CN113297294B - 一种基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法及云监控管理平台 - Google Patents

一种基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法及云监控管理平台 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法及云监控管理平台，通过获取待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的出现时间和消失时间，统计单位时间段内各段子道路的车流量，并对大于或等于设定的车流量阈值的各段子道路和对应的前后段子道路中所有匝道进行限流处理，同时获取单位时间段内各段子道路上各车辆的各违规行驶参数，对比得到单位时间段内各段子道路上各行驶参数违规的车辆数目，计算单位时间段内各段子道路的车辆行驶安全影响系数，统计单位时间段内车辆行驶存在安全隐患的各段子道路位置编号，并通知交管人员去往各段子道路对应的下一段子道路起始位置进行交通安全管理措施。

Description

一种基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法及云监控 管理平台
技术领域
本发明涉及高速公路监控管理领域，涉及到一种基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法及云监控管理平台。
背景技术
随着我国高速公路的迅猛发展、家用私家车的持续增加，交通事故每年呈上升趋势，开展高速公路车辆行驶安全监控管理研究也变得日益重要。目前，现有的高速公路由于车流量较多，监控的范围较短，使得高速交管人员无法实时全面的了解高速公路的路况，导致高速公路出现交通拥挤和堵塞现象无法及时进行处理，从而影响高速公路的通行能力，降低人们的高速出行体验感，同时现有的高速公路车辆行驶安全监测往往只能通过发生交通事故后高速交管人员接到报警电话得知，无法实现提前对高速公路中车辆行驶安全进行预警提醒，从而不能及时有效地预防和避免高速公路交通事故的发生，给高速公路出行人们的生命财产安全带来严重的危害，进而影响高速公路车辆行驶安全监控管理水平，为了解决以上问题，现设计一种基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法及云监控管理平台。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法及云监控管理平台，本发明通过将待监控高速公路道路划分成若干段子道路，获取单位时间段内各段子道路上各车辆的出现时间和消失时间，统计单位时间段内各段子道路的车流量，若某段子道路的车流量大于或等于设定的高速公路车流量阈值，则对该段子道路和对应的前后段子道路中所有匝道进行限流处理，同时分别获取单位时间段内各段子道路上各车辆的各违规行驶参数，对比得到单位时间段内各段子道路上各行驶参数违规的车辆数目，计算单位时间段内各段子道路的车辆行驶安全影响系数，对比分析各段子道路的车辆行驶是否存在安全隐患，统计单位时间段内车辆行驶存在安全隐患的各段子道路位置编号，并通知交管人员分别去往各子道路对应的下一段子道路起始位置进行交通安全管理措施，解决了背景技术中存在的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供一种基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法，包括如下步骤：
S1、高速公路长度划分：将待监控高速公路的道路进行划分，按照道路长度等分方式划分成若干段子道路，对待监控高速公路中各段子道路按照设定的顺序依次进行位置编号，待监控高速公路中各段子道路的位置编号分别为1,2,...,i,...,n；
S2、车辆出现和消失时间获取：获取待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的出现时间和消失时间，分别统计单位时间段内各段子道路上各车辆的出现时间和单位时间段内各段子道路上各车辆的消失时间；
S3、道路车流量统计：根据单位时间段内各段子道路上各车辆的消失时间获得对应段子道路的车流量，统计待监控高速公路中单位时间段内各段子道路的车流量；
S4、道路车流量分析：将待监控高速公路中单位时间段内各段子道路的车流量与设定的单位时间段内高速公路车流量阈值进行对比，若单位时间段内某段子道路的车流量大于或等于设定的高速公路车流量阈值，则通过高速交管中心对该段子道路和对应的前后段子道路中所有匝道进行限流处理，直到该段子道路的车流量小于设定的高速公路车流量阈值后停止限流处理；
S5、违规行驶参数获取：通过对待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的各违规行驶参数进行获取，分别统计待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的各违规行驶参数；
S6、违规行驶参数分析：提取待监控高速公路中规定的车辆行驶限定速度和车辆安全行驶车距、单位时间内各段子道路上各车辆的标准核载重量和标准核载人数，对比得到待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各行驶参数违规的车辆数目；
S7、车辆行驶安全影响系数获取：提取高速公路中车辆的行驶速度、行驶车距、载重和载人数对应的行驶安全影响比例系数，计算待监控高速公路中单位时间段内各段子道路的车辆行驶安全影响系数；
S8、车辆行驶安全影响系数分析：将待监控高速公路中单位时间段内各段子道路的车辆行驶安全影响系数与设定的车辆行驶安全影响系数阈值进行对比，若待监控高速公路中单位时间段内某段子道路的车辆行驶安全影响系数大于设定的车辆行驶安全影响系数阈值，表明该段子道路的车辆行驶存在安全隐患，统计待监控高速公路中单位时间段内车辆行驶存在安全隐患的各段子道路位置编号；
S9、高速交管所位置筛选：分别筛选离车辆行驶存在安全隐患的各段子道路对应的下一段子道路起始位置最近的高速交管所，并通知各高速交管所内管理人员分别去往对应距离最近的车辆行驶存在安全隐患的子道路对应的下一段子道路起始位置进行交通安全管理措施。
在第一方面的一种可能的设计中，所述步骤S2中包括将若干高清摄像头分别布设在待监控高速公路中各段子道路中间固定段两端的正上方，通过高清摄像头分别采集待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆出现图像和各车辆消失图像，并记录待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的出现时间和消失时间。
在第一方面的一种可能的设计中，所述步骤S2中还包括构成单位时间段内各段子道路上各车辆的出现时间集合TiA(tia1,tia2,...,tiaj,...,tiam)和单位时间段内各段子道路上各车辆的消失时间集合T′iA(t′ia1,t′ia2,...,t′iaj,...,t′iam)，tiaj表示为单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的出现时间，t′iaj表示为单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的出现时间。
在第一方面的一种可能的设计中，所述步骤S3中包括构成待监控高速公路中单位时间段内各段子道路的车流量集合X(x1,x2,...,xi,...,xn)，xi表示为待监控高速公路中单位时间段内第i段子道路的车流量。
在第一方面的一种可能的设计中，所述步骤S5中包括如下步骤：
S51、提取待监控高速公路中子道路中间固定段两端的标准距离，计算待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶速度，获得待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶速度；
S52、通过高清摄像头分别获取待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶车距，构成待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶车距集合LiA(Lia1,Lia2,...,Liaj,...,Liam),Liaj表示为待监控高速公路中单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的行驶车距；
S53、同时通过重量检测仪分别检测待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的载重，构成待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的载重集合GiA(gia1,gia2,...,giaj,...,giam)，giaj表示为待监控高速公路中单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的载重；
S54、并通过热成像检测仪分别检测待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的载人数，构成待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的载人数集合kiA(kia1,kia2,...,kiaj,...,kiam)，kiaj表示为待监控高速公路中单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的载人数。
在第一方面的一种可能的设计中，所述待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶速度计算公式为
Figure BDA0003082278810000051
viaj表示为待监控高速公路中单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的行驶速度，d标表示为待监控高速公路中子道路中间固定段两端的标准距离，t′iaj表示为单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的出现时间，tiaj表示为单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的出现时间。
在第一方面的一种可能的设计中，所述步骤S6中包括如下步骤：
S61、将待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶速度与规定的车辆行驶限定速度进行对比，若某段子道路上某车辆的行驶速度大于规定的车辆行驶限定速度，表明该段子道路上该车辆的行驶速度违规；
S62、统计单位时间段内各段子道路上行驶速度违规的车辆数目，构成单位时间段内各段子道路上行驶速度违规的车辆数目集合Yv(yv 1,yv 2,...,yv i,...,yv n)，yv i表示为单位时间内第i段子道路上行驶速度违规的车辆数目；
S63、将待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶车距与规定的车辆安全行驶车距进行对比，若某段子道路上某车辆的行驶车距小于规定的车辆安全行驶车距，表明该段子道路上该车辆的行驶车距违规；
S64、统计单位时间段内各段子道路上行驶车距违规的车辆数目，构成单位时间段内各段子道路上行驶车距违规的车辆数目集合YL(yL 1,yL 2,...,yL i,...,yL n)，yL i表示为单位时间内第i段子道路上行驶车距违规的车辆数目；
S65、同时将待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的载重与对应车辆的标准核载重量进行对比，若某段子道路上某车辆的载重大于对应车辆的标准核载重量，表明该段子道路上该车辆的载重违规；
S66、统计单位时间段内各段子道路上载重违规的车辆数目，构成单位时间段内各段子道路上载重违规的车辆数目集合Yg(yg 1,yg 2,...,yg i,...,yg n)，yg i表示为单位时间内第i段子道路上载重违规的车辆数目；
S67、同时将待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的载人数与对应车辆的标准核载人数进行对比，若某段子道路上某车辆的载人数大于对应车辆的标准核载人数，表明该段子道路上该车辆的载人数违规；
S68、统计单位时间段内各段子道路上载人数违规的车辆数目，构成单位时间段内各段子道路上载人数违规的车辆数目集合Yk(yk 1,yk 2,...,yk i,...,yk n)，yk i表示为单位时间内第i段子道路上载人数违规的车辆数目。
在第一方面的一种可能的设计中，所述待监控高速公路中单位时间段内各段子道路的车辆行驶安全影响系数计算公式为
Figure BDA0003082278810000061
ξi表示为待监控高速公路中单位时间段内第i段子道路的车辆行驶安全影响系数，λv、λL、λg、λk分别表示为高速公路中车辆的行驶速度、行驶车距、载重和载人数对应的行驶安全影响比例系数，v限表示为待监控高速公路中规定的车辆行驶限定速度，L安表示为待监控高速公路中规定的车辆安全行驶车距，G′iaj表示为单位时间内第i段子道路上第j辆车辆的标准核载重量，K′iaj表示为单位时间内第i段子道路上第j辆车辆的标准核载人数，m表示为单位时间内第i段子道路上行驶的总车辆数目。
第二方面，本发明还提供一种云监控管理平台，所述云监控管理平台包括处理器、机器可读存储介质和网络接口，所述机器可读存储介质、所述网络接口以及所述处理器之间通过总线系统相连，所述网络接口用于与至少一个高速公路监控管理终端通信连接，所述机器可读存储介质用于存储程序、指令或代码，所述处理器用于执行所述机器可读存储介质中的程序、指令或代码，以执行本发明所述的基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法。
有益效果：
(1)本发明提供的一种基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法及云监控管理平台，通过将待监控高速公路道路划分成若干段子道路，获取单位时间段内各段子道路上各车辆的出现时间和消失时间，统计单位时间段内各段子道路的车流量，若某段子道路的车流量大于或等于设定的高速公路车流量阈值，则对该段子道路和对应的前后段子道路中所有匝道进行限流处理，从而提高高速公路监控的范围，保证高速交管人员实时全面的了解高速公路路况，避免高速公路出现交通拥挤和堵塞现象无法及时进行处理的问题，进而保障高速公路的通行能力，满足人们的高速出行体验感。
(2)本发明通过分别获取单位时间段内各段子道路上各车辆的各违规行驶参数，对比得到单位时间段内各段子道路上各行驶参数违规的车辆数目，计算单位时间段内各段子道路的车辆行驶安全影响系数，对比分析各段子道路的车辆行驶是否存在安全隐患，统计单位时间段内车辆行驶存在安全隐患的各段子道路位置编号，并通知交管人员分别去往各子道路对应的下一段子道路起始位置进行交通安全管理措施，从而实现提前对高速公路中车辆行驶安全进行预警提醒功能，确保能够及时有效地预防和避免高速公路交通事故的发生，保障高速公路出行人们的生命财产安全，进而提高高速公路车辆行驶安全监控管理水平。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的方法步骤流程图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明的第一方面提供一种基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法，包括如下步骤：
S1、高速公路长度划分：将待监控高速公路的道路进行划分，按照道路长度等分方式划分成若干段子道路，对待监控高速公路中各段子道路按照设定的顺序依次进行位置编号，待监控高速公路中各段子道路的位置编号分别为1,2,...,i,...,n。
S2、车辆出现和消失时间获取：获取待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的出现时间和消失时间，分别统计单位时间段内各段子道路上各车辆的出现时间和单位时间段内各段子道路上各车辆的消失时间。
在本实施例中，所述步骤S2中包括将若干高清摄像头分别布设在待监控高速公路中各段子道路中间固定段两端的正上方，通过高清摄像头分别采集待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆出现图像和各车辆消失图像，并记录待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的出现时间和消失时间。
在本实施例中，所述步骤S2中还包括构成单位时间段内各段子道路上各车辆的出现时间集合TiA(tia1,tia2,...,tiaj,...,tiam)和单位时间段内各段子道路上各车辆的消失时间集合T′iA(t′ia1,t′ia2,...,t′iaj,...,t′iam)，tiaj表示为单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的出现时间，t′iaj表示为单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的出现时间。
S3、道路车流量统计：根据单位时间段内各段子道路上各车辆的消失时间获得对应段子道路的车流量，统计待监控高速公路中单位时间段内各段子道路的车流量。
在本实施例中，所述步骤S3中包括构成待监控高速公路中单位时间段内各段子道路的车流量集合X(x1,x2,...,xi,...,xn)，xi表示为待监控高速公路中单位时间段内第i段子道路的车流量。
S4、道路车流量分析：将待监控高速公路中单位时间段内各段子道路的车流量与设定的单位时间段内高速公路车流量阈值进行对比，若单位时间段内某段子道路的车流量大于或等于设定的高速公路车流量阈值，则通过高速交管中心对该段子道路和对应的前后段子道路中所有匝道进行限流处理，直到该段子道路的车流量小于设定的高速公路车流量阈值后停止限流处理。
具体地，本发明提供的一种基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法及云监控管理平台，通过将待监控高速公路道路划分成若干段子道路，获取单位时间段内各段子道路上各车辆的出现时间和消失时间，统计单位时间段内各段子道路的车流量，若某段子道路的车流量大于或等于设定的高速公路车流量阈值，则对该段子道路和对应的前后段子道路中所有匝道进行限流处理，从而提高高速公路监控的范围，保证高速交管人员实时全面的了解高速公路路况，避免高速公路出现交通拥挤和堵塞现象无法及时进行处理的问题，进而保障高速公路的通行能力，满足人们的高速出行体验感。
S5、违规行驶参数获取：通过对待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的各违规行驶参数进行获取，分别统计待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的各违规行驶参数。
在本实施例中，所述步骤S5中包括如下步骤：
S51、提取待监控高速公路中子道路中间固定段两端的标准距离，计算待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶速度，获得待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶速度；
S52、通过高清摄像头分别获取待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶车距，构成待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶车距集合LiA(Lia1,Lia2,...,Liaj,...,Liam),Liaj表示为待监控高速公路中单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的行驶车距；
S53、同时通过重量检测仪分别检测待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的载重，构成待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的载重集合GiA(gia1,gia2,...,giaj,...,giam)，giaj表示为待监控高速公路中单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的载重；
S54、并通过热成像检测仪分别检测待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的载人数，构成待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的载人数集合kiA(kia1,kia2,...,kiaj,...,kiam)，kiaj表示为待监控高速公路中单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的载人数。
在本实施例中，所述待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶速度计算公式为
Figure BDA0003082278810000111
viaj表示为待监控高速公路中单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的行驶速度，d标表示为待监控高速公路中子道路中间固定段两端的标准距离，t′iaj表示为单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的出现时间，tiaj表示为单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的出现时间。
S6、违规行驶参数分析：提取待监控高速公路中规定的车辆行驶限定速度和车辆安全行驶车距、单位时间内各段子道路上各车辆的标准核载重量和标准核载人数，对比得到待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各行驶参数违规的车辆数目。
在本实施例中，所述步骤S6中包括如下步骤：
S61、将待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶速度与规定的车辆行驶限定速度进行对比，若某段子道路上某车辆的行驶速度大于规定的车辆行驶限定速度，表明该段子道路上该车辆的行驶速度违规；
S62、统计单位时间段内各段子道路上行驶速度违规的车辆数目，构成单位时间段内各段子道路上行驶速度违规的车辆数目集合Yv(yv 1,yv 2,...,yv i,...,yv n)，yv i表示为单位时间内第i段子道路上行驶速度违规的车辆数目；
S63、将待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶车距与规定的车辆安全行驶车距进行对比，若某段子道路上某车辆的行驶车距小于规定的车辆安全行驶车距，表明该段子道路上该车辆的行驶车距违规；
S64、统计单位时间段内各段子道路上行驶车距违规的车辆数目，构成单位时间段内各段子道路上行驶车距违规的车辆数目集合YL(yL 1,yL 2,...,yL i,...,yL n)，yL i表示为单位时间内第i段子道路上行驶车距违规的车辆数目；
S65、同时将待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的载重与对应车辆的标准核载重量进行对比，若某段子道路上某车辆的载重大于对应车辆的标准核载重量，表明该段子道路上该车辆的载重违规；
S66、统计单位时间段内各段子道路上载重违规的车辆数目，构成单位时间段内各段子道路上载重违规的车辆数目集合Yg(yg 1,yg 2,...,yg i,...,yg n)，yg i表示为单位时间内第i段子道路上载重违规的车辆数目；
S67、同时将待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的载人数与对应车辆的标准核载人数进行对比，若某段子道路上某车辆的载人数大于对应车辆的标准核载人数，表明该段子道路上该车辆的载人数违规；
S68、统计单位时间段内各段子道路上载人数违规的车辆数目，构成单位时间段内各段子道路上载人数违规的车辆数目集合Yk(yk 1,yk 2,...,yk i,...,yk n)，yk i表示为单位时间内第i段子道路上载人数违规的车辆数目。
S7、车辆行驶安全影响系数获取：提取高速公路中车辆的行驶速度、行驶车距、载重和载人数对应的行驶安全影响比例系数，计算待监控高速公路中单位时间段内各段子道路的车辆行驶安全影响系数。
在本实施例中，所述待监控高速公路中单位时间段内各段子道路的车辆行驶安全影响系数计算公式为
Figure BDA0003082278810000121
ξi表示为待监控高速公路中单位时间段内第i段子道路的车辆行驶安全影响系数，λv、λL、λg、λk分别表示为高速公路中车辆的行驶速度、行驶车距、载重和载人数对应的行驶安全影响比例系数，v限表示为待监控高速公路中规定的车辆行驶限定速度，L安表示为待监控高速公路中规定的车辆安全行驶车距，G′iaj表示为单位时间内第i段子道路上第j辆车辆的标准核载重量，K′iaj表示为单位时间内第i段子道路上第j辆车辆的标准核载人数，m表示为单位时间内第i段子道路上行驶的总车辆数目。
S8、车辆行驶安全影响系数分析：将待监控高速公路中单位时间段内各段子道路的车辆行驶安全影响系数与设定的车辆行驶安全影响系数阈值进行对比，若待监控高速公路中单位时间段内某段子道路的车辆行驶安全影响系数大于设定的车辆行驶安全影响系数阈值，表明该段子道路的车辆行驶存在安全隐患，统计待监控高速公路中单位时间段内车辆行驶存在安全隐患的各段子道路位置编号。
S9、高速交管所位置筛选：分别筛选离车辆行驶存在安全隐患的各段子道路对应的下一段子道路起始位置最近的高速交管所，并通知各高速交管所内管理人员分别去往对应距离最近的车辆行驶存在安全隐患的子道路对应的下一段子道路起始位置进行交通安全管理措施。
具体地，本发明通过分别获取单位时间段内各段子道路上各车辆的各违规行驶参数，对比得到单位时间段内各段子道路上各行驶参数违规的车辆数目，计算单位时间段内各段子道路的车辆行驶安全影响系数，对比分析各段子道路的车辆行驶是否存在安全隐患，统计单位时间段内车辆行驶存在安全隐患的各段子道路位置编号，并通知交管人员分别去往各子道路对应的下一段子道路起始位置进行交通安全管理措施，从而实现提前对高速公路中车辆行驶安全进行预警提醒功能，确保能够及时有效地预防和避免高速公路交通事故的发生，保障高速公路出行人们的生命财产安全，进而提高高速公路车辆行驶安全监控管理水平。
第二方面，本发明还提供一种云监控管理平台，所述云监控管理平台包括处理器、机器可读存储介质和网络接口，所述机器可读存储介质、所述网络接口以及所述处理器之间通过总线系统相连，所述网络接口用于与至少一个高速公路监控管理终端通信连接，所述机器可读存储介质用于存储程序、指令或代码，所述处理器用于执行所述机器可读存储介质中的程序、指令或代码，以执行本发明所述的基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、高速公路长度划分：将待监控高速公路的道路进行划分，按照道路长度等分方式划分成若干段子道路，对待监控高速公路中各段子道路按照设定的顺序依次进行位置编号，待监控高速公路中各段子道路的位置编号分别为1,2,...,i,...,n；
S2、车辆出现和消失时间获取：获取待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的出现时间和消失时间，分别统计单位时间段内各段子道路上各车辆的出现时间和单位时间段内各段子道路上各车辆的消失时间；
S3、道路车流量统计：根据单位时间段内各段子道路上各车辆的消失时间获得对应段子道路的车流量，统计待监控高速公路中单位时间段内各段子道路的车流量；
S4、道路车流量分析：将待监控高速公路中单位时间段内各段子道路的车流量与设定的单位时间段内高速公路车流量阈值进行对比，若单位时间段内某段子道路的车流量大于或等于设定的高速公路车流量阈值，则通过高速交管中心对该段子道路和对应的前后段子道路中所有匝道进行限流处理，直到该段子道路的车流量小于设定的高速公路车流量阈值后停止限流处理；
S5、违规行驶参数获取：通过对待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的各违规行驶参数进行获取，分别统计待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的各违规行驶参数；
S6、违规行驶参数分析：提取待监控高速公路中规定的车辆行驶限定速度和车辆安全行驶车距、单位时间内各段子道路上各车辆的标准核载重量和标准核载人数，对比得到待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各行驶参数违规的车辆数目；
S7、车辆行驶安全影响系数获取：提取高速公路中车辆的行驶速度、行驶车距、载重和载人数对应的行驶安全影响比例系数，计算待监控高速公路中单位时间段内各段子道路的车辆行驶安全影响系数；
S8、车辆行驶安全影响系数分析：将待监控高速公路中单位时间段内各段子道路的车辆行驶安全影响系数与设定的车辆行驶安全影响系数阈值进行对比，若待监控高速公路中单位时间段内某段子道路的车辆行驶安全影响系数大于设定的车辆行驶安全影响系数阈值，表明该段子道路的车辆行驶存在安全隐患，统计待监控高速公路中单位时间段内车辆行驶存在安全隐患的各段子道路位置编号；
S9、高速交管所位置筛选：分别筛选离车辆行驶存在安全隐患的各段子道路对应的下一段子道路起始位置最近的高速交管所，并通知各高速交管所内管理人员分别去往对应距离最近的车辆行驶存在安全隐患的子道路对应的下一段子道路起始位置进行交通安全管理措施；
所述步骤S6中包括如下步骤：
S61、将待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶速度与规定的车辆行驶限定速度进行对比，若某段子道路上某车辆的行驶速度大于规定的车辆行驶限定速度，表明该段子道路上该车辆的行驶速度违规；
S62、统计单位时间段内各段子道路上行驶速度违规的车辆数目，构成单位时间段内各段子道路上行驶速度违规的车辆数目集合Yv(yv 1,yv 2,...,yv i,...,yv n)，yv i表示为单位时间内第i段子道路上行驶速度违规的车辆数目；
S63、将待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶车距与规定的车辆安全行驶车距进行对比，若某段子道路上某车辆的行驶车距小于规定的车辆安全行驶车距，表明该段子道路上该车辆的行驶车距违规；
S64、统计单位时间段内各段子道路上行驶车距违规的车辆数目，构成单位时间段内各段子道路上行驶车距违规的车辆数目集合YL(yL 1,yL 2,...,yL i,...,yL n)，yL i表示为单位时间内第i段子道路上行驶车距违规的车辆数目；
S65、同时将待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的载重与对应车辆的标准核载重量进行对比，若某段子道路上某车辆的载重大于对应车辆的标准核载重量，表明该段子道路上该车辆的载重违规；
S66、统计单位时间段内各段子道路上载重违规的车辆数目，构成单位时间段内各段子道路上载重违规的车辆数目集合Yg(yg 1,yg 2,...,yg i,...,yg n)，yg i表示为单位时间内第i段子道路上载重违规的车辆数目；
S67、同时将待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的载人数与对应车辆的标准核载人数进行对比，若某段子道路上某车辆的载人数大于对应车辆的标准核载人数，表明该段子道路上该车辆的载人数违规；
S68、统计单位时间段内各段子道路上载人数违规的车辆数目，构成单位时间段内各段子道路上载人数违规的车辆数目集合Yk(yk 1,yk 2,...,yk i,...,yk n)，yk i表示为单位时间内第i段子道路上载人数违规的车辆数目；
所述待监控高速公路中单位时间段内各段子道路的车辆行驶安全影响系数计算公式为
Figure FDA0003618122630000031
ξi表示为待监控高速公路中单位时间段内第i段子道路的车辆行驶安全影响系数，λv、λL、λg、λk分别表示为高速公路中车辆的行驶速度、行驶车距、载重和载人数对应的行驶安全影响比例系数，v限表示为待监控高速公路中规定的车辆行驶限定速度，L安表示为待监控高速公路中规定的车辆安全行驶车距，G′iaj表示为单位时间内第i段子道路上第j辆车辆的标准核载重量，K′iaj表示为单位时间内第i段子道路上第j辆车辆的标准核载人数，m表示为单位时间内第i段子道路上行驶的总车辆数目，xi表示为待监控高速公路中单位时间段内第i段子道路的车流量，giaj表示为待监控高速公路中单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的载重，kiaj表示为待监控高速公路中单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的载人数，Liaj表示为待监控高速公路中单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的行驶车距，viaj表示为待监控高速公路中单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的行驶速度。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法，其特征在于：所述步骤S2中包括将若干高清摄像头分别布设在待监控高速公路中各段子道路中间固定段两端的正上方，通过高清摄像头分别采集待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆出现图像和各车辆消失图像，并记录待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的出现时间和消失时间。
3.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法，其特征在于：所述步骤S2中还包括构成单位时间段内各段子道路上各车辆的出现时间集合TiA(tia1,tia2,...,tiaj,...,tiam)和单位时间段内各段子道路上各车辆的消失时间集合Ti′A(t′ia1,t′ia2,...,t′iaj,...,t′iam)，tiaj表示为单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的出现时间，ti′aj表示为单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的出现时间。
4.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法，其特征在于：所述步骤S3中包括构成待监控高速公路中单位时间段内各段子道路的车流量集合X(x1,x2,...,xi,...,xn)。
5.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法，其特征在于：所述步骤S5中包括如下步骤：
S51、提取待监控高速公路中子道路中间固定段两端的标准距离，计算待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶速度，获得待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶速度；
S52、通过高清摄像头分别获取待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶车距，构成待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶车距集合LiA(Lia1,Lia2,...,Liaj,...,Liam)；
S53、同时通过重量检测仪分别检测待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的载重，构成待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的载重集合GiA(gia1,gia2,...,giaj,...,giam)；
S54、并通过热成像检测仪分别检测待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的载人数，构成待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的载人数集合kiA(kia1,kia2,...,kiaj,...,kiam)。
6.根据权利要求5所述的一种基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法，其特征在于：所述待监控高速公路中单位时间段内各段子道路上各车辆的行驶速度计算公式为
Figure FDA0003618122630000051
d标表示为待监控高速公路中子道路中间固定段两端的标准距离，t′iaj表示为单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的出现时间，tiaj表示为单位时间段内第i段子道路上第j辆车辆的出现时间。
7.一种云监控管理平台，其特征在于：所述云监控管理平台包括处理器、机器可读存储介质和网络接口，所述机器可读存储介质、所述网络接口以及所述处理器之间通过总线系统相连，所述网络接口用于与至少一个高速公路监控管理终端通信连接，所述机器可读存储介质用于存储程序、指令或代码，所述处理器用于执行所述机器可读存储介质中的程序、指令或代码，以执行权利要求1-6中任意一项所述的基于大数据和云计算的高速公路监控管理方法。
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