CN110751848B - 智能交通管理之主动干预系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及交通管理领域，公开了一种智能交通管理之主动干预系统，包括接收系统，数据库，计算系统和输出系统。本发明根据各商业导航系统提交的导航请求信息(包括道路使用者的出发地、目的地以和出行时间)，提前控制将在相同时段进入相同路段的车辆数量和行驶速度，提高道路通行能力、缓解交通压力，从根本上解决交通堵塞问题，以更好地实现交通管理的智能化。

Description

智能交通管理之主动干预系统
技术领域
本发明涉及交通管理领域，具体涉及一种智能交通管理之主动干预系统。
背景技术
交通管理的目的，是为了提高道路通行能力、缓解交通压力、减少交通事故、降低能源消耗以及减轻污染等等。
随着城市人口规模和面积扩大，智能交通管理系统在日常生活中的作用日趋重要。作为智能交通的组成部分，商业导航系统(简称“导航系统”)在选择路径时，目前主要是根据道路使用者申请导航时相关道路的实时交通情况，提供行驶路线建议。由于各个商业导航系统之间，不能共享道路使用者的导航请求信息，所以在选择行驶路线时，大家都选择即时交通畅通的路线，难免途中发生拥堵。
随着科技的发展，无人汽车投入商业运行，只是或迟或早的时间问题。无人汽车进入城市交通后，高峰期间再由交警在路口进行人工指挥，疏通、分流拥堵车辆，将比较困难。因此，无人汽车进入城市交通后，本发明智能交通管理之主动干预系统的必要性十分明显。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：根据各商业导航系统提交的导航请求(出发地、目的地以及出行时间等信息)，设计行驶路线，计算车辆将途经设计行驶路线之各个路段的时间，提前控制将在相同时段进入相同路段的车辆数量，为道路使用者或无人汽车规划最短时间或最短距离的导航路线及其行驶速度，提高交通效率，从根本上解决交通堵塞问题。
为解决上述问题，本发明的技术方案是：智能交通管理之主动干预系统包括接收系统，数据库，计算系统和输出系统。
接收系统与交通管理调度中心(简称“交管中心”)执行通讯连接，接收交管中心的(1)道路设计通行能力和设计行驶速度，(2)道路各时间段的实时车流量和行驶速度信息，(3)红绿灯数量、位置及各通行方向的红绿灯时间，(4)禁行路段，禁停路段以及人行道等信息，(5)道路障碍情况(道路维修、市政作业......)，(6)紧急交通管制信息(医疗救护，消防救火，市政抢险，以及交通事故等)，以及(7)接收交管中心的指令。接收系统与导航系统执行通讯连接，接收导航系统提交的导航请求；以及接收导航系统回传的道路使用者或无人汽车选择导航路线的情况，道路使用者或无人汽车是否执行紧急交通管制的信息，以及其车辆在行驶途中的实时位置和行驶速度等信息。
数据库与接收系统执行通讯连接，接收并存储接收系统传输的所有信息。数据库与计算系统执行通讯连接，将交管中心的指令和导航系统的导航请求等，传输给计算系统；或应计算系统的请求，向计算系统传输其所要求的信息；数据库同时接收并储存计算系统传输的信息。
计算系统收到导航请求，首先(1)设计多个能够满足导航请求(出发地和目的地)的可能路线(简称“设计路线”)，列出各个设计线路的每个路段(简称“设计路段”)；根据导航请求的出行时间，计算途经各个设计路段的通行时间(简称“设计时段”)，(2)根据将在相同设计时段途经相同设计路段的导航请求之车辆数量，(3)根据已经选择导航路线的车辆的实时位置和行驶速度，及其将在相同设计时段途经相同设计路段之车辆数量，(4)根据将在设计时段途经设计路段的未使用导航请求的车辆数量，(5)根据在相同设计时段途经相同设计路段的历史车流量和行驶速度信息，(6)参考相关路段的实时车流量和行驶速度等信息；(7)依据设计路段的设计通行能力和设计行驶速度，(8)依据设计路段的红绿灯数量、位置及各通行方向的红绿灯时间，(9)依据设计路段的禁行、禁停以及人行道等信息，(10)根据设计路段在设计时段的障碍情况，(11)根据设计路段在设计时段的紧急交通管制情况，(12)以及其它相关因素，规划最短时间和/或最短距离等的行驶路线(简称“导航路线”)和行驶速度，以及含通过各路段(简称“规划路段”)的时间(简称“规划时段”)。计算系统与输出系统执行通讯连接，将规划的导航路线和行驶速度，以及交管中心的指令等传输给输出系统。计算系统与数据库执行通讯连接，将规划的导航路线和行驶速度、规划路段和及其规划时段传输给数据库。
输出系统与导航系统执行通讯连接，将计算系统规划的导航路线和行驶速度，或交管中心的指令等，传送给导航系统。输出系统与交管中心执行通讯连接，应交管中心的要求，计算系统从数据库提取相关信息，由输出系统将上述信息传送给交管中心。
进一步的，本发明还可以实现以下主动干预功能，包括：
1.交管中心提前设定高峰期间进入拥堵路段的车辆数量和行驶速度，以缓解高峰期间拥堵路段的交通压力，避免堵塞；
2.交管中心根据本发明提供的信息，提前有针对性地设置变更拥堵路段在拥堵时段的路段或车道通行方向(如将车流量少的通行车道，临时变更为反向车道，让反向车辆通行等)，避免堵塞；
3.交管中心根据本发明提供的信息，提前有针对性地设置调整在拥堵时段的拥堵路段路口之红绿灯时间，缓解交通压力。
本发明设置应急管理特别程序，进一步实现主动干预功能，以满足紧急交通管制(医疗救护，消防救火，市政抢险，以及交通事故等等)的需求：交管中心指令在某某路段/某某车道行驶的车辆须紧急停车或某某路段/某某车道的车辆须改道。计算系统按指令计算相关车辆的紧急停车位置和停车时间，指令相关车辆紧急停车；指令相关车辆变更行驶路线或车道；计算系统根据本发明的基本原理，修改相关车辆紧急停车或改道后的导航路线和行驶速度。此特别程序属于强制程序，道路使用者或无人汽车必须执行。输出系统将紧急停车的指令，以及停车或改道后相关车辆之修改后的导航路线和行驶速度传送给导航系统。数据库保存相关车辆的紧急停车信息，及其修改后的导航路线和行驶速度。本特别程序同时适用于疏通、分流拥堵车辆。
进一步的，计算系统跟踪已经选择导航路线的车辆之实时位置和行驶速度，如发现相关车辆受到意外影响，将不能在规划时段途经规划路段并将在某特定路段形成拥堵，计算系统根据本发明的基本原理，调整相关车辆的导航路线和行驶速度。输出系统将调整后的导航路线和行驶速度传送给导航系统。数据库保存相关车辆调整后的导航路线和行驶速度。
进一步的，如果导航请求的出行时间适逢高峰期，或受意外影响恰逢设计路线上发生严重交通拥堵等情况，除常规的最短时间和/或最短距离之导航路线外，计算系统还可以为导航请求规划避开高峰时段或避开意外交通拥堵时段的出行时间(简称“规划时间”)。计算系统根据导航请求的出发地、目的地和此规划时间，为导航请求设计导航路线和行驶速度。道路使用者或无人汽车按规划时间出行。
更进一步的，商业导航系统可以通过共享导航请求信息，实现本发明之主动干预系统的部分或全部功能。
更进一步的，本发明之主动干预系统也可以直接与道路使用者或无人汽车建立通讯连接，实现本发明之“主动干预系统”的部分或全部功能。
本发明归纳起来，具有以下有益效果：
一、本发明实用、可行
1.与目前的商业导航系统根据相关道路的实时交通情况规划行驶路线不同，本发明着眼于根据道路使用者或无人汽车的请求信息规划导航路线，提前控制将进入相同路段、相同时段的车辆数量，从根本上解决交通堵塞的问题。
2.基于量子计算等超级计算技术的发展，本发明技术可行。
二、本发明经济效益明显
1.本发明能够增加道路通行能力，从而节约市政投资，经济效益明显。
2.本发明能够避免交通堵塞，从而降低能源消耗，经济效益明显。
三、本发明环保效益和社会效益显著
1.本发明能够避免交通堵塞，从而减少汽车尾气排放、减轻污染，有利于环境保护。
2.本发明能够避免交通堵塞，同时让道路使用者在出行前掌握到达时间，社会效益显著。
具体实施方式
本发明按以下方式实施：
1.接收系统收到导航系统提交的第X号导航请求；
2.接收系统将上述导航请求信息传输给计算系统；
3.计算系统收到上述导航请求信息；
4.计算系统设计多个可以满足第X号导航请求的可能路线(满足出发地和目的地要求的“设计路线”)；
5.计算系统计算第X号导航请求各设计路线之沿途每个路段(“设计路段”)，根据导航请求的出行时间，计算途经每个设计路段的通行时间(“设计时段”)；
6.计算系统将上述计算结果，传输给数据库；
7.数据库收到并存储计算系统传输的上述计算结果；
8.计算系统指令数据库提供与第X号导航请求相关的如下信息：
1)将在相同设计时段途经相同设计路段的导航请求数量；
2)规划路段和规划时段与设计路段和设计时段重合之导航路线的数量，以及行驶中的车辆实时位置和速度；
3)在相同设计时段途经相同设计路段的历史车流量和行驶速度信息；
4)相关路段的实时车流量和行驶速度等信息；
5)设计路段的设计通行能力和设计行驶速度；
6)设计路段的红绿灯数量、位置及各通行方向的红绿灯时间；
7)设计路段的禁行、禁停以及人行道等信息；
8)设计路段在设计时段的障碍情况；
9)设计路段在设计时段的紧急交通管制情况；
9.数据库将上述信息传输给计算系统；
10.计算系统收到数据库传输的上述信息；
11.计算系统计算将在相同设计时段途经相同设计路段的导航请求之车辆数量；
12.计算系统计算规划路段和规划时段与设计路段和设计时段重合之车辆数量；
13.计算系统计算将在设计时段途经设计路段的未使用导航请求的车辆数量；
14.计算系统比较、分析并选择最短时间和/或最短距离等的行驶路线(“导航路线”)和行驶速度，各个“规划路段”及其相应的“规划时段”；
15.计算系统将最短时间或最短距离的导航路线和行驶速度，规划路段及其规划时段，传输给输出系统；
16.输出系统收到计算系统传输的上述信息；
17.输出系统将上述第X号导航请求的导航路线和行驶速度，传送给导航系统；
18.接收系统收到导航系统传送的相关车辆是否选择导航路线，及选择导航路线后行驶途中相关车辆的实时位置和行驶速度等信息；
19.接收系统将上述信息传输给数据库；
20.数据库收到并存储上述信息。
以上描述了本发明的基本原理和主要的特征，说明书的描述只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (4)

1.智能交通管理之主动干预系统，其特征在于，包括接收系统，数据库，计算系统和输出系统；
计算系统根据各商业导航系统提交的导航请求，设计行驶路线，计算车辆将途经设计行驶路线之各个路段的时间，提前控制将在相同时段进入相同路段的车辆数量，为导航请求规划最短时间和/或最短距离的导航路线和行驶速度，从根本上解决交通堵塞问题；
接收系统与交管中心执行通讯连接，接收交管中心的道路设计通行能力和设计行驶速度，道路各时间段的实时车流量和行驶速度信息，红绿灯数量、位置及各通行方向的红绿灯时间，禁行路段，禁停路段以及人行道信息，道路障碍情况，紧急交通管制信息，以及接收交管中心的指令；接收系统与导航系统执行通讯连接，接收导航系统提交的导航请求，以及接收导航系统回传的道路使用者或无人汽车选择导航路线的情况，道路使用者或无人汽车是否执行紧急交通管制的信息，以及其车辆在行驶途中的实时位置和行驶速度信息；
在确定导航路线前：计算各导航请求将在相同时段途经相同路段的车辆数量；计算已经选择导航路线的车辆将在相同时段途经相同路段之数量；计算将在相同时段途经相同路段的未使用导航请求的车辆数量；根据设计路段在相同时段的历史车流量和行驶速度信息；根据设计路段的设计通行能力和设计行驶速度，设计路段的红绿灯数量、位置及各通行方向的红绿灯时间，设计路段的禁行、禁停和人行道信息，设计路段的障碍情况，设计路段的紧急交通管制，参考相关路段的实时车流量和行驶速度信息因素，为导航请求规划最短时间和/或最短距离的导航路线和行驶速度；
计算系统收到导航请求，首先设计多个能够满足导航请求的设计路线，列出各个设计线路的每个设计路段；根据导航请求的出行时间，计算途经各个设计路段的设计时段，根据将在相同设计时段途经相同设计路段的导航请求之车辆数量，根据已经选择导航路线的车辆的实时位置和行驶速度，及其将在相同设计时段途经相同设计路段之车辆数量，根据将在设计时段途经设计路段的未使用导航请求的车辆数量，根据在相同设计时段途经相同设计路段的历史车流量和行驶速度信息，参考相关路段的实时车流量和行驶速度信息；依据设计路段的设计通行能力和设计行驶速度，依据设计路段的红绿灯数量、位置及各通行方向的红绿灯时间，依据设计路段的禁行、禁停以及人行道信息，根据设计路段在设计时段的障碍情况，根据设计路段在设计时段的紧急交通管制情况，规划最短时间和/或最短距离的导航路线和行驶速度，以及含通过各规划路段的规划时段；计算系统与输出系统执行通讯连接，将规划的导航路线和行驶速度，以及交管中心的指令传输给输出系统；计算系统与数据库执行通讯连接，将规划的导航路线和行驶速度、规划路段和及其规划时段传输给数据库；
交通管理调度中心提前设定高峰期间进入拥堵路段的车辆数量和行驶速度；交通管理调度中心根据将在拥堵时段途经拥堵路段的车辆数量，提前设置变更拥堵路段在拥堵时段的路段或车道的通行方向，提前设置调整拥堵路段路口在拥堵时段的红绿灯时间；
根据交通管理调度中心的紧急交通管制指令，计算系统计算相关车辆的紧急停车位置和停车时间，指令相关车辆紧急停车；指令相关车辆变更行驶路线或车道；计算系统修改相关车辆紧急停车或改道后的导航路线和行驶速度；
计算系统跟踪已经选择导航路线的车辆行驶途中的位置和行驶速度，如发现相关车辆受到意外影响，将不能在规划时段途经规划路段并将在某特定路段形成拥堵，计算系统修改相关车辆的导航路线和行驶速度。
2.如权利要求1所述的智能交通管理之主动干预系统，其特征在于，计算系统为导航请求规划避开高峰时段或避开意外交通拥堵时段的出行时间；计算系统根据导航请求的出发地、目的地和此规划时间，为导航请求设计导航路线和行驶速度；道路使用者或无人汽车按规划时间出行。
3.如权利要求1或2所述的智能交通管理之主动干预系统，其特征在于，商业导航系统能够通过共享导航请求信息，实现主动干预系统的部分或全部功能。
4.如权利要求1或2所述的智能交通管理之主动干预系统，其特征在于，主动干预系统也能够直接与道路使用者或无人汽车建立通讯连接，实现“主动干预系统”的部分或全部功能。
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