CN112885078A - 一种基于大数据平台的智慧城市道路管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大数据平台的智慧城市道路管理系统及方法，该系统包括高速公路数据采集模块、高速公路交易防盗模块、高速公路服务区系统、高速公路评价模块和主控模块，所述高速公路采集模块用于根据每个收费站为核心划分不同的区域，对每个区域内的天气状况、车流量进行采集，所述高速公路交易防盗模块用于根据高速公路上用于避免在车辆进入ETC支付通道时，后方车辆跟车进入前方车辆的ETC通道，所述高速公路服务区模块用于合理安排服务区车辆的停放时间，所述高速公路评价模块用于在路程结束后，对此段路程进行自动评价和自主评价并上传至主控模块中，能够根据数据库对高速公路上所导致的因素进行及时预警，并提醒该区域的车辆以此警示。

Description

一种基于大数据平台的智慧城市道路管理系统及方法

技术领域

本发明涉大数据技术领域，具体为一种基于大数据平台的智慧城市道路管理系统及方法。

背景技术

随着现有机动车辆的逐步发展，高速公路上也增加了较多的车辆在高速公路上行驶，尤其在车辆高峰期时，五一、国庆和春节，高速公路上的车流量较多，导致很多车辆往往在高速入口就无法进入高速站口内，从而导致高速堵塞严重，造成现场特别混乱以及高速公路瘫痪十分严重，在高速公路上开车时，收费站是各个车辆最集中的区域，也是事故率最为集中的区域，随着国家大幅度推广ETC高速公路收费，很多人在前车进行ETC计费的时候，后方车辆会跟车避免收费；

在车辆高峰期，由于很多人会开车从较远地方行驶，从而导致长时间的开车会致使开车用户的疲劳值增加，用户都会选择在服务区进行休息停留，但是由于服务区内人数较多，服务区内管理相关车辆数据较差且不精准，无法及时清散用户车辆，导致其它用户车辆无法停车，致使用户车辆无法恢复精力值，也无法了解到具体信息；

因此，需要一种基于大数据平台的智慧城市道路管理系统及方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于大数据平台的智慧城市道路管理系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于大数据平台的智慧城市道路管理系统，该系统包括高速公路数据采集模块、高速公路交易防盗模块、高速公路服务区系统、高速公路评价模块和主控模块，所述高速公路采集模块用于根据每个收费站为核心划分不同的区域，对每个区域内的天气状况、车流量进行采集，使得高速公路上的其它车辆能够了解该区域内的状况，从而能够在高速公路上安全行驶，所述高速公路交易防盗模块用于根据高速公路上用于避免在车辆进入ETC支付通道时，后方车辆跟车使用前方车辆的ETC，使得每辆车在高速公路上的交易环境安全，所述高速公路服务区模块用于合理安排服务区车辆的停放时间，避免在服务区内造成车辆拥堵，造成无法缓解车主行车疲劳，所述高速公路评价模块用于在路程结束后，对此段路程进行自动评价和自主评价并上传至主控模块中，以便于其他车辆用户能够了解该路段上的事故问题，从而做到提前避免事故。

进一步的，所述高速公路数据采集模块包括车辆类别统计单元、区域内天气因素单元、区域事故对比单元和区域内提醒单元，所述车辆类别统计单元用于对此区域内以ETC收费站为核心进行区域划分，对不同区域内的车辆流量进行统计，根据车辆的数量判断是否会造成高速入口拥堵，使得其它车辆能够绕道而行，减少该区域内高速公路的负担，所述区域内天气因素单元用于实时检测该区域内的天气状况，判断该区域内天气对交通的影响情况，使得车辆能够在此区域内安全通行，所述区域事故联系单元用于根据此区域内的道路状况和天气状况是否会导致事故发生，使得该区域内的车辆无法通行，所述区域内提醒单元用于对该区域内所发生的事故信息进行上传，从而能够提前了解相关信息，所述车辆类别统计单元的输出端与区域事故对比单元、区域内天气因素单元、区域内提醒单元的输入端相连接。

进一步的，所述高速公路交易防盗模块包括高速入口集群分配单元、车辆排队等待单元、车辆穿插ETC检测单元和ETC窗口数量调配单元，所述高速入口集群分配单元用于对不同区域内高速入口内的车辆数量进行实时检测，当检测到高速入口的车流量大于预设数量时，更换高速内的其它入口驶入，使得车辆能够快速到达收费站，所述车辆排队等待单元用于在高速收费站不同站口排队等待的车辆数量进行检测，并对不同站口内支付交易的时间进行计算，从而使得车辆能够往站口内等待时间较少的队伍进行移动，从而减少等待的时间，所述车辆穿插ETC判断单元用于当车辆已经在ETC车道内交易时，同时对后方车辆的车牌号和对应的车型进行检测，当在预设时间内并没有检测到后放车辆的信息时，判断此车辆跟车闯入高速站台，保证车辆驶入站台交易的公开化，所述ETC窗口数量调配单元用于当检测到有部分车辆ETC的支付失效时，可以将部分ETC窗口更换成MTC人工窗口，从而使得每个车辆都能够驶往高速公路的下个路口，减少在高速路口的拥堵，所述高速入口集群分配单元的输出端与车辆排队等待单元、车辆穿插ETC检测单元和ETC窗口数量调整单元的输入端相连接。

所述车辆穿插ETC检测单元，设定前车所在车辆中心的坐标为为F＝(x₁,y₁),后车所在车辆中心的坐标为Z＝(x₂,y₂),前车车辆在扫描过信息后，进入了ETC扫描支付模式中，在抬杠的预设时间C内，前车行驶速度为j,所对应坐标为K(x₃,y₃),检测到的后方车辆坐标为Q＝(x₄,y₄),当在前方车辆驶出抬杠处位置后，检测到首次前后方车辆距离M_FZ小于第二次检测的前后方车辆距离M_KQ时，表示后放车辆跟随前方车辆；

其中：M_FZ是指首次前方车辆与后方车辆的距离，M_KQ是指第二次前方车辆与后房车辆的距离。

进一步的，所述高速公路服务区系统包括车主疲劳度确定模块、车位类型提前安排模块和滞留因素追寻系统，所述车主疲劳度确定模块用于当检测到ETC车道上方所检测到的车辆用户脸部同时出现在服务区系统内时，对该用户开车时间判断用户开车的疲劳度，从而安排用户休息的时间，使得能够缓解用户开车的疲劳，所述车位类型提前安排模块用于根据车辆大小合理安排车辆停放的位置，并对用户车辆完全停放进车位的时间进行计算，使得用户能够缓解长时间高度集中开车的疲劳感，所述滞留因素追寻系统用于当检测到有车辆没有在预设时间内离开服务区时，向该车辆滞留的原因进行收集，同时核实真实度，保证车辆能够在下一波车辆高峰期到来时离开服务区，给其它车辆让位；

所述滞留因素追寻系统包括座位感应终端和自主扣费模块，所述座位感应终端用于当在预设时间内并未检测到车位上接收到相应信号时，表示用户停留在服务区内，所述自助扣费模块用于在没有找到用户的位置时，根据车辆所超过设定的停留时间收取车辆停车费用，从而能够提醒用户在出行高峰期时间内，能够留给其他用户车辆修正的时间，所述座位感应终端与熟悉度检测模块和自主扣费模块相连接。

进一步的，所述高速公路评价模块包括车辆行程自评价单元、高速公路自服务评价单元和评价结果上传单元，所述车辆行程自评价单元用于根据车辆从高速公路入口出发至高速公路站口最终所到达目的地中行驶的距离和相对应的时间与保存在数据库中的时间线对比进行评价，从而能够出用户在此次行程中的感受，所述高速公路自服务评价单元用于根据车辆种类在高速公路服务区的停车等待时间和服务区所安排时间进行评价，从而能够判断出用户是否满意此次服务区所安排的服务，所述评价结果上传单元用于将用户所评论的结果进行上传，以便于其他用户能够参考评论打分是否选择在此短时间内出行，并将结果上传至主控模块中，所述车辆行程自评价单元的输出端与高速公路自服务评价单元和评价结果上传单元相连接。

一种基于大数据平台的智慧城市道路管理方法，该方法包括如下步骤：

S1：使用高速公路数据采集模块，能够以不同区域内高速公路的收费站为核心，对不同区域内的天气状况、车流量情况进行采集，并在此区域内判断是否会导致事故发生，导致该区域内的车辆无法继续通行，并将相应的事故数据上传至主控模块中，使得该区域内的其它用户车辆开车过程中警惕；

S2：使用高速公路交易防盗模块，不同车辆在不同ETC支付通道内进行支付时，对正在支付的车辆信息、车主的脸部以及后方车辆的型号进行检测，并实时检测车辆所在位置，当后方车辆在预设时间内与前方车辆距离小于预设距离时，判断后方车辆是否有跟车闯站的行为，当检测到车辆ETC失效后，将某ETC支付通道更换成MTC支付通道，使得车辆都能够通过高速公路的路口；

S3：使用高速公路服务区系统，根据用户在高速公路上开车时间判断用户的疲劳值，根据用户疲劳值判断用户车辆在服务区所停留的时间，从而能够在服务区用户车辆类型的车位，当检测到服务区内此类型车辆在预设时间内并未离开对应的车位位置时，根据车辆超额所停时间进行自助扣费，使得用户能够在固定时间内离开服务区，且保证在车辆行驶高峰期内有其它用户车辆在服务区内休息停留；

S4：使用高速公路评价模块，根据车辆从高速入口至所到达终点位置的行驶速度和时间进行评价，同时根据用户车辆在服务区内停车等待时间和服务区所安排时间进行确定评价，并将用户所评论的结果上传至主控模块中，以便于其它车辆能够参考此路线的评分值判断是否选择此路线出行。

在所述步骤S1中，根据高速公路数据采集模块检测，区域内不同时间段所对应的天气状况的集合为T＝{t₁,t₂,t₃...t_m},高速公路上在不同时间段内等待进入高速站口内的时间集合为x＝{x₁,x₂,x₃...x_m},所对应的不同时间段进行超车是否撞到后方车辆的前部部位；

在二维平面模型中，第一车辆的车头位置坐标为(a₁,b₁),车尾位置的坐标为(m₁,n₁),第一车辆的车头位置坐标为(a₂,b₂),车尾位置的坐标为(m₂,n₂)，因所对应的不同天气状况，第一车辆所对应的速度集合为v＝{v₁,v₂,v₃...v_m},第二车辆所对应的速度集合为o＝{o₁,o₂,o₃...o_m}；

根据公式：

预设时间r内第一辆车所行驶的距离为W,W＝V_i*r；

第一辆车车头的坐标为D＝(a₁+w,b₁+w)；

预设时间r内第二辆车所行车的距离为P,P＝o_i*r；

第二辆车因超车所偏移的角度为

超车后回到原来的车道时所偏移的角度为σ；

第二辆车车尾产生的新坐标为

当M≥H时，表示两辆车不会相撞，当M＜H时，表示两辆车会相撞；l

其中：V_i、o_i是指在不同的天气状况内，第一辆车和第二辆车所对应的不同速度，M是其中第一辆车超车后与第二辆车之间的距离，H是预设距离。

设定用户从目标a行驶到目标c，所经过的高速站口有a、b、c,用户从a到b所行驶的时间为e>x，当用户行驶至b所对应的服务区时，将所需休息的时间和对应车辆类型的车位发送给主控模块，经检测，此类型车辆在对应服务区内所需等待的时间集合为W＝{w₁,w₂,w₃...w_m}，当检测到有部分用户车辆并未在所设定的时间内开走时，将部分车辆所超的时间进行计费，设定半小时以内计费为a,超过半小时计费为b，部分车辆所应支付的价格为

当检测到有车辆侧时间到后，安排所述类型车辆行驶至对应的车位内；

其中：w_i是指所等时间超过预设时间的车辆，w_s是指根据车辆所需等待的时间,a,b是指收费系数。

不同用户所开车辆的时间N＝{n₁,n₂,n₃...n_m}，根据不同用户所开时间确定用户的疲劳度P，设定P＝k₁n_x+b₁,根据所对应的疲劳度安排用户在服务区所需等待的时间I＝k₂n_2x+b₂,能够根据不同的疲劳值确定相应在服务区休息的时间；

其中：n_x是指用户所开车辆的时间值，I是指用户在服务区等待的时间，k₁、k₂、b₁、b₂是指对应系数。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1.使用高速公路数据采集模块，以高速公路的收费站口为核心进行划分不同区域，对不同区域内的天气状况、车流量情况进行实时采集，从而能够了解该区域内的车辆行驶状况，并根据此区域内变换的天气和车流量，对所造成的车辆事故进行判断，并将所造成的事故向其它用户车辆在开车过程中能够警惕事故率的发生，使得车辆能够安全行驶；

2.使用高速公路交易防盗模块，对在ETC专用车道进行支付行为时，根据对此通道内的正在支付的车辆信息和后方车辆的车辆信息和车辆位置进行检测，判断后方车辆是否会产生跟车行为，使得每辆车辆在ETC通道内的支付行为能够公开透明；

3.使用高速公路服务区系统，根据用户在高速公路上开车时间判断用户在开车过程中的疲劳值，同时对用户车辆在不同高速站口所检测到脸部是否为同一张脸，当检测用户开车时间超过预设范围时，使得用户车辆向高速服务区休息，舒缓并解除疲劳，当检测到用户车辆并没有在固定时间内离开服务区时，根据车辆在服务区滞留的时间进行自动扣费，使得休息好的用户车辆能够在行驶高峰期间给予空余车位给需要的车辆，保证每辆车辆都能够在高速公路驾驶期间安全行驶。

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是本发明一种基于大数据平台的智慧城市道路管理系统及方法的模块组成示意图；

图2是本发明一种基于大数据平台的智慧城市道路管理系统及方法的步骤示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供技术方案：一种基于大数据平台的智慧城市道路管理系统，该系统包括高速公路数据采集模块、高速公路交易防盗模块、高速公路服务区系统、高速公路评价模块和主控模块，所述高速公路采集模块用于根据每个收费站为核心划分不同的区域，对每个区域内的天气状况、车流量进行采集，使得高速公路上的其它车辆能够了解该区域内的状况，从而能够在高速公路上安全行驶，所述高速公路交易防盗模块用于根据高速公路上用于避免在车辆进入ETC支付通道时，后方车辆跟车使用前方车辆的ETC，使得每辆车在高速公路上的交易环境安全，所述高速公路服务区模块用于合理安排服务区车辆的停放时间，避免在服务区内造成车辆拥堵，造成无法缓解车主行车疲劳，所述高速公路评价模块用于在路程结束后，对此段路程进行自动评价和自主评价并上传至主控模块中，以便于其他车辆用户能够了解该路段上的事故问题，从而做到提前避免事故。

进一步的，所述高速公路数据采集模块包括车辆类别统计单元、区域内天气因素单元、区域事故对比单元和区域内提醒单元，所述车辆类别统计单元用于对此区域内以ETC收费站为核心进行区域划分，对不同区域内的车辆流量进行统计，根据车辆的数量判断是否会造成高速入口拥堵，使得其它车辆能够绕道而行，减少该区域内高速公路的负担，所述区域内天气因素单元用于实时检测该区域内的天气状况，判断该区域内天气对交通的影响情况，使得车辆能够在此区域内安全通行，所述区域事故联系单元用于根据此区域内的道路状况和天气状况是否会导致事故发生，使得该区域内的车辆无法通行，所述区域内提醒单元用于对该区域内所发生的事故信息进行上传，从而能够提前了解相关信息，所述车辆类别统计单元的输出端与区域事故对比单元、区域内天气因素单元、区域内提醒单元的输入端相连接。

进一步的，所述高速公路交易防盗模块包括高速入口集群分配单元、车辆排队等待单元、车辆穿插ETC检测单元和ETC窗口数量调配单元，所述高速入口集群分配单元用于对不同区域内高速入口内的车辆数量进行实时检测，当检测到高速入口的车流量大于预设数量时，更换高速内的其它入口驶入，使得车辆能够快速到达收费站，所述车辆排队等待单元用于在高速收费站不同站口排队等待的车辆数量进行检测，并对不同站口内支付交易的时间进行计算，从而使得车辆能够往站口内等待时间较少的队伍进行移动，从而减少等待的时间，所述车辆穿插ETC判断单元用于当车辆已经在ETC车道内交易时，同时对后方车辆的车牌号和对应的车型进行检测，当在预设时间内并没有检测到后放车辆的信息时，判断此车辆跟车闯入高速站台，保证车辆驶入站台交易的公开化，所述ETC窗口数量调配单元用于当检测到有部分车辆ETC的支付失效时，可以将部分ETC窗口更换成MTC人工窗口，从而使得每个车辆都能够驶往高速公路的下个路口，减少在高速路口的拥堵，所述高速入口集群分配单元的输出端与车辆排队等待单元、车辆穿插ETC检测单元和ETC窗口数量调整单元的输入端相连接。

所述车辆穿插ETC检测单元，设定前车所在车辆中心的坐标为F＝(x₁,y₁),后车所在车辆中心的坐标为Z＝(x₂,y₂),前车车辆在扫描过信息后，进入了ETC扫描支付模式中，在抬杠的预设时间C内，前方车辆所对应坐标为K(x₃,y₃),检测到的后方车辆坐标为Q＝(x₄,y₄),当在前方车辆驶出抬杠处位置后，检测到首次前后方车辆距离M_FZ小于第二次检测的前后方车辆距离M_KQ时，表示后方车辆跟随前方车辆；

其中：M_FZ是指首次前方车辆与后方车辆的距离，M_KQ是指第二次前方车辆与后方车辆的距离；

当前方车辆驶入ETC通道后，在ETC通道没有抬杠前，对前方车辆与后方车辆的距离进行首次计算，能够判断出此时后方车辆是否在ETC通道外面，判断出后方车辆是否还在前方车辆的后方；在ETC抬杠后瞬间且前方车辆驶出了高速公路站口后，对前方车辆与后方车辆的距离进行二次计算并与第一次的距离进行对比，当距离变大时，且后方车辆位置并没有在瞬间变化时，能够检测出后方车辆并没有跟随前方车辆穿插ETC的抬杠，此时不排除后方车辆移动至其它ETC通道口重新排队，当检测到首次前后车辆之间的距离与第二次所检测的车辆距离相比变小时，且时间是控制在前方车辆抬杆后，能够判断得出后方车辆更随前方车辆抬杆；

在此不排除其它车辆插入所等待的后方车辆的队伍，此时后房车辆的车辆信息与实际不相符，且两辆车的距离会突然变大；

在此，设置的预设时间C是代表时间是仅仅控制在扫过车辆车窗上方一侧的ETC后抬杠的时间，来判断后房车辆是否更随，因为抬杠落下需要一定的缓冲时间。

进一步的，所述高速公路服务区系统包括车主疲劳度确定模块、车位类型提前安排模块和滞留因素追寻系统，所述车主疲劳度确定模块用于当检测到ETC车道上方所检测到的车辆用户脸部同时出现在服务区系统内时，对该用户开车时间判断用户开车的疲劳度，从而安排用户休息的时间，使得能够缓解用户开车的疲劳，所述车位类型提前安排模块用于根据车辆大小合理安排车辆停放的位置，并对用户车辆完全停放进车位的时间进行计算，使得用户能够缓解长时间高度集中开车的疲劳感，所述滞留因素追寻系统用于当检测到有车辆没有在预设时间内离开服务区时，向该车辆滞留的原因进行收集，同时核实真实度，保证车辆能够在下一波车辆高峰期到来时离开服务区，给其它车辆让位；

所述滞留因素追寻系统包括座位感应终端和自主扣费模块，所述座位感应终端用于当在预设时间内并未检测到车位上接收到相应信号时，表示用户停留在服务区内所述自助扣费模块用于在没有找到用户的位置时，根据车辆所超过设定的停留时间收取车辆停车费用，从而能够提醒用户在出行高峰期时间内，能够留给其他用户车辆修正的时间，所述座位感应终端与熟悉度检测模块和自主扣费模块相连接。

进一步的，所述高速公路评价模块包括车辆行程自评价单元、高速公路自服务评价单元和评价结果上传单元，所述车辆行程自评价单元用于根据车辆从高速公路入口出发至高速公路站口最终所到达目的地中行驶的距离和相对应的时间与保存在数据库中的时间线对比进行评价，从而能够出用户在此次行程中的感受，所述高速公路自服务评价单元用于根据车辆种类在高速公路服务区的停车等待时间和服务区所安排时间进行评价，从而能够判断出用户是否满意此次服务区所安排的服务，所述评价结果上传单元用于将用户所评论的结果进行上传，以便于其他用户能够参考评论打分是否选择在此短时间内出行，并将结果上传至主控模块中，所述车辆行程自评价单元的输出端与高速公路自服务评价单元和评价结果上传单元相连接。

一种基于大数据平台的智慧城市道路管理方法，该方法包括如下步骤：

S1：使用高速公路数据采集模块，能够以不同区域内高速公路的收费站为核心，对不同区域内的天气状况、车流量情况进行采集，并在此区域内判断是否会因为天气状况和车流量情况导致事故发生，导致该区域内的车辆无法继续通行，并将相应的事故数据上传至主控模块中，使得该区域内的其它用户车辆开车过程中警惕；

S2：使用高速公路交易防盗模块，不同车辆在不同ETC支付通道内进行支付时，对正在支付的车辆信息、车主的脸部以及后方车辆的型号进行检测，并实时检测车辆所在位置，当后方车辆在预设时间内与前方车辆距离小于预设距离时，判断后方车辆是否有跟车闯站的行为，当检测到车辆ETC失效后，将某ETC支付通道更换成MTC支付通道，使得车辆都能够通过高速公路的路口；

S3：使用高速公路服务区系统，根据用户在高速公路上开车时间判断用户的疲劳值，根据用户疲劳值判断用户车辆在服务区所停留的时间，从而能够在服务区用户车辆类型的车位，当检测到服务区内此类型车辆在预设时间内并未离开对应的车位位置时，根据车辆超额所停时间进行自助扣费，使得用户能够在固定时间内离开服务区，且保证在车辆行驶高峰期内有其它用户车辆在服务区内休息停留；

S4：使用高速公路评价模块，根据车辆从高速入口至所到达终点位置的行驶速度和时间进行评价，同时根据用户车辆在服务区内停车等待时间和服务区所安排时间进行确定评价，并将用户所评论的结果上传至主控模块中，以便于其它车辆能够参考此路线的评分值判断是否选择此路线出行。

在所述步骤S1中，根据高速公路数据采集模块检测，区域内不同时间段所对应的天气状况的集合为T＝{t₁,t₂,t₃...t_m},高速公路上在不同时间段内等待进入高速站口内的时间集合为x＝{x₁,x₂,x₃...x_m},所对应的不同时间段进行超车是否撞到后方车辆的前部部位；

在二维平面模型中，第一车辆的车头位置坐标为(a₁,b₁),车尾位置的坐标为(m₁,n₁),第一车辆的车头位置坐标为(a₂,b₂),车尾位置的坐标为(m₂,n₂)，因所对应的不同天气状况，第一车辆所对应的速度集合为v＝{v₁,v₂,v₃...v_m},第二车辆所对应的速度集合为o＝{o₁,o₂,o₃...o_m}；

根据公式：

预设时间r₁内第一辆车所行驶的距离为W,W＝V_i*r1；

第一辆车车头的坐标为D＝(a₁+w,b₁+w)；

预设时间r₂内第二辆车所行车的距离为P,P＝o_i*r2；

第二辆车因超车所偏移的角度为

超车后回到原来的车道时所偏移的角度为σ；

第二辆车车尾产生的新坐标为

当M≥H时，表示两辆车不会相撞，当M＜H时，表示两辆车会相撞；

其中：V_i、o_i是指在不同的天气状况内，第一辆车和第二辆车所对应的不同速度，M是其中第一辆车超车后与第二辆车之间的距离，H是预设距离；

在此设置两个车辆的车头车尾位置坐标是为了能够了解到后方车辆向前方车辆超车时，超车后的车辆回到原来的车道时，后方车辆的车尾是否会撞到前方车辆的车头，在此设置r₁和r₂,能够判断出不同车辆所行驶的路程，从而能够计算出旋转相应角度后的车辆坐标；

上述方法仅适用于后方车辆未超前方车辆时，前方车辆与后方车辆行驶在同一个道路中，且后方车辆超车向前方车辆行驶时，又会回到原车道并向前行驶，在此过程中，设置前后俩车辆所行驶的速度是因为在不同的天气情况下，可见度不同，因此判断在不同速度下车，车辆超车时是否会造成事故发生，从而提醒该区域内的其他车辆能够安全开车，通过计算第一辆车车头与第二辆车车位的距离判断两车是否会相撞，且两个车辆行驶的方向相同，因此根据所提到的速度和所偏移角度能够测算出车辆之间的距离，判断第一车辆是否有机会刹车而不撞到超速的第二车辆。

设定用户从目标a行驶到目标c，所经过的高速站口有a、b、c,用户从a到b所行驶的时间为e>x，当用户行驶至b所对应的服务区时，将所需休息的时间和对应车辆类型的车位发送给主控模块，经检测，此类型车辆在对应服务区内所需等待的时间集合为W＝{w₁,w₂,w₃...w_m}，当检测到有部分用户车辆并未在所设定的时间内开走时，将部分车辆所超的时间进行计费，设定半小时以内计费为a,超过半小时计费为b，部分车辆所应支付的价格为

当检测到有车辆侧时间到后，安排所述类型车辆行驶至对应的车位内；

其中：w_i是指所等时间超过预设时间的车辆，w_s是指根据车辆所需等待的时间,a,b是指收费系数；

不同用户所开车辆的时间N＝{n₁,n₂,n₃...n_m}，根据不同用户所开时间确定用户的疲劳度P，设定P＝k₁n_x+b₁,根据所对应的疲劳度安排用户在服务区所需等待的时间I＝k₂n_2x+b₂,能够根据不同的疲劳值确定相应在服务区休息的时间；

其中：n_x是指用户所开车辆的时间值，I是指用户在服务区等待的时间，k₁、k₂、b₁、b₂是指对应系数；

通过用户在高速公路上所开时间判断用户的疲劳度P，因此疲劳度P和用户在高速公路所开时间N息息相关，根据用户的疲劳度P，系统自动分配相应的等待时间(休息时间)I，并根据用户所对应的车辆类别进行检测服务区内对应不同车位所剩下的时间，并将此类车辆对应的车位排序发送至主控模块中，使得主控模块能够连接此区域内服务区的车位分配器，并引领车辆向空缺位置的车位；设定不同车辆所对应的时间，当检测到车辆不能在预设时间内(在这里设置的是半个小时)将车辆开走时，设置相应的惩罚措施(这里指的是收取相应的费用)，从而能够使得在车辆高峰期内能够将闲置的车辆引流流出高速公路路上。

实施例1：根据高速公路数据采集模块检测，区域内不同时间段所对应的天气状况为T＝{t₁}＝{大雾},所对应的不同时间段进行超车是否撞到后方车辆的前部部位；

在二维平面模型中，第一车辆的车头位置坐标为(a₁,b₁)＝(40，80),车尾位置的坐标为(m₁,n₁)＝(40,50),第一车辆的车头位置坐标为(a₂,b₂)＝(40,35),车尾位置的坐标为(m₂,n₂)＝(60,80)，因所对应的不同天气状况，第一车辆所对应的速度为v＝(v₁)＝(80),第二车辆所对应的速度集合为o＝{75},设定两个车辆之间的距离为35；

根据公式：

预设时间r＝2min内第一辆车所行驶的距离为W,W＝V_i*r＝80*0.03h＝2.4＝240m；

第一辆车车头的坐标为D＝(a₁+w,b₁+w)＝(40+2.4,80+2.4)＝(42.4,82.4)；

预设时间2min内第二辆车所行车的距离为P,P＝o_i*r＝75*0.03h＝2.25＝225m；

第二辆车因超车所偏移的角度为

超车后回到原来的车道时所偏移的角度为σ＝45；

第二辆车车尾产生的新坐标为

由此得出：45>35，表示第一辆车与第二辆车不会相撞，其中：V_i、o_i是指在不同的天气状况内，第一辆车和第二辆车所对应的不同速度，M是其中第一辆车超车后与第二辆车之间的距离，H是预设距离。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于大数据平台的智慧城市道路管理系统，其特征在于：该系统包括高速公路数据采集模块、高速公路交易防盗模块、高速公路服务区系统、高速公路评价模块和主控模块，所述高速公路采集模块用于根据每个收费站为核心划分不同的区域，对每个区域内的天气状况、车流量进行采集，所述高速公路交易防盗模块用于根据高速公路上用于避免在车辆进入ETC支付通道时，后方车辆跟车进入前方车辆的ETC通道，所述高速公路服务区模块用于合理安排服务区车辆的停放时间，所述高速公路评价模块用于在路程结束后，对此段路程进行自动评价和自主评价并上传至主控模块中，所述主控模块用于分别控制高速公路数据采集模块、高速公路交易防盗模块、高速公路服务区模块和高速公路评价模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据平台的智慧城市道路管理系统，其特征在于：所述高速公路数据采集模块包括车辆类别统计单元、区域内天气因素单元、区域事故对比单元和区域内提醒单元，所述车辆类别统计单元用于对此区域内以ETC收费站为核心进行区域划分，对不同区域内的车辆流量进行统计，根据车辆的数量判断是否会造成高速入口拥堵，所述区域内天气因素单元用于实时检测该区域内的天气状况，判断该区域内天气对交通的影响情况，所述区域事故联系单元用于根据此区域内的道路状况和天气状况是否会导致事故发生，所述区域内提醒单元用于对该区域内所发生的事故信息进行上传，所述车辆类别统计单元的输出端与区域事故对比单元、区域内天气因素单元、区域内提醒单元的输入端相连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于大数据平台的智慧城市道路管理系统，其特征在于：所述高速公路交易防盗模块包括高速入口集群分配单元、车辆排队等待单元、车辆穿插ETC检测单元和ETC窗口数量调配单元，所述高速入口集群分配单元用于对不同区域内高速入口内的车辆数量进行实时检测，当检测到高速入口的车流量大于预设数量时，更换高速内的其它入口驶入，所述车辆排队等待单元用于在高速收费站不同站口排队等待的车辆数量进行检测，并对不同站口内支付交易的时间进行计算，所述车辆穿插ETC判断单元用于当车辆已经在ETC车道内交易时，同时对后方车辆的车牌号和对应的车型进行检测，当在预设时间内并没有检测到后放车辆的信息时，判断此车辆行为是跟车闯入高速公路站口，所述ETC窗口数量调配单元用于当检测到有部分车辆ETC的支付失效时，可以将部分ETC窗口更换成MTC人工窗口，所述高速入口集群分配单元的输出端与车辆排队等待单元、车辆穿插ETC检测单元和ETC窗口数量调整单元的输入端相连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于大数据平台的智慧城市道路管理系统，其特征在于：所述车辆穿插ETC检测单元，设定前车所在车辆中心的坐标为为F＝(x₁,y₁),后车所在车辆中心的坐标为Z＝(x₂,y₂),前车车辆在扫描过信息后，进入了ETC扫描支付模式中，在抬杠的预设时间C内，前车行驶速度为j,所对应坐标为K(x₃,y₃),检测到的后方车辆坐标为Q＝(x₄,y₄),当在前方车辆驶出抬杠处位置后，检测到首次前后方车辆距离M_FZ小于第二次检测的前后方车辆距离M_KQ时，表示后放车辆跟随前方车辆；

其中：M_FZ是指首次前方车辆与后方车辆的距离，M_KQ是指第二次前方车辆与后房车辆的距离。

5.根据权利要求1所述的一种基于大数据平台的智慧城市道路管理系统，其特征在于：所述高速公路服务区系统包括车主疲劳度确定模块、车位类型提前安排模块和滞留因素追寻系统，所述车主疲劳度确定模块用于当检测到ETC车道上方所检测到的车辆用户脸部同时出现在服务区系统内时，对该用户开车时间判断用户开车的疲劳度，所述车位类型提前安排模块用于根据车辆大小合理安排车辆停放的位置，并对用户车辆完全停放进车位的时间进行计算，所述滞留因素追寻系统用于当检测到有车辆没有在预设时间内离开服务区时，向该车辆滞留的原因进行收集，同时核实真实度；

所述滞留因素追寻系统包括座位感应终端和自主扣费模块，所述座位感应终端用于当在预设时间内并未检测到车位上接收到相应信号时，表示用户停留在服务区内，所述自助扣费模块用于在没有找到用户的位置时，根据车辆所超过设定的停留时间收取车辆停车费用，所述座位感应终端与熟悉度检测模块和自主扣费模块相连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于大数据平台的智慧城市道路管理系统，其特征在于：所述高速公路评价模块包括车辆行程自评价单元、高速公路自服务评价单元和评价结果上传单元，所述车辆行程自评价单元用于根据车辆从高速公路入口出发至高速公路站口最终所到达目的地中行驶的距离和相对应的时间与保存在数据库中的时间线对比进行评价，所述高速公路自服务评价单元用于根据车辆种类在高速公路服务区的停车等待时间和服务区所安排时间进行评价，所述评价结果上传单元用于将用户所评论的结果进行上传，并将结果上传至主控模块中，所述车辆行程自评价单元的输出端与高速公路自服务评价单元和评价结果上传单元相连接。

7.一种基于大数据平台的智慧城市道路管理方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

S1：使用高速公路数据采集模块，能够以不同区域内高速公路的收费站为核心，对不同区域内的天气状况、车流量情况进行采集，并在此区域内判断是否会导致事故发生，导致该区域内的车辆无法继续通行，并将相应的事故数据上传至主控模块中，使得该区域内的其它用户车辆开车过程中警惕；

S2：使用高速公路交易防盗模块，不同车辆在不同ETC支付通道内进行支付时，对正在支付的车辆信息、车主的脸部以及后方车辆的型号进行检测，并实时检测车辆所在位置，当后方车辆在预设时间内与前方车辆距离小于预设距离时，判断后方车辆是否有跟车闯站的行为，当检测到车辆ETC失效后，将某ETC支付通道更换成MTC支付通道；

S3：使用高速公路服务区系统，根据用户在高速公路上开车时间判断用户的疲劳值，根据用户疲劳值判断用户车辆在服务区所停留的时间，当检测到服务区内此类型车辆在预设时间内并未离开对应的车位位置时，根据车辆超额所停时间进行自助扣费，使得用户能够在固定时间内离开服务区，且保证在车辆行驶高峰期内有其它用户车辆在服务区内休息停留；

S4：使用高速公路评价模块，根据车辆从高速入口至所到达终点位置的行驶速度和时间进行评价，同时根据用户车辆在服务区内停车等待时间和服务区所安排时间进行确定评价，并将用户所评论的结果上传至主控模块中。

8.根据权利要求7所述的一种基于大数据平台的智慧城市道路管理方法，其特征在于：在所述步骤S1中，根据高速公路数据采集模块检测，区域内不同时间段所对应的天气状况的集合为T＝{t₁,t₂,t₃...t_m},高速公路上在不同时间段内等待进入高速站口内的时间集合为x＝{x₁,x₂,x₃...x_m},所对应的不同时间段进行超车是否撞到后方车辆的前部部位；

在二维平面模型中，第一车辆的车头位置坐标为(a₁,b₁),车尾位置的坐标为(m₁,n₁),第一车辆的车头位置坐标为(a₂,b₂),车尾位置的坐标为(m₂,n₂)，因所对应的不同天气状况，第一车辆所对应的速度集合为v＝{v₁,v₂,v₃...v_m},第二车辆所对应的速度集合为o＝{o₁,o₂,o₃...o_m}；

根据公式：

预设时间r内第一辆车所行驶的距离为W,W＝V_i*r；

第一辆车车头的坐标为D＝(a₁+w,b₁+w)；

预设时间r内第二辆车所行车的距离为P,P＝o_i*r；

第二辆车因超车所偏移的角度为

超车后回到原来的车道时所偏移的角度为σ；

第二辆车车尾产生的新坐标为

当M≥H时，表示两辆车不会相撞，当M＜H时，表示两辆车会相撞；l

其中：V_i、o_i是指在不同的天气状况内第一辆车和第二辆车所对应的不同速度，M是其中第一辆车超车后与第二辆车之间的距离，H是预设距离。

9.根据权利要求7所述的一种基于大数据平台的智慧城市道路管理方法，其特征在于：设定用户从目标a行驶到目标c，所经过的高速站口有a、b、c,用户从a到b所行驶的时间为e>x，当用户行驶至b所对应的服务区时，将所需休息的时间和对应车辆类型的车位发送给主控模块，经检测，此类型车辆在对应服务区内所需等待的时间集合为W＝{w₁,w₂,w₃...w_m}，当检测到有部分用户车辆并未在所设定的时间内开走时，将部分车辆所超的时间进行计费，设定半小时以内计费为a,超过半小时计费为b，部分车辆所应支付的价格为

当检测到有车辆时间到后，安排所述类型车辆行驶至对应的车位内；

其中：w_i是指所等时间超过预设时间的车辆，w_s是指根据车辆所需等待的时间,a,b是指收费系数。

10.根据权利要求9所述的一种基于大数据平台的智慧城市道路管理方法，其特征在于：不同用户所开车辆的时间N＝{n₁,n₂,n₃...n_m}，根据不同用户所开时间确定用户的疲劳度P，设定P＝k₁n_x+b₁,根据所对应的疲劳度安排用户在服务区所需等待的时间I＝k₂n_2x+b₂,能够根据不同的疲劳值确定相应在服务区休息的时间；

其中：n_x是指用户所开车辆的时间值，I是指用户在服务区等待的时间，k₁、k₂、b₁、b₂是指对应系数。

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