CN107590998A - 一种基于浮动车数据的道路节点运行状态识别算法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于浮动车数据的道路节点运行状态识别算法及系统，该系统由浮动车数据系统、交通处理中心、节点状态分析系统、显示系统、报警处理系统组成。系统包含了节点拥堵时长、延误时长、节点服务水平计算算法，利用浮动车系统的实时、大容量特性，对节点交通运行状态进行识别，为出行者提供多样化的出行服务，提前规划行驶路径，减少盲目性交通拥堵，提升城市交通管理水平。

Description

一种基于浮动车数据的道路节点运行状态识别算法及系统

技术领域

本发明涉及交通状态识别领域，尤其涉及一种基于浮动车数据的道路节点运行状态识别算法及系统。

背景技术

随着我国城市化进程的放缓，我国公路建设已从从前建设为主向管理转变，路网交通运行状态识别是交通管理的基础性工作，路段和节点由于空间的不同，分析方法也随之不同，传统对道路路段的交通识别方法已不适用节点，因此，如何对节点交通运行状态进行识别是交通领域的热点研究问题。近年来，交通大数据迅猛发展，大数据时代的来临对交通规划领域有着深远的影响，如何利用大数据样本容量大、类型多样等优势对交通节点状态进行识别是本领域研究人员的棘手问题。

发明内容

本发明所要解决的问题在于，提供一种拥堵节点状态识别算法和系统，利用浮动车数据系统收集相关基础数据，计算出节点的拥堵时长、延误时长和服务水平。

为解决上述问题，本发明提供了一种基于浮动车数据的道路节点运行状态识别算法及系统，包括：

该系统由浮动车数据系统、交通处理中心、节点状态分析系统、显示系统、报警处理系统组成。

所述浮动车数据系统由浮动车、GPS定位系统、数据传输系统组成，浮动车为安装GPS定位系统的车辆，以小客车、出租车、公交车为主，GPS定位系统实时收集车辆地理位置、行驶时间信息，通过数据传输系统将信号传送到交通处理中心，数据传输系统由信号发射器、天线组成。

所述交通处理中心由中央处理器、多个存储器组成，中央处理器接收浮动车数据系统的GPS数据，并对数据进行计算和处理，统计出路段内浮动车的数量、行驶里程、行驶时间；存储器由硬盘组成，对数据进行存储，同时存储器包含节点、路段基础数据信息，包括节点ID、路段ID，路段长度，路段类型（分为快速路、主干路、次干路、支路）及路段经纬度坐标；中央处理器将浮动车数据系统的GPS数据与路段经纬度坐标进行匹配，对车辆所在路段进行识别和判断。

所述节点状态分析系统计算节点平均延误时长、节点拥堵时长、节点服务水平、平均车速，平均车速计算方法为

式中，为第辆样本车辆在路段（或道路）的行驶里程，为第辆样本车辆在路段（或道路）的行驶时间，为样本车辆数，

节点平均延误时长由以下步骤计算

确定节点范围和各样本车辆通过节点的行程长度，计算每辆车自由流速度下经过节点的行驶时间，为自由流速度，车辆=1,2,3….；

测定各样本车辆通过节点范围的实际行程时间，计算各样本车辆的延误时长；

计算节点平均延误时长；

节点拥堵时长由以下步骤计算

不同道路类型的拥堵临界速度值如下：

快速路拥堵速度[0,30]、主干路拥堵速度[0,25]、次干路拥堵速度[0,20]、支路拥堵速度[0,15]

节点由m个路段构成，其拥堵时长为

式中，为路段拥堵时长，根据道路类型确定拥堵临界车速，其路段平均车速低于临界车速时的统计时间

节点服务水平由节点平均延误时长和节点拥堵时长确定，算法为

=0.3+ 0.7

式中，为节点服务水平特征值

不同节点服务水平特征值对应的节点服务水平如下

所述显示系统由显示器、鼠标、键盘组成，可由键盘输入节点ID对节点服务水平进行查询。

所述报警处理系统由温度检测器、蜂鸣器组成，温度检测器安装在中央处理器旁，当中央处理器温度超过设置温度时，蜂鸣器将启动，发出蜂鸣声。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于浮动车数据的道路节点运行状态识别算法及系统的系统框图。

具体实施方式

本发明提供了一种基于浮动车数据的道路节点运行状态识别算法及系统，包括：

该系统由浮动车数据系统、交通处理中心、节点状态分析系统、显示系统、报警处理系统组成。

所述浮动车数据系统由浮动车、GPS定位系统、数据传输系统组成，浮动车为安装GPS定位系统的车辆，以小客车、出租车、公交车为主，GPS定位系统实时收集车辆地理位置、行驶时间信息，通过数据传输系统将信号传送到交通处理中心，数据传输系统由信号发射器、天线组成。

所述交通处理中心由中央处理器、多个存储器组成，中央处理器接收浮动车数据系统的GPS数据，并对数据进行计算和处理，统计出路段内浮动车的数量、行驶里程、行驶时间；存储器由硬盘组成，对数据进行存储，同时存储器包含节点、路段基础数据信息，包括节点ID、路段ID，路段长度，路段类型（分为快速路、主干路、次干路、支路）及路段经纬度坐标；中央处理器将浮动车数据系统的GPS数据与路段经纬度坐标进行匹配，对车辆所在路段进行识别和判断。

所述节点状态分析系统计算节点平均延误时长、节点拥堵时长、节点服务水平、平均车速，平均车速计算方法为

式中，为第辆样本车辆在路段（或道路）的行驶里程，为第辆样本车辆在路段（或道路）的行驶时间，为样本车辆数，

节点平均延误时长由以下步骤计算

确定节点范围和各样本车辆通过节点的行程长度，计算每辆车自由流速度下经过节点的行驶时间，为自由流速度，车辆=1,2,3….；

测定各样本车辆通过节点范围的实际行程时间，计算各样本车辆的延误时长；

计算节点平均延误时长；

节点拥堵时长由以下步骤计算

不同道路类型的拥堵临界速度值如下：

快速路拥堵速度[0,30]、主干路拥堵速度[0,25]、次干路拥堵速度[0,20]、支路拥堵速度[0,15]

节点由m个路段构成，其拥堵时长为

式中，为路段拥堵时长，根据道路类型确定拥堵临界车速，其路段平均车速低于临界车速时的统计时间

节点服务水平由节点平均延误时长和节点拥堵时长确定，算法为

=0.3 +0.7

式中，为节点服务水平特征值

不同节点服务水平特征值对应的节点服务水平如下

所述显示系统由显示器、鼠标、键盘组成，可由键盘输入节点ID对节点服务水平进行查询。

所述报警处理系统由温度检测器、蜂鸣器组成，温度检测器安装在中央处理器旁，当中央处理器温度超过设置温度时，蜂鸣器将启动，发出蜂鸣声。

该系统由浮动车数据系统、交通处理中心、节点状态分析系统、显示系统、报警处理系统组成。

系统在工作时，将首先通过浮动车数据系统实时收集车辆的地理位置信息，交通处理中心统计出路段内浮动车的数量、行驶里程、行驶时间，根据路段平均车速计算算法计算出路段的平均车速，同时计算出节点平均延误时长，根据路段的类型不同，分别统计出路段的拥堵时长，通过取平均值得出节点的拥堵时长，由节点服务水平特征值计算算法得出节点服务水平特征值，根据节点服务水平特征值与节点服务水平换算算法得出节点服务水平。可通过键盘输入节点的ID查询节点的服务水平，也可查询路段运行信息，当由于数据量过大导致中央处理器温度过高时，报警处理系统将启动，发出蜂鸣声，提醒工作人员。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种基于浮动车数据的道路节点运行状态识别算法及系统，其特征在于：该系统由浮动车数据系统、交通处理中心、节点状态分析系统、显示系统、报警处理系统组成；所述浮动车数据系统由浮动车、GPS定位系统、数据传输系统组成，浮动车为安装GPS定位系统的车辆，以小客车、出租车、公交车为主，GPS定位系统实时收集车辆地理位置、行驶时间信息，通过数据传输系统将信号传送到交通处理中心，数据传输系统由信号发射器、天线组成。

2.根据权利要求1所述的一种基于浮动车数据的道路节点运行状态识别算法及系统， 其特征在于：所述节点状态分析系统计算节点平均延误时长、节点拥堵时长、节点服务水 平、平均车速，平均车速计算方法为

式中，为第辆样本车辆在路段（或道路）的行驶里程，为第辆样本车辆在路段（或道 路）的行驶时间，为样本车辆数，

节点平均延误时长由以下步骤计算

确定节点范围和各样本车辆通过节点的行程长度，计算每辆车自由流速度下经过节 点的行驶时间，为自由流速度，车辆=1,2,3….；

测定各样本车辆通过节点范围的实际行程时间，计算各样本车辆的延误时长；

计算节点平均延误时长；

节点拥堵时长由以下步骤计算

不同道路类型的拥堵临界速度值如下：

快速路拥堵速度[0,30]、主干路拥堵速度[0,25]、次干路拥堵速度[0,20]、支路拥堵速度[0,15]

节点由m个路段构成，其拥堵时长为

式中，为路段拥堵时长，根据道路类型确定拥堵临界车速，其路段平均车速低于临界 车速时的统计时间

节点服务水平由节点平均延误时长和节点拥堵时长确定，算法为

=0.3+0.7

式中，为节点服务水平特征值

不同节点服务水平特征值对应的节点服务水平如下

可由上述算法确定节点服务水平。

3.根据权利要求1所述的一种基于浮动车数据的道路节点运行状态识别算法及系统，其特征在于：所述报警处理系统由温度检测器、蜂鸣器组成，温度检测器安装在中央处理器旁，当中央处理器温度超过设置温度时，蜂鸣器将启动，发出蜂鸣声。

4.根据权利要求1所述的一种基于浮动车数据的道路节点运行状态识别算法及系统，其特征在于：所述显示系统由显示器、鼠标、键盘组成，可由键盘输入节点ID对节点服务水平进行查询。