專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于城市快速道路的交通信息處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及物理領(lǐng)域，尤其涉及信息的采集、傳輸和處理，特別涉及交通信息的采集、傳輸和處理，具體的是一種用于城市快速道路的交通信息處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，交通信息處理系統(tǒng)在智能交通系統(tǒng)中普遍得到利用。澳大利亞的SCAT控制系統(tǒng)中采用層次結(jié)構(gòu)的信息處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為中央處理機(jī)——區(qū)域處理機(jī)——信號(hào)處理機(jī)，其處理方式并不是實(shí)時(shí)模擬，而是按預(yù)先的歸類(lèi)進(jìn)行反饋。英國(guó)的SCOOT系統(tǒng)中采用聯(lián)機(jī)計(jì)算的信息處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理各點(diǎn)采集的信息，并給出自適應(yīng)的控制方案。但是，現(xiàn)有技術(shù)中這些交通信息處理系統(tǒng)都是針對(duì)城市地面道路的，其處理的信息局限于城市道路交叉口，信息的空間關(guān)聯(lián)度不高，處理的方式都是單點(diǎn)處理。而城市快速道路交通具有連續(xù)的特征，系統(tǒng)內(nèi)某一處的異常都會(huì)影響整個(gè)體系?；谶@種情況，在城市快速路交通管理中，道路的運(yùn)行狀況和路段的行程時(shí)間是兩個(gè)重要的指標(biāo)。這兩個(gè)指標(biāo)是連續(xù)空間上的指標(biāo)，不能通過(guò)單一點(diǎn)的信息直接得到。目前的交通信息處理系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性分析及集中控制管理，這與目前快速的發(fā)展且日益復(fù)雜的交通體系是不相適應(yīng)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題是由于現(xiàn)有技術(shù)中，交通信息處理系統(tǒng)都是針對(duì)城市地面道路的，其處理的信息局限于城市道路交叉口，信息的空間關(guān)聯(lián)度不高，處理的方式都是單點(diǎn)處理。而城市快速道路交通具有連續(xù)的特征，系統(tǒng)內(nèi)某一處的異常都會(huì)影響整個(gè)體系，在城市快速路交通管理中，道路的運(yùn)行狀況和路段的行程時(shí)間是兩個(gè)重要的指標(biāo)。這兩個(gè)指標(biāo)是連續(xù)空間上的指標(biāo)，不能通過(guò)單一點(diǎn)的信息直接得到?；谶@種情況，目前的交通信息處理系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性分析及集中控制管理，這與目前快速的發(fā)展且日益復(fù)雜的交通體系是不相適應(yīng)的。
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種用于城市快速道路的交通信息處理系統(tǒng)，所述的這種用于城市快速道路的交通信息處理系統(tǒng)由至少一個(gè)外場(chǎng)交通信息采集裝置、主控計(jì)算機(jī)和信息處理系統(tǒng)構(gòu)成，其中，所述的外場(chǎng)交通信息采集裝置分散設(shè)置在城市快速道路沿線，任意一個(gè)所述的外場(chǎng)交通信息采集裝置均通過(guò)電纜與光端機(jī)連接，復(fù)數(shù)個(gè)所述的光端機(jī)通過(guò)光纜以環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相連構(gòu)成環(huán)形網(wǎng)，所述的主控計(jì)算機(jī)與至少一個(gè)所述的光端機(jī)相連，所述的主控計(jì)算機(jī)與所述的信息處理系統(tǒng)連接，所述的信息處理系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有異常數(shù)據(jù)處理器，交通狀態(tài)判斷器，行程時(shí)間處理器，數(shù)據(jù)庫(kù)和GIS終端，所述的主控計(jì)算機(jī)與所述的異常數(shù)據(jù)處理器相連，所述的異常數(shù)據(jù)處理器與臨時(shí)交通數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史交通數(shù)據(jù)庫(kù)連接，所述的臨時(shí)交通數(shù)據(jù)庫(kù)與所述的交通狀態(tài)判斷器和所述的行程時(shí)間處理器連接，所述的交通狀態(tài)判斷器和所述的行程時(shí)間處理器與一個(gè)交通決策支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)連接，所述的交通決策支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)和所述的歷史交通數(shù)據(jù)庫(kù)均與所述的GIS終端相連，所述的外場(chǎng)交通信息采集裝置按固定時(shí)段記錄基本的交通信息，在每個(gè)固定時(shí)段內(nèi)，主控計(jì)算機(jī)發(fā)布輪詢(xún)指令，通過(guò)光端機(jī)讀取這些信息，并將得到的信息傳遞至所述的信息處理系統(tǒng)，所述的異常數(shù)據(jù)處理器根據(jù)交通基礎(chǔ)信息之間的邏輯關(guān)系，判斷和去除可疑的數(shù)據(jù)組合，然后由臨時(shí)交通數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史交通數(shù)據(jù)庫(kù)分別存放每個(gè)時(shí)間段內(nèi)的處理后的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和所有時(shí)間段內(nèi)的處理后的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，將當(dāng)前時(shí)間段的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳至所述的交通狀態(tài)判斷器，并由所述的交通狀態(tài)判斷器利用實(shí)測(cè)得到的每個(gè)固定時(shí)間的基礎(chǔ)交通數(shù)據(jù)，得到各個(gè)路段的交通狀態(tài)，所述的行程時(shí)間處理器利用路線上瞬時(shí)時(shí)刻每一檢測(cè)斷面的時(shí)間段內(nèi)的車(chē)輛平均速度計(jì)算檢測(cè)斷面之間的行程時(shí)間，通過(guò)回歸得出瞬時(shí)行程時(shí)間，并進(jìn)行外延處理，得到真實(shí)行程時(shí)間，所述的交通狀態(tài)判斷器和所述的行程時(shí)間處理器得到的處理后的數(shù)據(jù)傳遞至所述的交通決策支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，由所述的交通決策支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)提供交通信息的決策分析，并通過(guò)所述的GIS終端瀏覽和查詢(xún)基礎(chǔ)交通數(shù)據(jù)以及處理后得到的交通指標(biāo)。
進(jìn)一步的，所述的環(huán)形網(wǎng)內(nèi)設(shè)置有一個(gè)主控光端機(jī)，所述的主控光端機(jī)與所述的主控計(jì)算機(jī)相連。
進(jìn)一步的，所述的外場(chǎng)交通信息采集裝置內(nèi)設(shè)置有信號(hào)傳感器。
進(jìn)一步的，所述的光端機(jī)連接有兩個(gè)以上的外場(chǎng)交通信息采集裝置。
本發(fā)明與已有技術(shù)相對(duì)照，其效果是積極和明顯的。本發(fā)明一種用于城市快速道路的交通信息處理系統(tǒng)通過(guò)外場(chǎng)傳感采集和內(nèi)場(chǎng)的數(shù)據(jù)處理和分析實(shí)現(xiàn)了交通信息處理的智能化，利用本發(fā)明的信息處理系統(tǒng)可以基本代替人工觀察，這為快速路管理節(jié)省大量的人工資源。同時(shí)，信息處理系統(tǒng)快速的處理，使得管理者能夠針對(duì)實(shí)時(shí)狀況迅速采取措施，大大提供了管理效果。
本發(fā)明的目的、特征及優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明一種用于城市快速道路的交通信息處理系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的外場(chǎng)系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明一種用于城市快速道路的交通信息處理系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的內(nèi)場(chǎng)系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1和圖2所示，本發(fā)明一種用于城市快速道路的交通信息處理系統(tǒng)，由外場(chǎng)系統(tǒng)和內(nèi)場(chǎng)系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，具體的，所述的外場(chǎng)系統(tǒng)由光端機(jī)1和主控計(jì)算機(jī)2構(gòu)成，所述的內(nèi)場(chǎng)系統(tǒng)由信息處理系統(tǒng)構(gòu)成，其特征在于所述的光端機(jī)1通過(guò)電纜11連接外部交通環(huán)境中的信號(hào)采集器3，所述的信號(hào)采集器3內(nèi)設(shè)置有信號(hào)傳感器，由所述的信號(hào)傳感器采集交通現(xiàn)場(chǎng)的車(chē)流，車(chē)速等信號(hào)，所述的光端機(jī)1利用光纜21以環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相連構(gòu)成一個(gè)環(huán)形網(wǎng)，所述的主控計(jì)算機(jī)2與N個(gè)所述的光端機(jī)1相連，所述的主控計(jì)算機(jī)2連接至所述的信息處理系統(tǒng)，所述的信息處理系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有異常數(shù)據(jù)處理器4，交通狀態(tài)判斷器5，行程時(shí)間處理器6，數(shù)據(jù)庫(kù)和GIS終端7，所述的主控計(jì)算機(jī)2與所述的異常數(shù)據(jù)處理器4相連，所述的異常數(shù)據(jù)處理器4連接設(shè)置有臨時(shí)交通數(shù)據(jù)庫(kù)8和歷史交通數(shù)據(jù)庫(kù)9，所述的臨時(shí)交通數(shù)據(jù)庫(kù)8連接設(shè)置有所述的交通狀態(tài)判斷器5和所述的行程時(shí)間處理器6，并進(jìn)一步，所述的交通狀態(tài)判斷器5和所述的行程時(shí)間處理器6連接至交通決策支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)10，所述的交通決策支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)10和所述的歷史交通數(shù)據(jù)庫(kù)9都與所述的GIS終端7相連。
本發(fā)明一種用于城市快速道路的交通信息處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程描述如下所述的信號(hào)采集器3按固定時(shí)段記錄基本的交通信息，在每個(gè)固定時(shí)段內(nèi)，主控計(jì)算機(jī)2發(fā)布輪詢(xún)指令，通過(guò)光端機(jī)1讀取這些信息，并將得到的信息傳遞至所述的信息處理系統(tǒng)，首先，所述的異常數(shù)據(jù)處理器4利用交通基礎(chǔ)信息之間的邏輯關(guān)系，判斷和去除可疑的數(shù)據(jù)組合，然后由臨時(shí)交通數(shù)據(jù)庫(kù)8和歷史交通數(shù)據(jù)庫(kù)9分別存放每個(gè)時(shí)間段內(nèi)的處理后的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和所有時(shí)間段內(nèi)的處理后的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，將當(dāng)前時(shí)間段的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳至所述的交通狀態(tài)判斷器5，并由所述的交通狀態(tài)判斷器5利用實(shí)測(cè)得到的每個(gè)固定時(shí)間的基礎(chǔ)交通數(shù)據(jù)，得到各個(gè)路段的交通狀態(tài)，本實(shí)施例中的交通狀態(tài)判別器可將快速道路的交通流狀態(tài)分為三種自由流狀態(tài)車(chē)輛處于可自由操控的環(huán)境中，行駛的舒適度很高。該狀態(tài)對(duì)應(yīng)發(fā)布狀態(tài)的暢通。
強(qiáng)迫流狀態(tài)交通流處于臨界狀態(tài)，交通狀況可能因微小的外界影響而迅速惡化。該狀態(tài)對(duì)應(yīng)發(fā)布狀態(tài)的擁擠；混亂流狀態(tài)停車(chē)頻繁，車(chē)輛行駛受外界環(huán)境干擾嚴(yán)重，舒適度極低。該狀態(tài)對(duì)應(yīng)發(fā)布狀態(tài)的阻塞。
同時(shí)所述的行程時(shí)間處理器6利用路線上(連續(xù)空間中)某一瞬時(shí)時(shí)刻每一檢測(cè)斷面的時(shí)間段內(nèi)的車(chē)輛平均速度計(jì)算檢測(cè)斷面之間的行程時(shí)間，通過(guò)回歸得出瞬時(shí)行程時(shí)間，并進(jìn)行外延處理，得到真實(shí)行程時(shí)間，所述的交通狀態(tài)判斷器5和所述的行程時(shí)間處理器6得到的處理后的數(shù)據(jù)傳遞至的述的交通決策支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)10，由所述的交通決策支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)10提供交通信息的決策分析，并最終由所述的GIS終端7進(jìn)行瀏覽和查詢(xún)基礎(chǔ)交通數(shù)據(jù)以及處理后得到的交通指標(biāo)。通過(guò)GIS終端7這樣一個(gè)地圖可視化的界面，管理人員可以方便的獲得交通數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)實(shí)際測(cè)試?yán)帽景l(fā)明的路段交通狀況與人工判別的交通狀況通過(guò)4天的數(shù)據(jù)對(duì)比，兩者的一致性達(dá)到了95％。同時(shí)得到的路段行程時(shí)間與實(shí)際行程時(shí)間兩者的相關(guān)系數(shù)到達(dá)了0.96。這樣，信息處理系統(tǒng)可以基本代替人工觀察，這為快速路管理節(jié)省大量的人工資源。同時(shí)，信息處理系統(tǒng)快速的處理，使得管理者能夠針對(duì)實(shí)時(shí)狀況迅速采取措施，大大提供了管理效果。
權(quán)利要求
1.一種用于城市快速道路的交通信息處理系統(tǒng)，由至少一個(gè)外場(chǎng)交通信息采集裝置、主控計(jì)算機(jī)和信息處理系統(tǒng)構(gòu)成，其特征在于所述的外場(chǎng)交通信息采集裝置分散設(shè)置在城市快速道路沿線，任意一個(gè)所述的外場(chǎng)交通信息采集裝置均通過(guò)電纜與光端機(jī)連接，復(fù)數(shù)個(gè)所述的光端機(jī)通過(guò)光纜以環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相連構(gòu)成環(huán)形網(wǎng)，所述的主控計(jì)算機(jī)與至少一個(gè)所述的光端機(jī)相連，所述的主控計(jì)算機(jī)與所述的信息處理系統(tǒng)連接，所述的信息處理系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有異常數(shù)據(jù)處理器，交通狀態(tài)判斷器，行程時(shí)間處理器，數(shù)據(jù)庫(kù)和GIS終端，所述的主控計(jì)算機(jī)與所述的異常數(shù)據(jù)處理器相連，所述的異常數(shù)據(jù)處理器與臨時(shí)交通數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史交通數(shù)據(jù)庫(kù)連接，所述的臨時(shí)交通數(shù)據(jù)庫(kù)與所述的交通狀態(tài)判斷器和所述的行程時(shí)間處理器連接，所述的交通狀態(tài)判斷器和所述的行程時(shí)間處理器與一個(gè)交通決策支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)連接，所述的交通決策支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)和所述的歷史交通數(shù)據(jù)庫(kù)均與所述的GIS終端相連，所述的外場(chǎng)交通信息采集裝置按固定時(shí)段記錄基本的交通信息，在每個(gè)固定時(shí)段內(nèi)，主控計(jì)算機(jī)發(fā)布輪詢(xún)指令，通過(guò)光端機(jī)讀取這些信息，并將得到的信息傳遞至所述的信息處理系統(tǒng)，所述的異常數(shù)據(jù)處理器根據(jù)交通基礎(chǔ)信息之間的邏輯關(guān)系，判斷和去除可疑的數(shù)據(jù)組合，然后由臨時(shí)交通數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史交通數(shù)據(jù)庫(kù)分別存放每個(gè)時(shí)間段內(nèi)的處理后的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和所有時(shí)間段內(nèi)的處理后的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，將當(dāng)前時(shí)間段的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳至所述的交通狀態(tài)判斷器，并由所述的交通狀態(tài)判斷器利用實(shí)測(cè)得到的每個(gè)固定時(shí)間的基礎(chǔ)交通數(shù)據(jù)，得到各個(gè)路段的交通狀態(tài)，所述的行程時(shí)間處理器利用路線上瞬時(shí)時(shí)刻每一檢測(cè)斷面的時(shí)間段內(nèi)的車(chē)輛平均速度計(jì)算檢測(cè)斷面之間的行程時(shí)間，通過(guò)回歸得出瞬時(shí)行程時(shí)間，并進(jìn)行外延處理，得到真實(shí)行程時(shí)間，所述的交通狀態(tài)判斷器和所述的行程時(shí)間處理器得到的處理后的數(shù)據(jù)傳遞至所述的交通決策支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，由所述的交通決策支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)提供交通信息的決策分析，并通過(guò)所述的GIS終端瀏覽和查詢(xún)基礎(chǔ)交通數(shù)據(jù)以及處理后得到的交通指標(biāo)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于城市快速道路的交通信息處理系統(tǒng)，其特征在于所述的環(huán)形網(wǎng)內(nèi)設(shè)置有一個(gè)主控光端機(jī)，所述的主控光端機(jī)與所述的主控計(jì)算機(jī)相連。
3.如權(quán)利要求1所述的用于城市快速道路的交通信息處理系統(tǒng)，其特征在于所述的外場(chǎng)交通信息采集裝置內(nèi)設(shè)置有信號(hào)傳感器。
4.如權(quán)利要求1所述的用于城市快速道路的交通信息處理系統(tǒng)，其特征在于所述的光端機(jī)連接有兩個(gè)以上的外場(chǎng)交通信息采集裝置。
全文摘要
本發(fā)明一種用于城市快速道路的交通信息處理系統(tǒng)由外場(chǎng)系統(tǒng)和內(nèi)場(chǎng)系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，外場(chǎng)系統(tǒng)由光端機(jī)和主控計(jì)算機(jī)構(gòu)成，內(nèi)場(chǎng)系統(tǒng)由信息處理系統(tǒng)構(gòu)成，光端機(jī)連接外場(chǎng)信號(hào)采集裝置，光端機(jī)以環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相連構(gòu)成一個(gè)環(huán)形網(wǎng)，主控計(jì)算機(jī)與光端機(jī)相連，主控計(jì)算機(jī)連接至信息處理系統(tǒng)并由信息處理系統(tǒng)完成信號(hào)的分析與控制決策。本發(fā)明可以基本代替人工觀察，為快速路管理節(jié)省大量的人工資源。同時(shí)，信息處理系統(tǒng)快速的處理，使得管理者能夠針對(duì)實(shí)時(shí)狀況迅速采取措施，大大提供了管理效果。
文檔編號(hào)G08G1/00GK1725208SQ200410052969
公開(kāi)日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2004年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月19日
發(fā)明者馮健理, 孫立軍, 袁文平, 杜豫川, 姚穎東, 孫素梅 申請(qǐng)人:上海市市政工程管理處, 同濟(jì)大學(xué)