CN110349420B - 一种基于数据分析的智能路况管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于数据分析的智能路况管理系统，包括：路面检测模块，用于对预设道路的路面进行检测；车辆采集模块，用于对预设道路上车辆的车辆信息进行采集；交通监控模块，用于对预设道路的红绿灯和车辆进行实时监控；服务器，用于根据车辆采集模块所传输到的车辆信息获取相应的道路堵塞信息，并根据所存储的预设路况数据库，对接收到的路面检测模块所上传的路面信息、道路堵塞信息、交通监控模块所上传的监控信息进行相应的处理，获得相应的路况信息，并将路况信息传输到车载移动设备；车载移动设备，用于接收服务器所传输的路况信息，并将路况信息进行显示，提高路况信息的优化程度。

Description

一种基于数据分析的智能路况管理系统

技术领域

本发明涉及智能管理技术领域，特别涉及一种基于数据分析的智能路况管理系统。

背景技术

现在越来越多的人们，使用车辆作为自己的出行工具，在出行的过程中，人们也更加依赖于地图软件，作为引导自己到达目的地的工具，或者在知道路线的情况下，通过地图软件查看到目的地的路况情况，比如，是否交通堵塞等，但是，在此过程中，现有的地图软件仍然存在一部分问题，例如，红绿灯亮灭情况、红绿灯闪烁时间等情况并不能进行显示，这使得路况优化程度低。

发明内容

本发明提供一种基于数据分析的智能路况管理系统，用以通过检测监控获得相应的路面信息和监控信息，进而来提高对路况的优化程度。

本发明实施例提供一种基于数据分析的智能路况管理系统，包括：

路面检测模块，用于对预设道路的路面进行检测，并将所检测的路面信息上传到服务器；

车辆采集模块，用于对所述预设道路上车辆的车辆信息进行采集，并将所采集的所述车辆信息上传到服务器；

交通监控模块，用于对预设道路的红绿灯和车辆进行实时监控，并将所监控的监控信息上传到服务器；

所述服务器，用于根据所述车辆采集模块所传输到的车辆信息获取相应的道路堵塞信息，并根据所存储的预设路况数据库，对接收到的所述路面检测模块所上传的路面信息、所述道路堵塞信息、所述交通监控模块所上传的监控信息进行相应的处理，获得相应的路况信息，并将所述路况信息传输到车载移动设备；

车载移动设备，用于接收所述服务器所传输的路况信息，并将所述路况信息进行显示。

在一种可能实现的方式中，

所述车载移动设备，还用于接收用户输入的行驶起点和行驶终点，并将所述行驶起点和行驶终点，上传到所述服务器；

所述车载移动设备，还用于接收用户输入的车牌号码，并将所述车牌号码上传到所述服务器；

所述服务器，还用于存储有与预设道路相关的交通规则，根据所述与预设道路相关的交通规则，对接收到的所述车载移动设备所传输的所述行驶起点和行驶终点和所述车载移动设备所传输的车牌号码进行处理判断，判断所述车辆是否可以在所述预设道路行驶，若是，则推送相关的路况信息到相关联的所述车载移动设备进行显示；

若否，则重新对从所述行驶起点到行驶终点的路线进行规划，并将规划后的路况信息推送到相关联的所述车载移动设备进行显示。

在一种可能实现的方式中，所述交通监控模块包括：

红绿灯监控单元，用于对预设道路的红绿灯进行实时监控，并将所监控的红绿灯信息上传到所述服务器；

距离监控单元，用于监控所述预设道路的行驶轨道上的所述车辆与所对应的所述预设道路的十字路口的红绿灯之间的距离，并将两者之间的距离信息上传到所述服务器；

所述服务器，还用于根据接收到的所述距离监控单元所传输的距离信息，判断所述距离信息是否达到预设距离范围内，若是，根据从行驶起点到行驶终点所对应的路况信息，推送与所述红绿灯监控单元所监控的相关的红绿灯信息到相关联的车载移动设备进行显示。

在一种可能实现的方式中，

所述红绿灯信息包括：红绿灯的亮灭状态、红绿灯的倒计时长。

在一种可能实现的方式中，还包括：

道路感应模块，用于感应所述车辆在所述预设道路上的非停车区域的停驶信息，并将所感应到的行驶信息传输到服务器；

服务器，还用于存储与所述预设道路相关的道路地图，根据所述道路感应模块所传输的停驶信息，判断所述车辆是否在非停车区域内停车，若是，判断所述车辆在非停车区域内停车，且发送报警指令到报警模块；

所述报警模块根据接收到的所述报警指令进行相应的报警操作；

若否，判断所述车辆未在非停车区域内停车。

在一种可能实现的方式中，

所述服务器，还用于对所述报警模块所进行报警操作的报警时间进行计时，当所述报警时间小于预设时间，且在所述预设时间内接收到所述道路感应模块所传输的所述车辆行驶到非停车区域外的感应信号，发送停止指令到所述报警模块，停止报警；

当所计时的所述报警时间不小于预设时间，且在所述预设时间内未接收到所述道路感应模块所传输的所述车辆行驶到非停车区域外的感应信号时，发送控制指令到所述道路监控模块；

所述道路监控模块，用于停在非停车区域内的所述车辆进行监控，并将相应的监控信息上传到服务器；

所述服务器，还用于根据接收到的所述监控信息执行相应的操作，并获取与所述监控信息相关联的车载移动设备，并将相应的操作结果传输到车载移动设备。

在一种可能实现的方式中，

所述路面信息包括：事故信息、施工信息、路面平整度信息。

在一种可能实现的方式中，

所述车辆采集模块包括：设计单元、采集单元、传输单元；

所述设计单元，用于设计车辆行驶的采集框架，且所述采集框架是基于车辆行驶的实际位置和校验车辆行驶的预估位置的系统框架；

采集单元，用于对所述车辆的所对应的车辆总线、车辆转速和车辆的GPS位置进行采集；

传输单元，用于将所采集的所述车辆总线、车辆转速和车辆的GPS位置传输到所述服务器；

所述服务器，还用于存储有与所述车辆的GPS位置相关的预设校验数据库，并根据所述采集单元所采集的车辆的GPS位置，触发预设校验数据库发送校验码到车载移动设备；

所述车载移动设备，还用于对所获取的校验码进行破解，并将破解结果与所述车载移动设备所监测出的所述车辆的实际位置进行对比，判断所述车辆对应位置是否一致，

若否，所述车载移动设备根据所述采集单元所采集的车辆总线和车辆转速，获得所述车辆的预估车辆位置，并将所述预估车辆位置作为所述车辆的当前实际位置，并将所述预估车辆位置上传到服务器，获得最新路况信息；

其中，传输单元传输所述采集单元所采集的车辆的GPS位置到所述服务器，服务器通过触发预设校验数据库发送校验码到车载移动设备的过程，包括：

第一计算模块，用于计算传输单元传输所述车辆的GPS位置到所述服务器的传输时刻与从所述服务器传输校验码到所述车载移动设备的传输时刻之间的时间差；

第一判断模块，用于判断传输单元传输所述车辆的GPS位置到所述服务器的传输时刻与从所述服务器传输校验码到车载移动设备的传输时刻之间的时间差是否小于预设值，若是，将传输到所述服务器的车辆的GPS位置的上传时长和从所述服务器传输校验码到车载移动设备的上传时长进行比较；

第二计算模块，用于根据所述车辆的GPS位置上传时长和校验码上传时长之间的比较结果，计算所述校验码传输过程中的偏移量；根据所述校验码传输过程中的偏移量，改变并校正传输到所述服务器的车辆的GPS位置的传输时刻；

第二判断模块，用于将所述破解结果和车载移动设备所监测出的所述车辆的GPS位置进行对比，确定所述破解结果是否保持有所述传输单元所传输的车辆的GPS位置；若是，计算校验码传输时刻的偏移量；

且使用计算得到的偏移量改变传输车辆的GPS位置到所述服务器的传输时刻；

其中，传输单元将采集的所述车辆的GPS位置传输到所述服务器的过程中，是将所采集单元所采集的每条所出车辆的GPS位置信息合并成位置数据块，再上传到服务器。

在一种可能实现的方式中，

路况管理系统数据库，用于对获取的与路况信息相关的数据进行管理；

车载移动设备，用于用户输入车辆的行驶起点和行驶终点；

车辆采集模块，用于对预设道路上车辆的车牌号码进行采集。

其中，路况管理系统数据库中对于路况管理系统所管理的指标包括：任意两个连续路口之间对应的道路的长度，预设道路最高行驶速度，预设道路的平均行驶速度，当前时间段预设道路发生交通事故的概率，以及预设道路红绿灯持续的时间，其中，任意两个连续路口之间对应的道路即为预设道路，通过这些指标利用公式(1)，获得所述车辆通过预设道路所需的时间；

其中T_n为所述车辆通过预设道路所需的时间，S为预设道路的长度，v为预设道路的平均行驶速度，F为刹车安全反应时间，x为系统所得到的在当前时间段能到达预设道路的车辆总数，Δt为预计到达预设道路的所需时间，T_n-1为上一时间段通过预设道路所需时间，t_d为交通事故等待时间，σ₁为出现交通事故的标准差，μ₁为出现交通事故的期望值，t_hd为平均的红灯的等待时间，σ₂为出现红灯的标准差，μ₂为出现红灯的期望值，e为自然常数，Π为圆周率；

同时，根据车辆采集模块所采集的车辆信息，所述车辆信息包括车牌号码，来再次确定该车辆是否允许进入预设道路，如果该车辆不允许进入预设道路，则预设道路的T_n为无穷大，也就是如下公式(2)：

其中，当用户在车载移动设备上输入车辆的行驶起点和行驶终点后，路况管理系统可基于获取的路况信息计算出从行驶起点到行驶终点的路段中通过任意预设道路的所需时间，并利用动态规划算法，获取行驶起点到行驶终点的最优路径，同时基于车载移动设备，将所获取的从行驶起点到行驶终点的最优路径、及所述最优路径对应的路况信息进行显示。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种基于数据分析的智能路况管理系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中路段消耗时间图；

图3为本发明实施例中考虑车牌后的路径图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种基于数据分析的智能路况管理系统，如图1所示，包括：

路面检测模块1，用于对预设道路的路面进行检测，并将所检测的路面信息上传到服务器2；

车辆采集模块3，用于对预设道路上车辆的车辆信息进行采集，并将所采集的车辆信息上传到服务器1；

交通监控模块4，用于对预设道路的红绿灯和车辆进行实时监控，并将所监控的监控信息上传到服务器1；

服务器1，用于根据车辆采集模块3所传输到的车辆信息获取相应的道路堵塞信息，并根据所存储的预设路况数据库，对接收到的路面检测模块1所上传的路面信息、道路堵塞信息、交通监控模块4所上传的监控信息进行相应的处理，获得相应的路况信息，并将路况信息传输到车载移动设备5；

车载移动设备5，用于接收服务器1所传输的路况信息，并将路况信息进行显示。

优选地，路面信息包括：事故信息、施工信息、路面平整度信息。

上述对预设道路的路面进行检测，例如可通过无人机进行检测，其检测步骤包括：

步骤A1：无人机根据GPS定位系统沿着预设道路飞行检测，对相应的数据进行采集，并将数据传输到服务器；

步骤A2：服务器根据接收的数据并通过服务器预先存储的三维信息模型建立数据库建立与预设道路相关的三维数字模型，并对三位数字模型进行处理，得到路面检测指标；

步骤A3：服务器再次对路面检测指标进行判断，将破损较为严重的路段信息传输到无人机，同时如果对预设路段中的某一路段的附属结构物需要测量，将其对应的位置信息也发送到无人机；

步骤A4：无人机接收服务器传输的路段信息和位置信息，对其进行相应的断面扫描和高清摄像，并将结果传输到服务器；

步骤A5：服务器将接收到信息作为附属信息作对三维数字模型进行完善，并将模型进行存储，同时获得相应的路面检测指标，并为后续的数据使用提供基础。

上述车辆信息包括但不限于，车牌号码、当前地理位置的经纬度、行驶方向、车速、发动机转速以及全车故障诊断结果等。

上述监控信息包括但不限于红绿灯信息、车辆数量等信息。

上述预设道路，可以是预先设定好的道路。

路况信息是根据当前所检测、采集、监控到的数据进行实时更新的。

车载移动设备，例如可以是车辆本身自带的带有导航系统的设备或智能手机等。将路况信息在车载移动设备上显示，是为了提供给用户实时路况，且方便用户观看。

预设路况数据库例如可以是，基于现有技术高德地图的基础上对新获取的路面信息、道路堵塞信息、监控信息进行处理。

上述技术方案的有益效果是：通过检测监控获得相应的路面信息和监控信息，进而来提高对路况的优化程度。

本发明实施例提供一种基于数据分析的智能路况管理系统，

车载移动设备，还用于接收用户输入的行驶起点和行驶终点，并将行驶起点和行驶终点，上传到服务器；

车载移动设备，还用于接收用户输入的车牌号码，并将车牌号码上传到服务器；

服务器，还用于存储有与预设道路相关的交通规则，根据与预设道路相关的交通规则，对接收到的车载移动设备所传输的行驶起点和行驶终点和车载移动设备所传输的车牌号码进行处理判断，判断车辆是否可以在预设道路行驶，若是，则推送相关的路况信息到相关联的车载移动设备进行显示；

若否，则重新对从行驶起点到行驶终点的路线进行规划，并将规划后的路况信息推送到相关联的车载移动设备进行显示。

上述预设道路相关的交通规则是与交通相关的部门进行制定并上传的。

上述技术方案的有益效果是：通过对车牌号的智能查询，可以有效的保证该车辆是否可以通行，避免驾驶者违反交通规则。

本发明实施例提供一种基于数据分析的智能路况管理系统，交通监控模块包括：

红绿灯监控单元，用于对预设道路的红绿灯进行实时监控，并将所监控的红绿灯信息上传到服务器；

距离监控单元，用于监控预设道路的行驶轨道上的车辆与所对应的预设道路的十字路口的红绿灯之间的距离，并将两者之间的距离信息上传到服务器；

服务器，还用于根据接收到的距离监控单元所传输的距离信息，判断距离信息是否达到预设距离范围内，若是，根据从行驶起点到行驶终点所对应的路况信息，推送与红绿灯监控单元所监控的相关的红绿灯信息到相关联的车载移动设备进行显示。

优选地，红绿灯信息包括：红绿灯的亮灭状态、红绿灯的倒计时长。

上述，预设距离是认为设定好的。

例如当车辆到达预设距离范围内时，此时对应的路况信息上会显示红绿灯的亮灭状态、红绿灯的倒计时长，用来提醒用户当前的红绿灯状态，是否可安全通行。

上述技术方案的有益效果是：通过推送红绿灯信息到车载移动设备，不仅是的路况信息更加优化，而且还可有效提醒驾驶者，提高行驶的安全性。

本发明实施例提供一种基于数据分析的智能路况管理系统，还包括：

道路感应模块，用于感应车辆在预设道路上的非停车区域的停驶信息，并将所感应到的停驶信息传输到服务器；

服务器，还用于存储与预设道路相关的道路地图，根据道路感应模块所传输的停驶信息，判断车辆是否在非停车区域内停车，若是，判断车辆在非停车区域内停车，且发送报警指令到报警模块；

报警模块根据接收到的报警指令进行相应的报警操作；

若否，判断车辆未在非停车区域内停车。

上述非停车区域即禁止停车的区域，例如可以是，禁停交通标识、禁止停车标线等区域。

对于上述感应车辆是否在非停车区域内，例如可以是通过在非停车区域对应的下部，等间隔埋压若干个压力传感器，来判断压力传感器是否产生压力信号，从而来确定是否有车辆停在非停车区域内，其好处是，方便及时获取感应参数。

上述技术方案的有益效果是:通过智能控制报警模块报警，是为了提醒用户，遵守道路交通规则，可有效的提高道路交通的秩序性。

进一步地，本发明实施例提供一种基于数据分析的智能路况管理系统，服务器，还用于对报警模块所进行报警操作的报警时间进行计时，当报警时间小于预设时间，且在预设时间内接收到道路感应模块所传输的车辆行驶到非停车区域外的感应信号，发送停止指令到报警模块，停止报警；

当所计时的报警时间不小于预设时间，且在预设时间内未接收到道路感应模块所传输的车辆行驶到非停车区域外的感应信号时，发送控制指令到道路监控模块；

道路监控模块，用于停在非停车区域内的车辆进行监控，并将相应的监控信息上传到服务器；

服务器，还用于根据接收到的监控信息执行相应的操作，并获取与监控信息相关联的车载移动设备，并将相应的操作结果传输到车载移动设备。

设置预设时间，是为了避免驾驶者因自身失误，而停车到非停车区域，提供给用户缓冲时间，因此所设置的预设时间更加智能化，人性化。

上述根据接收到的监控信息执行相应的操作，此操作例如可以是，扣除驾驶人员的驾驶分。

上述技术方案的有益效果是：通过对非停车区域内的停车情况进行监控，不仅可以及时对违反交通该规则的车辆进行相应的自动扣除驾驶分，使得更加智能化。

本发明实施例提供一种基于数据分析的智能路况管理系统，车辆采集模块包括：设计单元、采集单元、传输单元；

设计单元，用于设计车辆行驶的采集框架，且采集框架是基于车辆行驶的实际位置和校验车辆行驶的预估位置的系统框架；

采集单元，用于对车辆的所对应的车辆总线、车辆转速和车辆的GPS位置进行采集；

传输单元，用于将所采集的车辆总线、车辆转速和车辆的GPS位置传输到服务器；

服务器，还用于存储有与车辆的GPS位置相关的预设校验数据库，并根据采集单元所采集的车辆的GPS位置，触发预设校验数据库发送校验码到车载移动设备；

车载移动设备，还用于对所获取的校验码进行破解，并将破解结果与车载移动设备所监测出的车辆的实际位置进行对比，判断车辆对应位置是否一致，

若否，车载移动设备根据采集单元所采集的车辆总线和车辆转速，获得车辆的预估车辆位置，并将预估车辆位置作为车辆的当前实际位置，并将预估车辆位置上传到服务器，获得最新路况信息；

其中，传输单元传输采集单元所采集的车辆的GPS位置到服务器，服务器通过触发预设校验数据库发送校验码到车载移动设备的过程，包括：

第一计算模块，用于计算传输单元传输车辆的GPS位置到服务器的传输时刻与从服务器传输校验码到车载移动设备的传输时刻之间的时间差；

第一判断模块，用于判断传输单元传输车辆的GPS位置到服务器的传输时刻与从服务器传输校验码到车载移动设备的传输时刻之间的时间差是否小于预设值，若是，将传输到服务器的车辆的GPS位置的上传时长和从服务器传输校验码到车载移动设备的上传时长进行比较；

第二计算模块，用于根据车辆的GPS位置上传时长和校验码上传时长之间的比较结果，计算校验码传输过程中的偏移量；根据校验码传输过程中的偏移量，改变并校正传输到服务器的车辆的GPS位置的传输时刻；

第二判断模块，用于将破解结果和车载移动设备所监测出的车辆的GPS位置进行对比，确定破解结果是否保持有传输单元所传输的车辆的GPS位置；若是，计算校验码传输时刻的偏移量；

且使用计算得到的偏移量改变传输车辆的GPS位置到服务器的传输时刻；

其中，传输单元将采集的车辆的GPS位置传输到服务器的过程中，是将所采集单元所采集的每条所出车辆的GPS位置信息合并成位置数据块，再上传到服务器。

上述通过直接获取车辆的GPS位置和通过车载设备根据采集自身的车辆总线和车辆转速获得的预估位置，对车辆位置进行最终确定，避免因GPS信号弱，使得车辆位置信息无法及时更新，并将预估位置进行及时上传，进一步地使路况信息及时更新。

上述通过进行两次计算判断，即一次车辆的GPS位置到服务器的传输时刻与校验码到车载移动设备的传输时刻两者的时间差，一次是车辆的GPS位置上传时长和校验码上传时长，来获取相应的偏移量，通过获取的偏移量来对传输车辆的GPS位置到服务器的传输时刻进行改变，可以有效的对其传输时刻进行矫正，提高了网络传输的可靠性。

上述传输单元将采集的车辆的GPS位置传输到服务器的过程中，是将所采集单元所采集的每条车辆的GPS位置合并成位置数据块，再上传到服务器。是因为，每采集一条车辆的GPS位置，就将车辆的GPS位置进行上传，其每次上传都需要向服务器发送一次请求上传的指令，不仅加重服务器的负载，还浪费时间，因此通过将采集的每条车辆的GPS位置合并成位置数据块再上传到服务器，可以减少向服务器发送请求的数量，进一步减轻了服务器的负载，提高运行速度。

上述技术方案的有益效果是：通过车辆的GPS位置和车载移动设备获取的对应的预估位置，可以确保获取的车辆位置信息的准确性，来进一步地使路况信息及时更新，并且采用位置数据块的方式进行上传，可以减少向服务器发送请求的数量，减轻了服务器的运行负载。

在一个实施例中，所述智能路况管理系统，还包括：

路况管理系统数据库，用于对获取的与路况信息相关的数据进行管理；

车载移动设备，用于用户输入车辆的行驶起点和行驶终点；

车辆采集模块，用于对预设道路上车辆的车牌号码进行采集。

其中，路况管理系统数据库中对于路况管理系统所管理的指标包括：任意两个连续路口之间对应的道路的长度，预设道路最高行驶速度，预设道路的平均行驶速度，当前时间段预设道路发生交通事故的概率，以及预设道路红绿灯持续的时间，其中，任意两个连续路口之间对应的道路即为预设道路，通过这些指标利用公式(1)，获得车辆通过预设道路所需的时间；

其中T_n为所述车辆通过预设道路所需的时间，S为预设道路的长度，v为预设道路的平均行驶速度，F为刹车安全反应时间，x为系统所得到的在当前时间段能到达预设道路的车辆总数，Δt为预计到达预设道路的所需时间，T_n-1为上一时间段通过预设道路所需时间，t_d为交通事故等待时间，σ₁为出现交通事故的标准差，μ₁为出现交通事故的期望值，t_hd为平均的红灯的等待时间，σ₂为出现红灯的标准差，μ₂为出现红灯的期望值，e为自然常数，Π为圆周率；

同时，根据车辆采集模块所采集的车辆信息，车辆信息包括车牌号码，来再次确定该车辆是否允许进入预设道路，如果该车辆不允许进入预设道路，则预设道路的T_n为无穷大，也就是如下公式(2)：

其中，当用户在车载移动设备上输入车辆的行驶起点和行驶终点后，路况管理系统可基于获取的路况信息计算出从行驶起点到行驶终点的路段中通过任意预设道路的所需时间，并利用动态规划算法，获取行驶起点到行驶终点的最优路径，同时基于车载移动设备，将所获取的从行驶起点到行驶终点的最优路径、及所述最优路径对应的路况信息进行显示。

在计算行驶起点到行驶终点所用的时间时，为减少计算中心的计算量，在计算的时候，不采取常用的计算所有路线的所有时间，而是选择采取动态规划算法，其算法如图2所示。

在图2中，输入行驶起点为A，行驶终点为B，计算得出所有路段的所需时间如图2所示，同时根据车辆采集模块所采集的车牌号码，确定该车辆无法从A到G，所以得到考虑车牌后的路径如图3所示。

针对图3，要计算所用时间最短线路时，采取的方法为：

min{A→V_I→X}

即每次找出，从A点出发，到能到达中间路段X的最短时间，例如第一步，可以从A到E和C，其中

则确定d₁有两条路径可以选择，则到达E或者C，却到达后的所需时间分别为3和4，然后以E和C分别为行驶起点计算第二次路径选择：

d(A→G)＝min({A→E→G},{A→C→G})＝6

则经过d₂后，可能到达的地点为DGF，其中因为{A→E→G}耗时比{A→C→G}少，所以不再考虑{A→C→G}以及可能出现的线路，同时，因为出现过C到G以及E到G，则不再考虑G到C和G到E，则d₃可能情况如下：

d(A→B)＝min({A→E→G→B},{{A→E→F→B}})＝9

则经过d₃后，已经有线路到达目的地，且到达行驶终点的最短时间为9，所以在后面的计算中，对于未达到行驶终点的线路，时间已经超过9的不在考虑，则d₄所需计算的情况如下：

d₄＝{A→E→G→D→B}＝3+3+2+3＝11＞9(排除)

则经过d₄后，不存在比耗时9更少的线路，则不需要再计算其他线路，从而确定了从A到B的耗时最短的行驶路径为：A→E→G→B耗时为9，而此时耗时最短的行驶路线则为从行驶起点到行驶终点的最优路径，其好处是，仅利用4步，则在不遗漏任何可能的情况下，将可能出现的十多条线路，四五十次计算的确定最终耗时的问题简单解决，从而大大的减小了计算量。

通过该技术在确定从行驶起点到行驶终点的时候，不仅考虑了两地之间的距离，还充分的考虑了行驶速度，跟车安全距离，红绿灯，交通事故发生可能性等情况，使规划的路线能够在足够安全的情况下，并且预设道路允许通行的情况下，以最快的时间到达行驶终点。同时在计算最快达到行驶终点的路线的时候，采用动态规划的方法，使计算量大幅度减小。

并且对于规划路线时，所有的判断都是基于公式的计算而得出的结果，则不仅使计算的结果更加客观可靠，而且该系统实现了完全的自动化，不需要人为的去计算，节约了人力成本。

上述技术方案的有益效果是：通过设计与路况相关的众多参数，可有效提高获取最优路径的准确性和可靠性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种基于数据分析的智能路况管理系统，其特征在于，包括：

路面检测模块，用于对预设道路的路面进行检测，并将所检测的路面信息上传到服务器；

车辆采集模块，用于对所述预设道路上车辆的车辆信息进行采集，并将所采集的所述车辆信息上传到服务器；

交通监控模块，用于对预设道路的红绿灯和车辆进行实时监控，并将所监控的监控信息上传到服务器；

所述服务器，用于根据所述车辆采集模块所传输到的车辆信息获取相应的道路堵塞信息，并根据所存储的预设路况数据库，对接收到的所述路面检测模块所上传的路面信息、所述道路堵塞信息、所述交通监控模块所上传的监控信息进行相应的处理，获得相应的路况信息，并将所述路况信息传输到车载移动设备；

车载移动设备，用于接收所述服务器所传输的路况信息，并将所述路况信息进行显示；

其中，还包括：

路况管理系统数据库，用于对获取的与路况信息相关的数据进行管理；

车载移动设备，用于用户输入车辆的行驶起点和行驶终点；

车辆采集模块，用于对预设道路上车辆的车牌号码进行采集；

其中，路况管理系统数据库中对于路况管理系统所管理的指标包括：任意两个连续路口之间对应的道路的长度，预设道路最高行驶速度，预设道路的平均行驶速度，当前时间段预设道路发生交通事故的概率，以及预设道路红绿灯持续的时间，其中，任意两个连续路口之间对应的道路即为预设道路，通过这些指标利用公式(1)，获得所述车辆通过预设道路所需的时间；

其中T_n为所述车辆通过预设道路所需的时间，S为预设道路的长度，v为预设道路的平均行驶速度，F为刹车安全反应时间，x为系统所得到的在当前时间段能到达预设道路的车辆总数，Δt为预计到达预设道路的所需时间，T_n-1为上一时间段通过预设道路所需时间，t_d为交通事故等待时间，σ₁为出现交通事故的标准差，μ₁为出现交通事故的期望值，t_hd为平均的红灯的等待时间，σ₂为出现红灯的标准差，μ₂为出现红灯的期望值，e为自然常数，Π为圆周率；

同时，根据车辆采集模块所采集的车辆信息，所述车辆信息包括车牌号码，来再次确定该车辆是否允许进入预设道路，如果该车辆不允许进入预设道路，则预设道路的T_n为无穷大，也就是如下公式(2)：

其中，当用户在车载移动设备上输入车辆的行驶起点和行驶终点后，路况管理系统可基于获取的路况信息计算出从行驶起点到行驶终点的路段中通过任意预设道路的所需时间，并利用动态规划算法，获取行驶起点到行驶终点的最优路径，同时基于车载移动设备，将所获取的从行驶起点到行驶终点的最优路径、及所述最优路径对应的路况信息进行显示。

2.如权利要求1所述的智能路况管理系统，其特征在于，

所述车载移动设备，还用于接收用户输入的行驶起点和行驶终点，并将所述行驶起点和行驶终点，上传到所述服务器；

所述车载移动设备，还用于接收用户输入的车牌号码，并将所述车牌号码上传到所述服务器；

所述服务器，还用于存储有与预设道路相关的交通规则，根据所述与预设道路相关的交通规则，对接收到的所述车载移动设备所传输的所述行驶起点和行驶终点和所述车载移动设备所传输的车牌号码进行处理判断，判断所述车辆是否可以在所述预设道路行驶，若是，则推送相关的路况信息到相关联的所述车载移动设备进行显示；

若否，则重新对从所述行驶起点到行驶终点的路线进行规划，并将规划后的路况信息推送到相关联的所述车载移动设备进行显示。

3.如权利要求1所述的智能路况管理系统，其特征在于，所述交通监控模块包括：

红绿灯监控单元，用于对预设道路的红绿灯进行实时监控，并将所监控的红绿灯信息上传到所述服务器；

距离监控单元，用于监控所述预设道路的行驶轨道上的所述车辆与所对应的所述预设道路的十字路口的红绿灯之间的距离，并将两者之间的距离信息上传到所述服务器；

所述服务器，还用于根据接收到的所述距离监控单元所传输的距离信息，判断所述距离信息是否达到预设距离范围内，若是，根据从行驶起点到行驶终点所对应的路况信息，推送与所述红绿灯监控单元所监控的相关的红绿灯信息到相关联的车载移动设备进行显示。

4.如权利要求3所述的智能路况管理系统，其特征在于，

所述红绿灯信息包括：红绿灯的亮灭状态、红绿灯的倒计时长。

5.如权利要求1所述的智能路况管理系统，其特征在于，还包括：

道路感应模块，用于感应所述车辆在所述预设道路上的非停车区域的停驶信息，并将所感应到的行驶信息传输到服务器；

服务器，还用于存储与所述预设道路相关的道路地图，根据所述道路感应模块所传输的停驶信息，判断所述车辆是否在非停车区域内停车，若是，判断所述车辆在非停车区域内停车，且发送报警指令到报警模块；

所述报警模块根据接收到的所述报警指令进行相应的报警操作；

若否，判断所述车辆未在非停车区域内停车。

6.如权利要求5所述的智能路况管理系统，其特征在于，

所述服务器，还用于对所述报警模块所进行报警操作的报警时间进行计时，当所述报警时间小于预设时间，且在所述预设时间内接收到所述道路感应模块所传输的所述车辆行驶到非停车区域外的感应信号，发送停止指令到所述报警模块，停止报警；

当所计时的所述报警时间不小于预设时间，且在所述预设时间内未接收到所述道路感应模块所传输的所述车辆行驶到非停车区域外的感应信号时，发送控制指令到所述道路监控模块；

所述道路监控模块，用于停在非停车区域内的所述车辆进行监控，并将相应的监控信息上传到服务器；

所述服务器，还用于根据接收到的所述监控信息执行相应的操作，并获取与所述监控信息相关联的车载移动设备，并将相应的操作结果传输到车载移动设备。

7.如权利要求1所述的智能路况管理系统，其特征在于，

所述路面信息包括：事故信息、施工信息、路面平整度信息。

8.如权利要求1所述的智能路况管理系统，其特征在于，所述车辆采集模块包括：设计单元、采集单元、传输单元；

所述设计单元，用于设计车辆行驶的采集框架，且所述采集框架是基于车辆行驶的实际位置和校验车辆行驶的预估位置的系统框架；

采集单元，用于对所述车辆的所对应的车辆总线、车辆转速和车辆的GPS位置进行采集；

传输单元，用于将所采集的所述车辆总线、车辆转速和车辆的GPS位置传输到所述服务器；

所述服务器，还用于存储有与所述车辆的GPS位置相关的预设校验数据库，并根据所述采集单元所采集的车辆的GPS位置，触发预设校验数据库发送校验码到车载移动设备；

所述车载移动设备，还用于对所获取的校验码进行破解，并将破解结果与所述车载移动设备所监测出的所述车辆的实际位置进行对比，判断所述车辆对应位置是否一致，

若否，所述车载移动设备根据所述采集单元所采集的车辆总线和车辆转速，获得所述车辆的预估车辆位置，并将所述预估车辆位置作为所述车辆的当前实际位置，并将所述预估车辆位置上传到服务器，获得最新路况信息；

其中，传输单元传输所述采集单元所采集的车辆的GPS位置到所述服务器，服务器通过触发预设校验数据库发送校验码到车载移动设备的过程，包括：

第一计算模块，用于计算传输单元传输所述车辆的GPS位置到所述服务器的传输时刻与从所述服务器传输校验码到所述车载移动设备的传输时刻之间的时间差；

第一判断模块，用于判断传输单元传输所述车辆的GPS位置到所述服务器的传输时刻与从所述服务器传输校验码到车载移动设备的传输时刻之间的时间差是否小于预设值，若是，将传输到所述服务器的车辆的GPS位置的上传时长和从所述服务器传输校验码到车载移动设备的上传时长进行比较；

第二计算模块，用于根据所述车辆的GPS位置上传时长和校验码上传时长之间的比较结果，计算所述校验码传输过程中的偏移量；根据所述校验码传输过程中的偏移量，改变并校正传输到所述服务器的车辆的GPS位置的传输时刻；

第二判断模块，用于将所述破解结果和车载移动设备所监测出的所述车辆的GPS位置进行对比，确定所述破解结果是否保持有所述传输单元所传输的车辆的GPS位置；若是，计算校验码传输时刻的偏移量；

且使用计算得到的偏移量改变传输车辆的GPS位置到所述服务器的传输时刻；

其中，传输单元将采集的所述车辆的GPS位置传输到所述服务器的过程中，是将所采集单元所采集的每条所出车辆的GPS位置信息合并成位置数据块，再上传到服务器。

Images