本發(fā)明涉及大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，特別是一種基于大數(shù)據(jù)的交通調(diào)控系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

大數(shù)據(jù)(big data,mega data)指的是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長(zhǎng)率和多樣化的信息資產(chǎn)?！按髷?shù)據(jù)”是以多元形式，自許多來(lái)源搜集而來(lái)的龐大數(shù)據(jù)組，往往具有實(shí)時(shí)性。從技術(shù)上看，大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的關(guān)系就像一枚硬幣的正反面一樣密不可分。大數(shù)據(jù)必然無(wú)法用單臺(tái)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，必須采用分布式計(jì)算架構(gòu)。它的特色在于對(duì)海量數(shù)據(jù)的挖掘，但它必須依托云計(jì)算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、云存儲(chǔ)和/或虛擬化技術(shù)。

改革開放以來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)得到了很大發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越富裕，城市建設(shè)越來(lái)越現(xiàn)代化，城市道路設(shè)施建設(shè)越來(lái)越來(lái)完善，但是隨著個(gè)人車輛占有比越來(lái)越高，越來(lái)越完善的道路建設(shè)仍然不能滿足人們的出行需求，人們出行過(guò)程中仍然常常遭遇堵車?，F(xiàn)有的交通路口多設(shè)置統(tǒng)一的交通信號(hào)燈調(diào)控方式，但是往往在市中心或者上下班高峰期容易出現(xiàn)堵車狀況，甚至有時(shí)候會(huì)因?yàn)閾尩蕉l(fā)車禍，造成更嚴(yán)重的擁堵，因此急需一種方法能夠根據(jù)道路實(shí)時(shí)車流量進(jìn)行交通燈實(shí)時(shí)調(diào)控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于大數(shù)據(jù)的交通調(diào)控系統(tǒng)及方法，依據(jù)歷史及實(shí)時(shí)車流量信息，計(jì)算出最優(yōu)的配時(shí)方案對(duì)交通燈進(jìn)行調(diào)控，緩解城市擁堵現(xiàn)象。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種基于大數(shù)據(jù)的交通調(diào)控系統(tǒng)，它包括調(diào)控中心模塊和車流量信息采集模塊，調(diào)控中心模塊根據(jù)車流量信息采集模塊采集的車流量信息分析出交通燈的最優(yōu)配時(shí)來(lái)控制交通燈的變換；

所述的調(diào)控中心模塊包括大數(shù)據(jù)模塊、配時(shí)優(yōu)化計(jì)算模塊、車流量信息存儲(chǔ)模塊和配時(shí)方案輸出模塊；

大數(shù)據(jù)模塊根據(jù)歷史車流量信息分析出各車輛在不同日期的常用路線、各路口最小綠燈時(shí)間Gmin、各路口最大綠燈時(shí)間Gmax，根據(jù)實(shí)時(shí)車流量數(shù)據(jù)及各車輛在不同日期的常用路線，分析下一周期，各路口即將到達(dá)的車輛數(shù)、各路口各車道上個(gè)周期遺留的車輛數(shù)；

配時(shí)優(yōu)化計(jì)算模塊根據(jù)大數(shù)據(jù)計(jì)算模塊計(jì)算出的各路口最小綠燈時(shí)間Gmin、各路口最大綠燈時(shí)間Gmax、下一周期各路口即將到達(dá)的車輛數(shù)和各路口各車道上個(gè)周期遺留的車輛數(shù)進(jìn)行各路口配時(shí)優(yōu)化，計(jì)算出各路口實(shí)時(shí)最優(yōu)的配時(shí)方案；

車流量信息存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)各車輛在不同日期的常用路線、用戶信息、各路口最小綠燈時(shí)間Gmin、各路口最大綠燈時(shí)間Gmax；

配時(shí)方案輸出模塊將實(shí)時(shí)最優(yōu)的配時(shí)方案通過(guò)信號(hào)輸出裝置傳輸?shù)礁髀房诘慕煌簦钥刂平煌暨\(yùn)行。

所述的調(diào)控中心模塊還包括用戶管理模塊和設(shè)置模塊，用戶管理模塊對(duì)用戶的賬號(hào)、操作權(quán)限進(jìn)行管理；設(shè)置模塊用于用戶根據(jù)需求手動(dòng)設(shè)置交通燈控制參數(shù)。

所述的調(diào)控中心模塊還包括加密模塊，加密模塊對(duì)用戶賬號(hào)密碼進(jìn)行加密，對(duì)信號(hào)輸出裝置輸出的控制信號(hào)進(jìn)行加密。

所述的加密模塊采用MD5加密方法進(jìn)行加密。

所述的各路口最小綠燈時(shí)間Gmin為行人通過(guò)該路口側(cè)方斑馬線的一般用時(shí)，各路口最大綠燈時(shí)間Gmax為依據(jù)該路口下一路段限速使下一路段停滿車輛所需時(shí)間。

一種基于大數(shù)據(jù)的交通調(diào)控系統(tǒng)的調(diào)控方法，所述方法包括如下步驟：

S1：車流量信息采集模塊采集各路口各車道上的車流量信息；

S2：大數(shù)據(jù)模塊根據(jù)歷史車流量信息計(jì)算出各車輛在不同日期的常用路線、各路口最小綠燈時(shí)間Gmin、各路口最大綠燈時(shí)間Gmax，根據(jù)實(shí)時(shí)車流量數(shù)據(jù)及各車輛在不同日期的常用路線，分析下一周期，各路口即將到達(dá)的車輛數(shù)、、各路口各車道上個(gè)周期遺留的車輛數(shù)；

S3：配時(shí)優(yōu)化計(jì)算模塊根據(jù)大數(shù)據(jù)計(jì)算模塊計(jì)算出的各車輛在不同日期的常用路線、各路口最小綠燈時(shí)間Gmin、各路口最大綠燈時(shí)間Gmax、下一周期各路口即將到達(dá)的車輛數(shù)和各路口各車道上個(gè)周期遺留的車輛數(shù)進(jìn)行各路口配時(shí)優(yōu)化，計(jì)算出各路口實(shí)時(shí)最優(yōu)的配時(shí)方案；

S4：配時(shí)方案輸出模塊將實(shí)時(shí)最優(yōu)的配時(shí)方案通過(guò)信號(hào)輸出裝置傳輸?shù)礁髀房诘慕煌?，以控制交通燈運(yùn)行；

S5：交通燈根據(jù)實(shí)時(shí)最優(yōu)的配時(shí)方案調(diào)整運(yùn)行方案，控制車輛流向。

所述的實(shí)時(shí)最優(yōu)的配時(shí)方案的調(diào)整時(shí)間的計(jì)算公式為：其中m為下一周期各路口即將到達(dá)的車輛數(shù)，M為該路段能容納車輛總數(shù)，G為該路口平均綠燈時(shí)間。

判斷該路口最小綠燈時(shí)間Gmin與調(diào)整時(shí)間ΔT之和與最大綠燈時(shí)間Gmax的關(guān)系；

若調(diào)整時(shí)間ΔT為0則去除，該路口不進(jìn)行配時(shí)調(diào)整；

若Gmin+ΔT＜Gmax，則將綠燈時(shí)間調(diào)整為Gmin+ΔT；

若Gmin+ΔT≥Gmax，則將綠燈時(shí)間日調(diào)整為Gmax。

還包括人工手動(dòng)控制，用戶登錄調(diào)控中心模塊進(jìn)行手動(dòng)參數(shù)設(shè)置。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種基于大數(shù)據(jù)的交通調(diào)控系統(tǒng)及方法，依據(jù)歷史及實(shí)時(shí)車流量信息，計(jì)算出最優(yōu)的配時(shí)方案對(duì)交通燈進(jìn)行調(diào)控，緩解城市擁堵現(xiàn)象，能夠?qū)φ{(diào)控中心模塊的信息進(jìn)行加密，保障信息安全。

附圖說(shuō)明

圖1為交通調(diào)控系統(tǒng)框圖；

圖2為交通調(diào)控流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，一種基于大數(shù)據(jù)的交通調(diào)控系統(tǒng)，它包括調(diào)控中心模塊和車流量信息采集模塊，調(diào)控中心模塊根據(jù)車流量信息采集模塊采集的車流量信息分析出交通燈的最優(yōu)配時(shí)來(lái)控制交通燈的變換；

所述的調(diào)控中心模塊包括大數(shù)據(jù)模塊、配時(shí)優(yōu)化計(jì)算模塊、車流量信息存儲(chǔ)模塊和配時(shí)方案輸出模塊；

大數(shù)據(jù)模塊根據(jù)歷史車流量信息分析出各車輛在不同日期的常用路線、各路口最小綠燈時(shí)間Gmin、各路口最大綠燈時(shí)間Gmax，根據(jù)實(shí)時(shí)車流量數(shù)據(jù)及各車輛在不同日期的常用路線，分析下一周期，各路口即將到達(dá)的車輛數(shù)、各路口各車道上個(gè)周期遺留的車輛數(shù)；

配時(shí)優(yōu)化計(jì)算模塊根據(jù)大數(shù)據(jù)計(jì)算模塊計(jì)算出的各路口最小綠燈時(shí)間Gmin、各路口最大綠燈時(shí)間Gmax、下一周期各路口即將到達(dá)的車輛數(shù)和各路口各車道上個(gè)周期遺留的車輛數(shù)進(jìn)行各路口配時(shí)優(yōu)化，計(jì)算出各路口實(shí)時(shí)最優(yōu)的配時(shí)方案；

車流量信息存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)各車輛在不同日期的常用路線、用戶信息、各路口最小綠燈時(shí)間Gmin、各路口最大綠燈時(shí)間Gmax；

配時(shí)方案輸出模塊將實(shí)時(shí)最優(yōu)的配時(shí)方案通過(guò)信號(hào)輸出裝置傳輸?shù)礁髀房诘慕煌簦钥刂平煌暨\(yùn)行。

所述的調(diào)控中心模塊還包括用戶管理模塊和設(shè)置模塊，用戶管理模塊對(duì)用戶的賬號(hào)、操作權(quán)限進(jìn)行管理；設(shè)置模塊用于用戶根據(jù)需求手動(dòng)設(shè)置交通燈控制參數(shù)。

所述的調(diào)控中心模塊還包括加密模塊，加密模塊對(duì)用戶賬號(hào)密碼進(jìn)行加密，對(duì)信號(hào)輸出裝置輸出的控制信號(hào)進(jìn)行加密。

所述的加密模塊采用MD5加密方法進(jìn)行加密。

所述的各路口最小綠燈時(shí)間Gmin為行人通過(guò)該路口側(cè)方斑馬線的一般用時(shí)，各路口最大綠燈時(shí)間Gmax為依據(jù)該路口下一路段限速使下一路段停滿車輛所需時(shí)間。

如圖2所示，一種基于大數(shù)據(jù)的交通調(diào)控系統(tǒng)的調(diào)控方法，所述方法包括如下步驟：

S1：車流量信息采集模塊采集各路口各車道上的車流量信息；

S2：大數(shù)據(jù)模塊根據(jù)歷史車流量信息計(jì)算出各車輛在不同日期的常用路線、各路口最小綠燈時(shí)間Gmin、各路口最大綠燈時(shí)間Gmax，根據(jù)實(shí)時(shí)車流量數(shù)據(jù)及各車輛在不同日期的常用路線，分析下一周期，各路口即將到達(dá)的車輛數(shù)、、各路口各車道上個(gè)周期遺留的車輛數(shù)；

S3：配時(shí)優(yōu)化計(jì)算模塊根據(jù)大數(shù)據(jù)計(jì)算模塊計(jì)算出的各車輛在不同日期的常用路線、各路口最小綠燈時(shí)間Gmin、各路口最大綠燈時(shí)間Gmax、下一周期各路口即將到達(dá)的車輛數(shù)和各路口各車道上個(gè)周期遺留的車輛數(shù)進(jìn)行各路口配時(shí)優(yōu)化，計(jì)算出各路口實(shí)時(shí)最優(yōu)的配時(shí)方案；

S4：配時(shí)方案輸出模塊將實(shí)時(shí)最優(yōu)的配時(shí)方案通過(guò)信號(hào)輸出裝置傳輸?shù)礁髀房诘慕煌?，以控制交通燈運(yùn)行；

S5：交通燈根據(jù)實(shí)時(shí)最優(yōu)的配時(shí)方案調(diào)整運(yùn)行方案，控制車輛流向。

所述的實(shí)時(shí)最優(yōu)的配時(shí)方案的調(diào)整時(shí)間的計(jì)算公式為：其中m為下一周期各路口即將到達(dá)的車輛數(shù)，M為該路段能容納車輛總數(shù)，G為該路口平均綠燈時(shí)間。

判斷該路口最小綠燈時(shí)間Gmin與調(diào)整時(shí)間ΔT之和與最大綠燈時(shí)間Gmax的關(guān)系；

若調(diào)整時(shí)間ΔT為0則去除，該路口不進(jìn)行配時(shí)調(diào)整；

若Gmin+ΔT＜Gmax，則將綠燈時(shí)間調(diào)整為Gmin+ΔT；

若Gmin+ΔT≥Gmax，則將綠燈時(shí)間日調(diào)整為Gmax。

還包括人工手動(dòng)控制，用戶登錄調(diào)控中心模塊進(jìn)行手動(dòng)參數(shù)設(shè)置。

本發(fā)明的車流量信息采集模塊采集個(gè)路段道路上的車流量信息并傳輸?shù)秸{(diào)控中心模塊，調(diào)控中心模塊的大數(shù)據(jù)模塊分析歷史車流量信息，得到各路口車輛通向該路口各方向的概率、各路口最小綠燈時(shí)間Gmin、各路口最大綠燈時(shí)間Gmax，大數(shù)據(jù)模塊分析實(shí)時(shí)車流量數(shù)據(jù)分析各路口各車道的道路占有率、各路口各車道上個(gè)周期遺留的車輛數(shù)，配時(shí)優(yōu)化計(jì)算模塊根據(jù)調(diào)整時(shí)間的計(jì)算公式計(jì)算該路口可行的調(diào)整時(shí)間，判斷該路口最小綠燈時(shí)間Gmin與調(diào)整時(shí)間ΔT之和與最大綠燈時(shí)間Gmax的關(guān)系，若Gmin+ΔT＜Gmax，則將綠燈時(shí)間調(diào)整為Gmin+ΔT；若Gmin+ΔT≥Gmax，則將綠燈時(shí)間日調(diào)整為Gmax；若調(diào)整時(shí)間為負(fù)數(shù)則該路口不進(jìn)行配時(shí)調(diào)整，依此方法得到各路口的最優(yōu)調(diào)整方案，配時(shí)方案輸出模塊將最優(yōu)調(diào)整方案加密后傳輸?shù)浇煌?，?duì)交通燈的運(yùn)行方式進(jìn)行控制。

在出現(xiàn)突發(fā)事故時(shí)，管理用戶可以登錄調(diào)控中心模塊，手動(dòng)調(diào)整交通燈的運(yùn)行方式。