CN106548635B - 一种高速公路收费站应急管控系统及其方法 - Google Patents

一种高速公路收费站应急管控系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高速公路收费站应急管控系统及其方法，包括数据采集模块、数据存储模块、应急管控策略生成模块及应急管控策略发布模块，模块之间的数据传输通过通信技术实现。本发明针对发生交通事故的高速公路路段，获取路段实时运行信息，结合上下游收费站的运行信息，制定上下游收费站的应急管控策略，并将策略发布给收费站管理人员进行实施。本发明通过对上下游收费站进行应急管控，减少交通事故对高速公路路段交通运行状态的影响，降低二次事故的发生概率，保障高速公路出行者的生命财产安全和出行效率。

Description

一种高速公路收费站应急管控系统及其方法
技术领域
本发明涉及高速公路收费站管控技术领域，特别涉及一种高速公路收费站应急管控系统及其方法。
背景技术
近年来，随着我国机动车保有量的不断增加和高速公路基础设施建设的不断完善，高速公路车流量呈现不断上涨的趋势，高速公路上交通事故发生数也有所增多。交通事故通常会占据高速公路路段的部分车道，导致路段局部通行能力的突然下降，从而引发路段交通拥堵，并增加了二次事故的风险。
收费站作为高速公路的出入口，不仅能够起到收费的作用，同时也能通过调整开通的收费车道数量对进入和离开高速公路路段的车流量进行控制。当路段上发生交通事故时，通过对上下游收费站进行合理的应急管控，可以减少事故点上游汇入的车流量，及时疏散事故点下游的车流量，能够有效降低交通事故对路段交通运行状态的影响。但目前高速公路收费站的应急管理多依靠人工经验判断，缺少科学的决策依据。
发明内容：
发明目的：为了克服现有技术的缺点和不足，本发明提供一种高速公路收费站应急管控系统及其方法，实现对发生交通事故路段上下游收费站的合理应急管控。
技术方案：一种高速公路收费站应急管控系统，包括数据采集模块、数据存储模块、应急管控策略生成模块、应急管控策略发布模块；所述数据采集模块包括微波车辆检测器和高清视频监控摄像机，其中微波车辆检测器用于实时获取路段和上下游收费站的车流量数据，高清视频监控摄像机用于实时获取交通事故占据的车道数数据，获取的数据传输至数据存储模块；所述数据存储模块包括动态数据存储服务器和静态数据存储服务器，其中动态数据存储服务器用于存储数据采集模块采集的数据，静态数据存储服务器用于存放路段车道数、路段通行能力和路段上下游收费站的通行能力；所述应急管控策略生成模块从数据存储模块调取数据通过综合数据处理服务器处理，制定上下游收费站管控策略，并将生成的策略传输至应急管控策略发布模块；所述应急管控策略发布模块将策略展示在其收费站操作终端，供管理人员进行操作实施。
进一步的，所述数据采集模块中微波车辆检测器和高清视频监控摄像机均布设在高速公路路侧，且布设间距均满足系统运行要求，所述数据存储模块和应急管控策略生成模块所需的服务器均布设在高速公路管理中心，所述应急管控策略发布模块中收费站操作终端布设在收费站值班室。
进一步的，所述数据采集模块与数据存储模块之间的通过GPRS实现数据传输，所述数据存储模块与应急管控策略生成模块之间通过FTP协议实现数据传输，所述应急管控策略生成模块与应急管控策略发布模块之间通过GPRS实现数据传输。
本发明还提供一种高速公路收费站应急管控系统的实现方法，包括以下步骤：
步骤1：高速公路管理中心确认路段A发生交通事故后，启动所述高速公路收费站应急管控系统；
步骤2：所述数据采集模块获取路段A事故点上游当前的车流量QA、交通事故占据车道数N′A、路段上游收费站B当前的车流量QB、开通的车道数N′B、路段下游收费站C当前的车流量QC、开通的车道数N′C，并将获取数据传输至数据存储模块中动态数据存储服务器；
步骤3：所述应急管控策略生成模块调用数据存储模块中静态数据存储服务器内路段A的通行能力CA、车道数NA、收费站B的通行能力CB、车道数NB、收费站C的通行能力CC、车道数NC以及数据采集模块传输至动态数据存储服务器的数据，并通过综合数据处理服务器处理调用的数据制定收费站的应急管控策略；
步骤4：应急管控策略生成模块将生成的策略传输给应急管控策略发布模块，应急管控策略发布模块将获得的策略对应地分别展示在收费站B和收费站C的收费站操作终端，供管理人员进行实施操作；
步骤5：待确认交通事故现场处理完毕不再占据车道，且路段A的车流量处于通畅范围内，则关闭应急管控系统，并将收费站B和收费站C的车道开通情况恢复至事故发生前的状态。
进一步的，所述步骤3中的通过综合数据处理服务器处理调用的数据制定收费站的应急管控策略具体如下：
步骤3.1：计算发生交通事故的路段区域中通行区域D(即发生交通事故的路段区域去除被交通事故占据区域D′)的通行能力C′A：
C′A＝(NA-N′A)/NA×CA
计算收费站B当前的通行能力C′B：
C′B＝(N′B/NB)×CB
计算收费站C当前的通行能力C′C：
C′C＝(N′C/NC)×CC
步骤3.2：判断收费站B是否需要关闭车道并制定应急管控策略：
如果QB≤C′A，则收费站B不需要关闭车道，制定的应急管控策略为“不需要关闭车道”；
如果QB>C′A，则收费站B需要关闭车道，计算需要关闭的车道数
式中符号代表向上取整，
制定的应急管控策略为“关闭条车道”；
步骤3-3：判断收费站C是否需要关闭车道并制定应急管控策略：
如果QA≤C′C，则收费站C不需要增开车道，制定的应急管控策略为“不需要增开车道”；
如果QA>C′C，则收费站C需要增开车道，计算需要增开的车道数
当时，取
式中符号代表向上取整，
制定的应急管控策略为“增开条车道”。
有益效果：相对于现有技术，本发明为发生交通事故路段的上下游收费站的应急管控提供了科学的决策依据；本发明通过对收费站进行应急管控可以有效降低交通事故对路段交通流的影响，减小二次事故发生的风险。
附图说明
图1是本发明系统的框架图；
图2是本发明方法的流程图；
图3是本发明中路段场景示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明进行详细说明，但本发明的保护范围不局限于所述实施例。
本实施例基于以下假设：
(1)路段上下游的收费站均为主线收费站，且路段无匝道汇入；
(2)路段各车道通行能力相同，收费站各车道开通时通行能力相同；
(3)以路段某一通行方向为例，其中车道数、车流量、通行能力等参数均为该通行方向的参数。
如图1所示，一种高速公路收费站应急管控系统，包括数据采集模块1、数据存储模块2、应急管控策略生成模块3、应急管控策略发布模块4；所述数据采集模块1包括微波车辆检测器1-1和高清视频监控摄像机1-2，其中微波车辆检测器1-1用于实时获取路段和上下游收费站的车流量数据，高清视频监控摄像机1-2用于实时获取交通事故占据的车道数数据，获取的数据传输至数据存储模块2；所述数据存储模块2包括动态数据存储服务器2-1和静态数据存储服务器2-2，其中动态数据存储服务器2-1用于存储数据采集模块1采集的数据，静态数据存储服务器2-2用于存放路段车道数、路段通行能力和路段上下游收费站的通行能力；所述应急管控策略生成模块3在路段发生交通事故时，从数据存储模块2调取数据通过综合数据处理服务器3-1处理，制定上下游收费站管控策略，并将生成的策略传输至应急管控策略发布模块4；所述应急管控策略发布模块4将策略展示在收费站操作终端4-1，由管理人员进行操作实施。
所述数据采集模块1中微波车辆检测器1-1和高清视频监控摄像机1-2均布设在高速公路路侧，且布设间距均满足系统运行要求，所述数据存储模块2中动态数据存储服务器2-1和静态数据存储服务器2-2以及应急管控策略生成模块3中综合数据处理服务器3-1均布设在高速公路管理中心，所述应急管控策略发布模块4中收费站操作终端4-1布设在收费站值班室。
所述数据采集模块1与数据存储模块2之间的数据传输通过GPRS技术实现，所述数据存储模块2与应急管控策略生成模块3之间的数据传输通过FTP协议实现，所述应急管控策略生成模块3与应急管控策略发布模块4之间的数据传输通过GPRS技术实现。
如图2所示，一种高速公路收费站应急管控系统实现方法，包括以下步骤：
步骤1：高速公路管理中心确认路段A发生交通事故后，启动所述高速公路收费站应急管控系统；
步骤2：所述数据采集模块1获取路段A事故点上游当前的车流量QA、交通事故占据车道数N′A、路段上游收费站B当前的车流量QB、开通的车道数N′B、路段下游收费站C当前的车流量QC、开通的车道数N′C，并将获取数据传输至数据存储模块2中动态数据存储服务器2-1，路段场景示意图如图3所示；
步骤3：所述应急管控策略生成模块3调用数据存储模块2中静态数据存储服务器2-2内路段A的通行能力CA、车道数NA、收费站B的通行能力CB、车道数NB、收费站C的通行能力CC、车道数NC以及数据采集模块1传输至动态数据存储服务器2-1的数据，并通过综合数据处理服务器3-1处理调用的数据制定收费站的应急管控策略，步骤如下：
步骤3.1计算发生交通事故的路段区域中通行区域D(即发生交通事故的路段区域去除被交通事故占据区域D′)的通行能力C′A：
C′A＝(NA-N′A)/NA×CA
计算收费站B当前的通行能力C′B：
C′B＝(N′B/NB)×CB
计算收费站C当前的通行能力C′C：
C′C＝(N′C/NC)×CC
步骤3.2判断收费站B是否需要关闭车道并制定应急管控策略：
如果QB≤C′A，则收费站B不需要关闭车道，制定的应急管控策略为“不需要关闭车道”；
如果QB>C′A，则收费站B需要关闭车道，计算需要关闭的车道数
式中符号代表向上取整，
制定的应急管控策略为“关闭条车道”；
步骤3-3判断收费站C是否需要关闭车道并制定应急管控策略：
如果QA≤C′C，则收费站C不需要增开车道，制定的应急管控策略为“不需要增开车道”；
如果QA>C′C，则收费站C需要增开车道，计算需要增开的车道数
当时，取
式中符号代表向上取整，
制定的应急管控策略为“增开条车道”；
步骤4：应急管控策略生成模块3将生成的策略传输给应急管控策略发布模块4，应急管控策略发布模块4将获得的策略对应地分别展示在收费站B和收费站C的收费站操作终端4-1，由管理人员进行实施操作；
步骤5：待确认交通事故现场处理完毕不再占据车道，且路段A的车流量处于通畅范围内，则关闭应急管控系统，并将收费站B和收费站C的车道开通情况恢复至事故发生前的状态。
本发明提出一种高速公路收费站应急管控系统及其方法，包括数据采集模块、数据存储模块、应急管控策略生成模块及应急管控策略发布模块，模块之间的数据传输通过通信技术实现。本发明针对发生交通事故的高速公路路段，获取路段实时运行信息，结合上下游收费站的运行信息，制定上下游收费站的应急管控策略，并将策略发布给收费站管理人员进行实施。通过对上下游收费站进行应急管控，减少交通事故对高速公路路段交通运行状态的影响，降低二次事故的发生概率，保障高速公路出行者的生命财产安全和出行效率。对于高速公路管理者具有重要的意义，能够进一步提升高速公路的运行效率和服务水平。

Claims (3)

1.一种高速公路收费站应急管控系统，其特征在于：包括数据采集模块(1)、数据存储模块(2)、应急管控策略生成模块(3)、应急管控策略发布模块(4)；所述数据采集模块(1)包括微波车辆检测器(1-1)和高清视频监控摄像机(1-2)，其中微波车辆检测器(1-1)用于实时获取路段和上下游收费站的车流量数据，高清视频监控摄像机(1-2)用于实时获取交通事故占据的车道数数据，获取的数据传输至数据存储模块(2)；所述数据存储模块(2)包括动态数据存储服务器(2-1)和静态数据存储服务器(2-2)，其中动态数据存储服务器(2-1)用于存储数据采集模块(1)采集的数据，静态数据存储服务器(2-2)用于存放路段车道数、路段通行能力和路段上下游收费站的通行能力；所述应急管控策略生成模块(3)从数据存储模块(2)调取数据通过综合数据处理服务器(3-1)处理，制定上下游收费站管控策略，并将生成的策略传输至应急管控策略发布模块(4)；所述应急管控策略发布模块(4)将策略展示在其收费站操作终端(4-1)，供管理人员进行操作实施；
高速公路收费站应急管控系统的实现方法包括以下步骤：
步骤1：高速公路管理中心确认路段A发生交通事故后，启动所述高速公路收费站应急管控系统；
步骤2：所述数据采集模块(1)获取路段A事故点上游当前的车流量QA、交通事故占据车道数N′A、路段上游收费站B当前的车流量QB、开通的车道数N′B、路段下游收费站C当前的车流量QC、开通的车道数N′C，并将获取数据传输至数据存储模块(2)中动态数据存储服务器(2-1)；
步骤3：所述应急管控策略生成模块(3)调用数据存储模块(2)中静态数据存储服务器(2-2)内路段A的通行能力CA、车道数NA、收费站B的通行能力CB、车道数NB、收费站C的通行能力CC、车道数NC以及数据采集模块(1)传输至动态数据存储服务器(2-1)的数据，并通过综合数据处理服务器(3-1)处理调用的数据制定收费站的应急管控策略；
步骤4：应急管控策略生成模块(3)将生成的策略传输给应急管控策略发布模块(4)，应急管控策略发布模块(4)将获得的策略对应地分别展示在收费站B和收费站C的收费站操作终端(4-1)，供管理人员进行实施操作；
步骤5：待确认交通事故现场处理完毕不再占据车道，且路段A的车流量处于通畅范围内，则关闭应急管控系统，并将收费站B和收费站C的车道开通情况恢复至事故发生前的状态；
所述步骤3中的通过综合数据处理服务器(3-1)处理调用的数据制定收费站的应急管控策略具体如下：
步骤3.1：计算发生交通事故的路段区域中通行区域D的通行能力C′A：
C′A＝(NA-N′A)/NA×CA
计算收费站B当前的通行能力C′B：
C′B＝(N′B/NB)×CB
计算收费站C当前的通行能力C′C：
C′C＝(N′C/NC)×CC
步骤3.2：判断收费站B是否需要关闭车道并制定应急管控策略：
如果QB≤C′A，则收费站B不需要关闭车道，制定的应急管控策略为“不需要关闭车道”；
如果QB＞C′A，则收费站B需要关闭车道，计算需要关闭的车道数
式中符号代表向上取整，
制定的应急管控策略为“关闭条车道”；
步骤3.3：判断收费站C是否需要关闭车道并制定应急管控策略：
如果QA≤C′C，则收费站C不需要增开车道，制定的应急管控策略为“不需要增开车道”；
如果QA＞C′C，则收费站C需要增开车道，计算需要增开的车道数
当时，取
式中符号代表向上取整，
制定的应急管控策略为“增开条车道”。
2.根据权利要求1所述的高速公路收费站应急管控系统，其特征在于：所述数据采集模块(1)中微波车辆检测器(1-1)和高清视频监控摄像机(1-2)均布设在高速公路路侧，且布设间距均满足系统运行要求，所述数据存储模块(2)和应急管控策略生成模块(3)所需的服务器均布设在高速公路管理中心，所述应急管控策略发布模块(4)中收费站操作终端(4-1)布设在收费站值班室。
3.根据权利要求1所述的高速公路收费站应急管控系统，其特征在于：所述数据采集模块(1)与数据存储模块(2)之间的通过GPRS实现数据传输，所述数据存储模块(2)与应急管控策略生成模块(3)之间通过FTP协议实现数据传输，所述应急管控策略生成模块(3)与应急管控策略发布模块(4)之间通过GPRS实现数据传输。
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