本發(fā)明涉及交通運(yùn)行分析技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種城市道路交通運(yùn)行分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著城市的發(fā)展，汽車保有量的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了道路長(zhǎng)度和道路面積的增長(zhǎng)速度，致使汽車交通需求,特別是小汽車交通需求，與市區(qū)路網(wǎng)總?cè)萘恐g的缺口日益擴(kuò)大。城市交通擁堵已經(jīng)逐步成為北京、上海、廣州等大城市交通問(wèn)題的主要表現(xiàn)，給人們的工作與生活造成較大影響。
城市的智能交通管理，必須能夠提供綜合的統(tǒng)計(jì)分析和初級(jí)輔助決策能力，但目前一方面各種動(dòng)態(tài)信息分離采集，開(kāi)放性差，無(wú)法共享與融合，另一方面也缺乏對(duì)動(dòng)態(tài)交通信息進(jìn)行融合、統(tǒng)計(jì)和分析的手段和模型，因此無(wú)法為城市管理部門等提供實(shí)時(shí)的城市各主要道路的交通流量、車速、交通密度、事故發(fā)生情況等可視化、可量化的輔助決策信息，當(dāng)然也就不可能為公眾提供這些信息。為有效提高廣州城市交通的管理和組織水平，急需通過(guò)信息技術(shù)手段掌握城市道路運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)重要的道路交通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為城市交通組織提供全面的決策支持。
因此，有必要設(shè)計(jì)一種新的城市道路交通運(yùn)行分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種城市道路交通運(yùn)行分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)，可以方便市民及時(shí)掌握了解城市交通情況，提前規(guī)劃出行路線，提高出行便利。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種城市道路交通運(yùn)行分析系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)融合與處理模塊以及交通信息分析與評(píng)價(jià)模塊，其中，所述數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理模塊設(shè)有浮動(dòng)車路況采集單元和視頻檢測(cè)系統(tǒng)單元，以獲取浮動(dòng)車實(shí)時(shí)交通信息和視頻檢測(cè)器交通信息，所述數(shù)據(jù)融合與處理模塊以獲取到的浮動(dòng)車實(shí)時(shí)交通信息、視頻檢測(cè)器交通信息為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)信息，利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行融合與處理計(jì)算，生成綜合交通信息數(shù)據(jù)，并將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)到交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)，以提供給數(shù)據(jù)融合與處理模塊，所述交通信息分析與評(píng)價(jià)模塊用于對(duì)交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市道路交通運(yùn)行以及擁堵情況分析，所述交通信息分析與評(píng)價(jià)模塊設(shè)有城市道路交通運(yùn)行分析單元、城市道路交通運(yùn)行評(píng)價(jià)單元和城市道路交通運(yùn)行信息發(fā)布單元。
在上述技術(shù)方案中，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集是連續(xù)性而非斷性。
在上述技術(shù)方案中，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括浮動(dòng)車路況采集單元采集的車輛速度和固定型視頻檢測(cè)器采集到的交通流量、斷面車速和時(shí)間占有率。
在上述技術(shù)方案中，所述浮動(dòng)車數(shù)據(jù)來(lái)源出租車、公交車的GPS數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)融合與處理模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，計(jì)算出每一個(gè)路段的平均通行速度。
在上述技術(shù)方案中，所述城市道路交通運(yùn)行信息發(fā)布單元用于通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向市民客戶端提供城市實(shí)時(shí)道路交通的運(yùn)行狀態(tài)信息，以便市民在出行前做好線路規(guī)劃，為市民的出行提供便利。
在上述技術(shù)方案中，所述交通信息分析與評(píng)價(jià)模塊用于分析評(píng)價(jià)路段指標(biāo)和道路指標(biāo)以及路網(wǎng)指標(biāo)。
在上述技術(shù)方案中，所述路段指標(biāo)包括路段交通量、路段平均行駛速度、路段單位里程平均延誤、路段飽和度和車公里數(shù)。
在上述技術(shù)方案中，所述道路指標(biāo)包括道路平均速度、擁堵范圍、擁堵路段比例和擁堵強(qiáng)度。
在上述技術(shù)方案中，所述路網(wǎng)指標(biāo)包括加權(quán)平均速度、道路網(wǎng)擁堵里程比例和道路交通運(yùn)行指數(shù)。
在上述技術(shù)方案中，所述道路交通運(yùn)行指數(shù)采用0-10的評(píng)分制，把擁堵時(shí)空范圍比例換算為道路交通運(yùn)行指數(shù)，用于向公眾發(fā)布。
本發(fā)明城市道路交通運(yùn)行分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)融合與處理模塊以及交通信息分析與評(píng)價(jià)模塊，通過(guò)數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理模塊設(shè)有浮動(dòng)車路況采集單元和固定型視頻檢測(cè)器單元，以獲取浮動(dòng)車實(shí)時(shí)交通信息和視頻檢測(cè)器交通信息，數(shù)據(jù)融合與處理模塊以獲取到的浮動(dòng)車實(shí)時(shí)交通信息、視頻檢測(cè)器交通信息為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)信息，利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行融合與處理計(jì)算，生成綜合交通信息數(shù)據(jù)，并將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)到交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)，以提供給數(shù)據(jù)融合與處理模塊，交通信息分析與評(píng)價(jià)模塊用于對(duì)交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市道路交通運(yùn)行以及擁堵情況分析，方便市民提前規(guī)劃出行路線，提高出行便利。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明城市道路交通運(yùn)行分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)框架示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
如圖1所示，本發(fā)明所述的一種城市道路交通運(yùn)行分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理模塊1、數(shù)據(jù)融合與處理模塊2以及交通信息分析與評(píng)價(jià)模塊3。
其中，數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理模塊1設(shè)有浮動(dòng)車路況采集單元11和視頻檢測(cè)系統(tǒng)單元12，以獲取浮動(dòng)車實(shí)時(shí)交通信息和視頻檢測(cè)器交通信息；數(shù)據(jù)融合與處理模塊2以獲取到的浮動(dòng)車實(shí)時(shí)交通信息、視頻檢測(cè)器交通信息為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)信息，利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行融合與處理計(jì)算，生成綜合交通信息數(shù)據(jù)，并將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)到交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)，以提供給數(shù)據(jù)融合與處理模塊；這里的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集是連續(xù)性而非斷性，確保數(shù)據(jù)連續(xù)性是對(duì)道路交通運(yùn)行評(píng)價(jià)的持續(xù)性要求。這里的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括浮動(dòng)車路況采集單元采集的車輛速度和固定型視頻檢測(cè)器采集到的交通流量、斷面車速和時(shí)間占有率。浮動(dòng)車數(shù)據(jù)來(lái)源出租車、公交車的GPS數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)融合與處理模塊2對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，計(jì)算出每一個(gè)路段的平均通行速度。
而交通信息分析與評(píng)價(jià)模塊3用于對(duì)交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市道路交通運(yùn)行以及擁堵情況分析，交通信息分析與評(píng)價(jià)模塊3設(shè)有城市道路交通運(yùn)行分析單元31、城市道路交通運(yùn)行評(píng)價(jià)單元32和城市道路交通運(yùn)行信息發(fā)布單元33。這里的城市道路交通運(yùn)行信息發(fā)布單元33用于通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)等多渠道向市民提供城市實(shí)時(shí)道路交通的運(yùn)行狀態(tài)信息，以便市民在出行前做好線路規(guī)劃，為市民的出行提供便利。
具體的，交通信息分析與評(píng)價(jià)模塊3用于分析評(píng)價(jià)路段指標(biāo)和道路指標(biāo)以及路網(wǎng)指標(biāo)，路段指標(biāo)包括路段交通量、路段平均行駛速度、路段單位里程平均延誤、路段飽和度和車公里數(shù)；道路指標(biāo)包括道路平均速度、擁堵范圍、擁堵路段比例和擁堵強(qiáng)度；路網(wǎng)指標(biāo)包括加權(quán)平均速度、道路網(wǎng)擁堵里程比例和道路交通運(yùn)行指數(shù)，每個(gè)指標(biāo)的意義和計(jì)算方式如下：
1、路段指標(biāo)
(1)路段交通量(單位：pcu/h)
指標(biāo)定義：在單位時(shí)間段內(nèi)通過(guò)道路某斷面的車輛數(shù)量，在這里所有車輛均應(yīng)轉(zhuǎn)換為當(dāng)量小客車數(shù)。各種車型當(dāng)量小客車換算系數(shù)如下表1所示。斷面交通量會(huì)隨著時(shí)間的變化而變動(dòng)。
表1各種車型當(dāng)量小客車換算系數(shù)
計(jì)算算法：
計(jì)算公式中：t為計(jì)時(shí)時(shí)間段(s)，取5分鐘；q為該時(shí)間段內(nèi)通過(guò)斷面的當(dāng)量小客車數(shù)。
(2)指標(biāo)名稱：路段平均行程速度(單位：m/s)
指標(biāo)定義：統(tǒng)計(jì)時(shí)間間隔內(nèi)通過(guò)路段所有車輛運(yùn)行總距離與運(yùn)行總時(shí)間的比值，計(jì)算算法如下：。
計(jì)算公式中：是路段Si的長(zhǎng)度；是通過(guò)路段Si的交通量；是車輛i通過(guò)路段Si的行程時(shí)間。
(3)指標(biāo)名稱：路段單位里程平均延誤(單位：分鐘/公里)
指標(biāo)定義：?jiǎn)挝卉囕v通過(guò)道路路段的實(shí)際行駛時(shí)間與車輛在理想條件下通過(guò)路段所需時(shí)間(標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行時(shí)間)之差，計(jì)算算法如下：
計(jì)算公式中：t1j第j輛車通過(guò)該路段的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間；t2j第j輛車通過(guò)該路段的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行時(shí)間；Vj為車輛行駛速度；Vf為車輛的暢行速度，不能高于城市道路的最高限速值；m為研究路段內(nèi)行駛的車輛數(shù)；L為路段長(zhǎng)度。
(4)指標(biāo)名稱：路段飽和度(單位：無(wú))
指標(biāo)定義：路段的實(shí)際交通流量與其理論通行能力的比值，計(jì)算算法如下：計(jì)算該指標(biāo)需要的數(shù)據(jù)為路段的實(shí)際交通流量和基本通行能力。計(jì)算公式如下所述：
(5)指標(biāo)名稱：車公里數(shù)(代表符號(hào)：VKT；單位：veh*km)
指標(biāo)定義：在研究路段內(nèi)所有車輛的行駛里程累積值，計(jì)算算法如下：
車公里數(shù)＝一定時(shí)間內(nèi)的交通量×路段里程。
2、道路指標(biāo)
(1)指標(biāo)名稱：道路平均速度(單位：m/s)
指標(biāo)定義：對(duì)多個(gè)路段的速度進(jìn)行加權(quán)，評(píng)價(jià)道路整體交通運(yùn)行情況，計(jì)算算法如下：
計(jì)算公式中：VKTi為第i個(gè)路段的車公里數(shù)(車公里數(shù)按照年統(tǒng)計(jì))，為第i個(gè)路段的平均車速。
(2)指標(biāo)名稱：擁堵范圍(單位：km)
指標(biāo)定義：各路段排隊(duì)長(zhǎng)度的總和，可用來(lái)識(shí)別排隊(duì)長(zhǎng)度超過(guò)儲(chǔ)備能力的路段，計(jì)算算法如下：
計(jì)算公式中：n——嚴(yán)重?fù)矶侣范螖?shù)
(3)指標(biāo)名稱：擁堵路段比例(代表符號(hào)：?jiǎn)挝唬海?
指標(biāo)定義：擁堵的范圍占整個(gè)道路的比例，計(jì)算算法如下：
(4)指標(biāo)名稱：擁堵強(qiáng)度(代表符號(hào)：I；單位：km·h(輛*小時(shí)))
指標(biāo)定義：計(jì)算指定時(shí)間范圍內(nèi)，單條道路的擁堵時(shí)空范圍，即一個(gè)時(shí)間段內(nèi)單條道路一次或多次擁堵的長(zhǎng)度乘以持續(xù)時(shí)間，即為該道路的擁堵強(qiáng)度計(jì)算算法如下：
I為道路的擁堵強(qiáng)度，計(jì)算公式如下所示。在實(shí)際應(yīng)用中，由于路段的速度是按照一定的時(shí)間間隔而發(fā)布的，例如5分鐘、3分鐘等等，因此統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)的擁堵時(shí)長(zhǎng)也需按照一定的時(shí)間間隔分別進(jìn)行考察：
其中，
xi為擁堵判別函數(shù)，為道路在第i個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的平均車速，vc為擁堵?tīng)顟B(tài)判別閾值。a為道路的車道數(shù)，li為道路在第i個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的擁堵長(zhǎng)度，ti為第i個(gè)時(shí)間間隔的時(shí)長(zhǎng)。
3、路網(wǎng)指標(biāo)
(1)指標(biāo)名稱：加權(quán)平均速度(代表符號(hào)：?jiǎn)挝唬簁m/h)
指標(biāo)定義：對(duì)多條道路(路段)的速度進(jìn)行加權(quán)，評(píng)價(jià)路網(wǎng)的交通運(yùn)行情況，計(jì)算算法如下：
計(jì)算公式中：是統(tǒng)計(jì)間隔內(nèi)路段Si的權(quán)重系數(shù)；是統(tǒng)計(jì)間隔內(nèi)路段Si的平均速度；N1是評(píng)價(jià)路段組合或路網(wǎng)中的路段數(shù)。
(2)指標(biāo)名稱：道路網(wǎng)嚴(yán)重?fù)矶吕锍瘫壤?代表符號(hào)：Ip；單位：％)
指標(biāo)定義：擁堵路段的時(shí)空范圍占路網(wǎng)中所有路段總時(shí)空范圍的比例，計(jì)算算法如下：
計(jì)算公式中，ρi是第i等級(jí)道路VKT比例；n是道路等級(jí)數(shù)量，按照廣州現(xiàn)有的主要道路網(wǎng)構(gòu)成，n＝4。；Ii是第i等級(jí)道路的嚴(yán)重?fù)矶吕锍瘫壤?/p>
計(jì)算公式中：Lij是第i等級(jí)道路處于嚴(yán)重?fù)矶碌燃?jí)的路段長(zhǎng)度；N2是第i等級(jí)道路的嚴(yán)重?fù)矶侣范螖?shù)；Lik是第i等級(jí)道路中各路段的長(zhǎng)度；m是第i等級(jí)道路的路段數(shù)。
(3)指標(biāo)名稱：道路交通運(yùn)行指數(shù)
指標(biāo)定義：為道路網(wǎng)擁堵里程比例的相對(duì)數(shù)，采用0-10的評(píng)分制，把擁堵時(shí)空范圍比例換算為道路交通運(yùn)行指數(shù)，可用于向公眾發(fā)布，計(jì)算算法如下：
綜合考慮道路網(wǎng)擁堵里程比例和道路網(wǎng)交通運(yùn)行指數(shù)的正相關(guān)關(guān)系，建立二者的線性函數(shù)關(guān)系式，將道路網(wǎng)擁堵時(shí)空范圍比例轉(zhuǎn)化為道路網(wǎng)交通運(yùn)行指數(shù)。若綜合擁堵時(shí)空范圍比例為Ip＝a％，則
確定了運(yùn)行指數(shù)的變化范圍0-10，以2作為間隔將交通狀態(tài)劃分為五個(gè)級(jí)別，如下表3所示，分別是：暢通、基本暢通、輕度擁堵、中度擁堵和嚴(yán)重?fù)矶拢瑒t交通運(yùn)行指數(shù)、擁堵時(shí)空范圍比例以及擁堵?tīng)顟B(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表2所示：
表2道路網(wǎng)擁堵里程比例與道路交通運(yùn)行指數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系
表3道路網(wǎng)交通運(yùn)行指數(shù)評(píng)價(jià)等級(jí)參考標(biāo)準(zhǔn)表
本發(fā)明城市道路交通運(yùn)行分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)融合與處理模塊以及交通信息分析與評(píng)價(jià)模塊，通過(guò)數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理模塊設(shè)有浮動(dòng)車路況采集單元和固定型視頻檢測(cè)器單元，以獲取浮動(dòng)車實(shí)時(shí)交通信息和視頻檢測(cè)器交通信息，數(shù)據(jù)融合與處理模塊以獲取到的浮動(dòng)車實(shí)時(shí)交通信息、視頻檢測(cè)器交通信息為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)信息，利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行融合與處理計(jì)算，生成綜合交通信息數(shù)據(jù)，并將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)到交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)，以提供給數(shù)據(jù)融合與處理模塊，交通信息分析與評(píng)價(jià)模塊用于對(duì)交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市道路交通運(yùn)行以及擁堵情況分析，方便市民提前規(guī)劃出行路線，提高出行便利。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。