击即可采集到精细交通量数据，即每条都具有时间信息的交通量数据，同时每条交通量数据还包括由智能移动终端GPS模块获取的调查员位置信息。

参考附图6，交通参数人工调查软件交通密度数据采集模块原理：路段交通密度通过出入量法调查法来获得，包括出口交通量计数、入口交通量计数以及浮动车计数三个界面，其中出口交通量计数、入口交通量计数界面与交通量数据采集模块类似为用来分别采集路段入口、出口的交通量数据；浮动车计数界面用来记录浮动车在从路段入口行驶到出口过程中分别超过与被超过的车辆数；最后利用出口交通量、入口交通量及浮动车计数得到路段在指定时刻的交通密度及在指定时段的平均交通密度，同时每条交通密度数据还包括由智能移动终端GPS模块获取的调查员位置信息。

参考附图7，交通参数人工调查软件行车延误数据采集模块原理：行车延误数据采集模块利用交通密度数据采集模块获得的路段平均交通密度与平均交通量数据得到路段平均车速，并将路段平均车速与路段标准车速进行比较从而得到路段平均延误及路段总延误，同时每条行车延误数据还包括由智能移动终端GPS模块获取的调查员位置信息。

参考附图8，交通参数人工调查软件数据处理流程原理：交通参数人工调查软件数据处理流程包括数据导入模块、数据汇总模块和数据导出模块；首先交通参数人工调查软件可通过数据连接从服务器下载数据以及通过蓝牙共享从其他移动智能终端导入数据；导入的数据会从数据导入模块传输到数据汇总模块，数据汇总模块将会对数据进行分类整理、将数据转换成标准格式以及对数据进行简单的统计；最后进过汇总的数据会传输到数据导出模块，可以通过保存为本地文件、上传服务器以及与其他终端共享三种方式导出数据。

参考附图9，数据汇总与监控系统数据处理流程原理：数据汇总与监控系统数据处理流程包括数据导入模块、数据汇总模块和数据查询导出模块；数据导入模块会从WEB服务器导入调查数据以及地理位置信息；导入的数据在数据汇总模块会分为交通量数据统计、交通密度数据统计以及行车延误数据统计三类，根据不同的调查类型选择不同的公式对数据进行处理；数据查询导出模块可以将处理后的数据保存为EXCEL文件和通过统计图标的形式输出，同时也提供对具体数据的查询功能。

参考附图10，数据汇总与监控系统地理位置监控模块原理：首先地理位置监控模块会从WEB服务器导入地理信息数据，然后将地理信息数据接入地理信息系统，地理信息系统可提供实时的调查人员位置显示，管理人员可在地理信息系统设定人员监控区域，让系统自动对调查人员进行监管，如果调查人员离开了设定的监控区域，将会发送监控报警信息到移动智能终端对调查人员进行警告。

以上所述仅是本发明的优选实施例而已，并非对本发明做任何形式的限制，虽然本发明已经通过上述实施例披露了，但是不能用于限定本发明，本领域人员可利用上述解释的技术内容作出许多变化或改进的等效实施例，这些等效示例应属于本发明的技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种基于移动智能终端的道路交通参数人工调查系统，包括：移动智能终端、交通参数人工调查软件、数据汇总与监控系统和WEB服务器；移动智能终端用于运行交通参数人工调查软件；交通参数人工调查软件用于调查人员设置调查参数、记录交通参数数据以及获取调查人员位置信息，并实现调查数据的自动汇总、上传与共享；数据汇总与监控系统用于对单个调查人员采集的交通参数数据进行汇总、整理、分析以及进一步深入挖掘，并利用调查人员的位置信息对其进行监控；WEB服务器用于移动智能终端与数据汇总与监控系统的数据交换。

2.根据权利要求1所述的基于移动智能终端的道路交通参数人工调查系统，其特征在于：移动智能终端是道路交通参数人工调查系统的硬件组成部分，移动智能终端须具有GPS功能、蓝牙功能和数据连接功能；交通参数人工调查软件通过启动移动智能终端的GPS模块，可以获取调查人员的实时位置信息；利用数据连接功能可以将调查数据和位置信息实时上传到WEB服务器。

3.根据权利要求1所述的基于移动智能终端的道路交通参数人工调查系统，其特征在于：交通参数人工调查软件是道路交通参数人工调查系统的移动智能终端的软件组成部分，交通参数人工调查软件包括参数设置、交通量数据采集、交通密度数据采集、行车延误数据采集、数据汇总、数据导出和数据导入七个模块；交通参数人工调查软件的模块工作原理：首先调查人员需要通过参数设置模块填写调查项目资料和设定调查时间；其次可以根据调查需要选择交通量数据采集模块、交通密度数据采集模块、行车延误数据采集模块进行调查，交通参数人工调查软件会根据所选择的交通调查模块提供相对应的计数类型，便于调查人员可以快速准确地输入调查数据，同时交通参数人工调查软件将会后台开启GPS模块记录移动智能终端当前位置信息；再次交通参数人工调查软件通过数据汇总模块将已录入的调查数据汇总并生成EXCEL格式的数据；最后交通参数人工调查软件可以通过数据导出模块使用蓝牙或数据连接功能将数据汇总模块生成的数据传给其他调查人员或上传到WEB服务器；或者通过数据导入模块接收其他调查人员或WEB服务器发送到本移动智能终端的交通参数数据和调查参数数据。

4.根据权利要求1所述的基于移动智能终端的道路交通参数人工调查系统，其特征在于：数据汇总与监控系统是道路交通参数人工调查系统PC端的软件组成部分，数据汇总与监控系统包括数据导入、数据汇总、数据查询与导出和地理位置监控四个模块；数据汇总与监控系统的模块工作原理：首先数据汇总与监控系统通过数据导入模块接入WEB服务器将各移动智能终端上传的交通参数调查数据与调查员位置信息导入系统；然后分别将交通参数调查数据和调查员位置信息传到数据汇总与地理位置监控模块，数据汇总模块对交通调查数据进行分类整理，对交通调查数据根据所选择的调查类型进行统计分析，分析后将得出的调查结果进行保存；汇总后生成的调查数据可以通过数据导出与查询模块将结果通过图表形式和EXCEL格式导出以及查询详细的调查源数据；地理位置监控模块将获得的调查人员位置信息接入地理信息系统，在可视化操作的地理信息系统界面可设置监控目标的移动许可边界，以及与所述移动许可边界对应的移动许可区域，并且跟踪监控目标的位置变化，根据监控目标当前的位置信息，确定监控目标所在的警示区，在监控目标超出所述移动许可区域时，发出越界告警信息从而有效地对调查人员进行监管。