本發(fā)明涉及交通擁堵的監(jiān)測(cè)與預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種基于公交運(yùn)行時(shí)間的道路擁堵程度判斷裝置及方法。

背景技術(shù)：

在城市化進(jìn)程不斷加快，交通機(jī)動(dòng)化進(jìn)程迅速發(fā)展的形勢(shì)下，城市道路交通擁堵是現(xiàn)代城市發(fā)展中面臨的一個(gè)嚴(yán)峻問(wèn)題。隨著交通擁堵導(dǎo)致城市活動(dòng)效率每況愈下，人們出行時(shí)間與經(jīng)濟(jì)成本顯著提高的同時(shí)，又付出了更巨大的能源消耗和環(huán)境污染代價(jià)。一方面，政府和交通管理部門迫切希望能夠?qū)Τ鞘姓w交通運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效評(píng)價(jià)，以便于制定科學(xué)合理的交通規(guī)劃決策，輔助交通管理與交通執(zhí)法，另一方面，城市居民也期望能夠提前得知城市交通狀態(tài)情況，以方便制定最優(yōu)的出行時(shí)間與出行路線。如何利用現(xiàn)有交通數(shù)據(jù)，通過(guò)有效分析，達(dá)成對(duì)交通狀況描述的一般共識(shí)，將交通工程專業(yè)級(jí)的概念轉(zhuǎn)化成管理者和公眾出行者均可描述、可參照、便于使用的一般定義，是提出利用道路交通運(yùn)行指數(shù)概念來(lái)滿足以上需求的最佳途徑。道路交通運(yùn)行指數(shù)是一種通過(guò)量化數(shù)值評(píng)價(jià)城市交通整體或區(qū)域的分析工具，對(duì)分析城市整體的交通運(yùn)行狀態(tài)、優(yōu)劣情況、以及發(fā)展趨勢(shì)具有著重要的理論價(jià)值與應(yīng)用價(jià)值。

經(jīng)過(guò)多年建設(shè)，大部分城市在以交通運(yùn)輸與交通管理部門為主的交通信息化已取得一定成效，成果主要服務(wù)于車輛調(diào)度、收費(fèi)管理、安全管理、道路交通秩序管控以及信息服務(wù)等，但在信息開(kāi)放共享、對(duì)各類交通數(shù)據(jù)整合分析并提供輔助決策支持方面考慮較少，尤其在交通擁堵評(píng)價(jià)方面幾為空白。

為有效緩解城市道路交通擁堵，制定和實(shí)施有針對(duì)性的對(duì)策、手段和措施，對(duì)交通擁堵的特征、程度等要素有較為準(zhǔn)確的判斷，研究和建立科學(xué)的交通運(yùn)行指數(shù)評(píng)價(jià)體系顯得十分迫切和重要。引進(jìn)與建設(shè)基于公交運(yùn)行時(shí)間的道路擁堵判斷系統(tǒng)并向社會(huì)發(fā)布，規(guī)范、完善動(dòng)態(tài)交通信息發(fā)布，可以為各交通部門提供了先進(jìn)、可靠的技術(shù)支撐，也必將全面提升智能信息服務(wù)質(zhì)量水平。

因此，需要一種道路擁堵程度判斷裝置及方法已解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于公交運(yùn)行時(shí)間的道路擁堵程度判斷裝置，在通過(guò)數(shù)據(jù)采集裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)公交車運(yùn)行數(shù)據(jù)采集后，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)對(duì)道路擁堵程度的判斷。

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種基于公交運(yùn)行時(shí)間的道路擁堵程度判斷裝置，包括數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊、存儲(chǔ)模塊、顯示模塊及通信模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊、存儲(chǔ)模塊、計(jì)算處理模塊、通信模塊和顯示模塊均與所述控制模塊連接；

所述數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)置在公交車上并對(duì)公交車的實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)間和地理位置信息進(jìn)行采集；

所述通信模塊將所述數(shù)據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到所述計(jì)算處理模塊；

所述存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)所述公交車的實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)間和地理位置信息；

所述顯示模塊和通信模塊均與所述控制模塊連接，所述控制模塊對(duì)所述數(shù)據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將處理數(shù)據(jù)得到的結(jié)果傳輸?shù)剿鲲@示模塊和通信模塊；

所述顯示模塊將采集到的公交車地理位置信息和所述控制模塊的處理信息進(jìn)行顯示。

更進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)北斗定位系統(tǒng)及時(shí)鐘系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)；所述控制模塊為單片機(jī)。

更進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集模塊安裝在公交車上；所述通信模塊包括第一通信模塊和第二通信模塊，所述第一通信模塊與所述數(shù)據(jù)采集模塊連接并安裝在公交車上，所述第二通信模塊與所述控制模塊連接。將數(shù)據(jù)采集模塊安裝在公交車上，擁有大量的數(shù)據(jù)采集裝置，每一個(gè)采集裝置都是獨(dú)立的系統(tǒng)形式的存在，因此采集數(shù)據(jù)的可靠性好，分布范圍廣，提高了交通擁堵監(jiān)測(cè)的精度。

更進(jìn)一步的，還包括計(jì)算機(jī)處理裝置，所述計(jì)算機(jī)處理裝置與所述控制模塊連接，所述計(jì)算機(jī)處理裝置包括接口單元、操作面板和指示單元，所述接口單元包括usb接口；

其中：所述控制模塊通過(guò)所述usb接口連接所述控制模塊；

所述操作面板用于控制所述控制模塊；

所述指示單元用以監(jiān)控所述數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊、存儲(chǔ)模塊、顯示模塊和通信模塊的工作狀況。

其中，通信模塊為無(wú)線通信模塊，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線發(fā)射進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸，因此數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性，控制模塊使用這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析得出的交通擁堵信息具有實(shí)時(shí)性。

有益效果：本發(fā)明的基于公交運(yùn)行時(shí)間的道路擁堵程度判斷裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)置合理，利用公交車運(yùn)行時(shí)間方便監(jiān)控城市道路交通擁堵程度。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于公交運(yùn)行時(shí)間的道路擁堵程度判斷方法，采用上所述的基于公交運(yùn)行時(shí)間的道路擁堵程度判斷裝置，包括以下步驟：

步驟s01：通過(guò)所述數(shù)據(jù)采集模塊獲取運(yùn)行中每輛公交車的運(yùn)行時(shí)間及地理位置；

步驟s02:所述通信模塊將步驟s01采集得到的公交車的運(yùn)行時(shí)間及地理位置發(fā)送到所述控制模塊，并通過(guò)所述存儲(chǔ)模塊進(jìn)行儲(chǔ)存；

步驟s03：利用所述控制模塊對(duì)公交車的運(yùn)行時(shí)間及地理位置進(jìn)行處理，得到對(duì)比結(jié)果，所述對(duì)比結(jié)果包括同一線路不同車輛在相同公交站之間運(yùn)行時(shí)間對(duì)比結(jié)果、同一線路不同車輛與標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行時(shí)間對(duì)比結(jié)果和同一道路上公交車運(yùn)行時(shí)間對(duì)比結(jié)果，根據(jù)所述對(duì)比結(jié)果得到道路擁堵程度結(jié)果；

步驟s04：所述控制模塊將步驟s04得到的道路擁堵程度結(jié)果發(fā)送至所述通信模塊和顯示模塊。

更進(jìn)一步的，步驟s03中利用所述控制模塊對(duì)公交車的運(yùn)行時(shí)間及地理位置進(jìn)行處理，得到對(duì)比結(jié)果，根據(jù)所述對(duì)比結(jié)果得到道路擁堵程度結(jié)果，包括以下步驟：

步驟s101：利用公交車地理位置信息及時(shí)間信息，計(jì)算公交車在站與站之間的平均運(yùn)行速度vi：

式中：vi為公交車站與站之間的平均運(yùn)行速度；

li為站與站之間的距離；

ti為站與站之間的運(yùn)行時(shí)間；

步驟s102：將得到的平均運(yùn)行速度vi與標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行速度進(jìn)行對(duì)比得到交通擁堵指數(shù)n：

式中：v為標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行速度；

n為交通擁堵指數(shù)；

步驟s103：根據(jù)交通擁堵指數(shù)，得到道路交通擁堵信息。

更進(jìn)一步的，所述標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行速度為：

v＝0.8v設(shè)

式中：v設(shè)為道路的設(shè)計(jì)速度。標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行速度設(shè)置合理，能夠有效評(píng)價(jià)交通擁堵指數(shù)。

更進(jìn)一步的，所述交通擁堵指數(shù)與道路交通擁堵信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：

n≥0.8，為暢通；

0.6≤n<0.8，為基本暢通；

0.4≤n<0.6，為輕度擁堵；

0.2≤n<0.4，為擁堵；

n<1，為重度擁堵。此交通擁堵評(píng)價(jià)方法科學(xué)合理，

有益效果：本發(fā)明的基于公交運(yùn)行時(shí)間的道路擁堵程度判斷方法突破技術(shù)瓶頸并完善評(píng)價(jià)方法，建立了一套科學(xué)合理的交通擁堵評(píng)價(jià)方法，并提出能夠考慮城市道路交通擁堵發(fā)展趨勢(shì)的動(dòng)態(tài)綜合評(píng)價(jià)分析方法，為完善城市道路交通擁擠評(píng)價(jià)分析奠定基礎(chǔ)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的基于公交運(yùn)行時(shí)間的道路擁堵程度判斷裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。

圖2為圖1實(shí)施例中基于公交運(yùn)行時(shí)間的道路擁堵程度判斷裝置的實(shí)現(xiàn)流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實(shí)施例并配合所附圖式說(shuō)明如下。

請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明基于公交運(yùn)行時(shí)間的道路擁堵程度判斷裝置的結(jié)構(gòu)原理圖，包括數(shù)據(jù)采集模塊1、計(jì)算處理模塊2、控制模塊3、存儲(chǔ)模塊4、顯示模塊5及通信模塊6，數(shù)據(jù)采集模塊1、存儲(chǔ)模塊4、計(jì)算處理模塊2、通信模塊6和顯示模塊5均與控制模塊3連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)各模塊的控制；數(shù)據(jù)采集模塊1向計(jì)算處理模塊2和存儲(chǔ)模塊4傳輸信息，對(duì)公交車的實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)間和地理位置信息進(jìn)行采集，并將采集到的信息記錄在存儲(chǔ)模塊4中；顯示模塊5和通信模塊6均與計(jì)算處理模塊2連接，計(jì)算處理模塊2對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊1采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將處理數(shù)據(jù)得到的結(jié)果傳輸?shù)斤@示模塊5和通信模塊6進(jìn)行發(fā)布；通信模塊6將數(shù)據(jù)采集模塊1采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算處理模塊2并作為整個(gè)裝置的對(duì)外傳輸模塊，通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)男问?，向接收端發(fā)送廣播圖像信息、編碼信息、短信信息等，實(shí)現(xiàn)裝置與交通管理中心及行人手機(jī)終端通信；顯示模塊5將采集到的公交車地理位置信息和計(jì)算處理模塊2所得出的道路擁堵信息通過(guò)led顯示器發(fā)布。

優(yōu)選的，數(shù)據(jù)采集模塊1通過(guò)北斗定位系統(tǒng)及時(shí)鐘系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)；存儲(chǔ)模塊4采用存儲(chǔ)介質(zhì)實(shí)現(xiàn)；計(jì)算處理模塊2以程序的形式存儲(chǔ)在控制模塊3的單片機(jī)內(nèi)并且由單片機(jī)進(jìn)行調(diào)用執(zhí)行。

優(yōu)選的，數(shù)據(jù)采集模塊1安裝在公交車上；通信模塊6分為兩部分，一部分與數(shù)據(jù)采集模塊1連接安裝在公交車上，另一部分與計(jì)算處理模塊2連接。

優(yōu)選的，還包括計(jì)算機(jī)處理裝置，計(jì)算機(jī)處理裝置與控制模塊3連接，計(jì)算機(jī)處理裝置包括接口單元14、操作面板15和指示單元16，其中：控制模塊3通過(guò)接口單元14提供的usb接口與計(jì)算機(jī)處理裝置連接，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)處理裝置與控制模塊3之間的通信，操作面板15為觸控式顯示屏，用以實(shí)現(xiàn)控制模塊3裝置的數(shù)據(jù)清理、重新啟動(dòng)以及對(duì)前述時(shí)鐘系統(tǒng)及北斗系統(tǒng)的調(diào)試等操作指令；指示單元16用以監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集模塊1、存儲(chǔ)模塊4、計(jì)算處理模塊2、通信模塊6和顯示模塊5的工作狀況。

優(yōu)選的，計(jì)算機(jī)處理裝置為一觸控式平板計(jì)算機(jī)。

優(yōu)選的，道路擁堵的評(píng)估包括以下過(guò)程：

步驟s01：通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊1，獲取運(yùn)行中每輛公交車的運(yùn)行時(shí)間及地理位置信息；

步驟s02:通信模塊6將采集得到的數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算處理模塊2，并通過(guò)存儲(chǔ)模塊4進(jìn)行儲(chǔ)存；

步驟s03：檢測(cè)采集到的數(shù)據(jù)是否發(fā)送成功，如果是，則進(jìn)入步驟04，如果否，例如由于干擾或者其它原因?qū)е滦畔](méi)有發(fā)生成功時(shí)，重新啟動(dòng)通信模塊6并返回步驟s02重新發(fā)送數(shù)據(jù)；

步驟s04：計(jì)算處理模塊2將獲取的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)模塊4上并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。包括同一線路不同車輛在相同公交站之間運(yùn)行時(shí)間對(duì)比，與標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行時(shí)間對(duì)比，同一道路上公交車運(yùn)行時(shí)間對(duì)比，根據(jù)對(duì)比數(shù)據(jù)得到道路擁堵程度；

步驟s05：控制模塊3將步驟s04得到的道路擁堵進(jìn)行顯示，通過(guò)通信模塊6和顯示模塊5實(shí)時(shí)發(fā)送，信息將通過(guò)led顯示器或道路指揮中心進(jìn)行發(fā)布；

步驟s06：檢測(cè)道路擁堵信息是否發(fā)送成功，如果是，則進(jìn)入步驟06，如果否，例如由于干擾或者其它原因?qū)е滦畔](méi)有發(fā)生成功時(shí)，重新啟動(dòng)通信模塊6并返回步驟s05重新發(fā)送；

步驟s07：結(jié)束。

優(yōu)選的，計(jì)算處理過(guò)程包括以下步驟：

步驟s101：調(diào)用存儲(chǔ)模塊4儲(chǔ)存的公交車地理位置信息及時(shí)間信息，計(jì)算公交車在站與站之間的平均運(yùn)行速度，計(jì)算公式為：

式中：v為公交車站與站之間的平均運(yùn)行速度；

li為站與站之間的距離；

ti為站與站之間的運(yùn)行時(shí)間；

步驟s102：將得到的平均運(yùn)行速度vi與標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行速度進(jìn)行對(duì)比，即：

式中：v為標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行速度；

n為交通擁堵指數(shù)；

步驟s103：根據(jù)交通擁堵指數(shù)，得到道路交通擁堵信息。

優(yōu)選的，標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行速度為：

v＝0.8v設(shè)

式中：v設(shè)為道路的設(shè)計(jì)速度。

優(yōu)選的，交通擁堵指數(shù)為：

n≥0.8，為暢通；

0.6≤n<0.8，為基本暢通；

0.4≤n<0.6，為輕度擁堵；

0.2≤n<0.4，為擁堵；

n<1，為重度擁堵。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書(shū)所界定者為準(zhǔn)。