一種快速道路行程時(shí)間可靠度監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能交通技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種快速道路行程時(shí)間可靠度監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著道路交通需求不斷增加，交通擁堵越來越嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在交通高峰期的持續(xù)時(shí)間不斷延長和高峰期出現(xiàn)交通擁堵的路段不斷增加，嚴(yán)重影響了道路交通的運(yùn)行效率和出行可靠度。在全球經(jīng)濟(jì)激烈競爭的時(shí)代，面對(duì)復(fù)雜、時(shí)變、隨機(jī)的道路交通狀況，出行者越來越關(guān)心行程時(shí)間可靠度，希望減少行程時(shí)間的波動(dòng)，保證準(zhǔn)點(diǎn)到達(dá)目的地的概率，選擇一條可靠路徑具有十分重要的意義。尤其是在應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)或者物流配送網(wǎng)絡(luò)中，要盡力保證車輛在限制時(shí)間內(nèi)到達(dá)目的地。行程時(shí)間可靠度是指在一定的環(huán)境、一定的時(shí)段、一定的流量波動(dòng)范圍內(nèi)，車輛能夠到達(dá)目的地的概率，是衡量道路網(wǎng)絡(luò)交通性能的重要指標(biāo)，也是出行者出發(fā)時(shí)間選擇和路徑選擇的重要因素。目前已有的行程時(shí)間可靠度的定量化方法和措施主要側(cè)重于行程時(shí)間的變異性和行程時(shí)間的分布。然而，路網(wǎng)中可能導(dǎo)致交通擁擠發(fā)生的影響因素是造成行程時(shí)間不可靠的風(fēng)險(xiǎn)，這些影響因素大致可以分為交通供給變化和交通需求的隨機(jī)性引起的不可靠等兩類，這些因素的作用方式本質(zhì)上是影響了道路交通擁擠發(fā)生的時(shí)機(jī)和擁擠的程度、范圍、持續(xù)時(shí)間，非常適合用交通流breakdown現(xiàn)象進(jìn)行解釋和刻畫。
[0003]近年來，隨著交通流檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，檢測(cè)精度不斷提高，覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，為基于交通流breakdown的快速道路行程時(shí)間可靠度監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)的建立奠定了必要的應(yīng)用基礎(chǔ)條件，具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。其技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用推廣，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)快速道路行程時(shí)間可靠度的監(jiān)測(cè)和影響因素分析，為快速路路網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和交通管理者制定交通運(yùn)行管理策略提供依據(jù)，對(duì)于提高交通運(yùn)行效率和出行可靠度，提升我國城市交通的管理水平有重要現(xiàn)實(shí)意義，將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種快速道路行程時(shí)間可靠度監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)及方法。
[0005]—種快速道路行程時(shí)間可靠度監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)由交通數(shù)據(jù)檢測(cè)和監(jiān)視子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)、行程時(shí)間可靠度監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、交通管理信息匯集子系統(tǒng)和行程時(shí)間可靠度應(yīng)用子系統(tǒng)構(gòu)成，所述的交通數(shù)據(jù)檢測(cè)和監(jiān)視子系統(tǒng)通過第一通信子系統(tǒng)與行程時(shí)間可靠度監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)連接，所述的行程時(shí)間可靠度監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)通過所述的第二通信子系統(tǒng)與交通管理信息匯集子系統(tǒng)和行程時(shí)間可靠度應(yīng)用子系統(tǒng)連接。
[0006]所述的交通數(shù)據(jù)檢測(cè)和監(jiān)視子系統(tǒng)包括多種交通檢測(cè)器、視頻監(jiān)視攝像機(jī)和視頻通信控制和監(jiān)視器，通過外場(chǎng)多種交通檢測(cè)器和視頻監(jiān)視攝像機(jī)采集道路網(wǎng)絡(luò)上的交通數(shù)據(jù)并傳遞給所述的行程時(shí)間可靠度監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。
[0007]所述的交通管理和天氣信息匯集子系統(tǒng)包括可變情報(bào)板、匝道控制器、可變限速控制器和交通控制和監(jiān)視器，以及天氣信息發(fā)布系統(tǒng)，由交通控制和監(jiān)視器記錄交通控制管理信息內(nèi)容和時(shí)間，同時(shí)調(diào)用天氣信息發(fā)布系統(tǒng)的道路天氣信息內(nèi)容和時(shí)間，并傳遞給行程時(shí)間可靠度監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。
[0008]所述的行程時(shí)間可靠度應(yīng)用子系統(tǒng)包括行程時(shí)間可靠度分析查詢系統(tǒng)，由面向管理者和出行者的系統(tǒng)分析查詢終端輸入分析查詢指令，傳遞給行程時(shí)間可靠度監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，并由行程時(shí)間可靠度監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)生成分析查詢報(bào)告，輸出顯示在分析查詢終端上。面向管理者有分析和查詢功能，面向出行者有查詢功能。
[0009]所述的行程時(shí)間可靠度監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)一方面對(duì)所述的交通檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和修補(bǔ)，并接收由交通控制和監(jiān)視器記錄的交通管理信息內(nèi)容和時(shí)間，以及天氣信息發(fā)布系統(tǒng)的道路天氣信息內(nèi)容和時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)行程時(shí)間可靠度監(jiān)測(cè)分析所需原始數(shù)據(jù)的采集和匯集;另一方面，基于道路交通屬性數(shù)據(jù)、交通檢測(cè)數(shù)據(jù)、交通管理數(shù)據(jù)和天氣數(shù)據(jù)，利用行程時(shí)間可靠度監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)行程時(shí)間可靠度的計(jì)算分析。
[0010]所述的行程時(shí)間可靠度監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)中設(shè)置有交通breakdown監(jiān)測(cè)分析和行程時(shí)間估計(jì)系統(tǒng)和行程時(shí)間可靠度計(jì)算分析系統(tǒng)。
[0011]所述的交通breakdown監(jiān)測(cè)分析和行程時(shí)間估計(jì)系統(tǒng)由道路交通屬性數(shù)據(jù)庫、交通檢測(cè)數(shù)據(jù)庫、交通管理和天氣數(shù)據(jù)庫、行程時(shí)間可靠度數(shù)據(jù)庫、交通數(shù)據(jù)修補(bǔ)和預(yù)處理模塊、行程時(shí)間估計(jì)模塊、交通breakdown監(jiān)測(cè)分析模塊構(gòu)成;所述的交通breakdown監(jiān)測(cè)分析和行程時(shí)間估計(jì)系統(tǒng)利用所述的道路交通屬性數(shù)據(jù)庫、交通檢測(cè)數(shù)據(jù)庫、交通管理和天氣數(shù)據(jù)庫提供的基礎(chǔ)交通數(shù)據(jù)，由所述的交通數(shù)據(jù)修補(bǔ)和預(yù)處理模塊對(duì)交通檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和修補(bǔ)，并由所述的交通breakdown監(jiān)測(cè)分析模塊、行程時(shí)間估計(jì)模塊對(duì)基礎(chǔ)交通數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到一定道路設(shè)施、交通管理措施和天氣情況的條件下的交通breakdown概率和路段行程時(shí)間。
[0012]所述的行程時(shí)間可靠度計(jì)算分析系統(tǒng)由道路交通屬性數(shù)據(jù)庫、交通檢測(cè)數(shù)據(jù)庫、交通管理和天氣數(shù)據(jù)庫、行程時(shí)間可靠度數(shù)據(jù)庫、行程時(shí)間變異性計(jì)算分析模塊、行程時(shí)間可靠度計(jì)算分析模塊構(gòu)成;所述的行程時(shí)間可靠度計(jì)算分析系統(tǒng)利用所述的道路交通屬性數(shù)據(jù)庫、交通檢測(cè)數(shù)據(jù)庫、交通管理和天氣數(shù)據(jù)庫、行程時(shí)間可靠度數(shù)據(jù)庫提供的基礎(chǔ)道路交通屬性數(shù)據(jù)、交通檢測(cè)數(shù)據(jù)、交通管理數(shù)據(jù)和天氣數(shù)據(jù)，由所述的行程時(shí)間變異性計(jì)算分析模塊計(jì)算分析有無交通流breakdown情況下的路段行程時(shí)間變異性；由行程時(shí)間可靠度計(jì)算分析模塊計(jì)算分析一定交通流量、道路設(shè)施、交通管理措施和天氣情況的條件下的路段行程時(shí)間可靠度，建立路段行程時(shí)間可靠度模型；以路段行程時(shí)間可靠度模型為基礎(chǔ)，結(jié)合典型交通擾動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)空間傳播規(guī)律，利用概率論、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論和動(dòng)態(tài)分段技術(shù)構(gòu)建路徑行程時(shí)間可靠度模型和路網(wǎng)行程時(shí)間可靠度模型；由行程時(shí)間可靠度計(jì)算分析模塊根據(jù)路段、路徑和路網(wǎng)行程時(shí)間可靠度模型，得到不同時(shí)段、不通交通需求情況下路段、路徑和路網(wǎng)行程時(shí)間可靠度，從而辨識(shí)影響行程時(shí)間可靠度的主要影響因素。
[0013]—種快速道路行程時(shí)間可靠度監(jiān)測(cè)分析方法，該方法具體包括以下步驟:
[0014]步驟一:數(shù)據(jù)采集和匯集；
[0015]匯集交通數(shù)據(jù)檢測(cè)與監(jiān)視子系統(tǒng)傳遞過來的原始數(shù)據(jù)，以及交通管理信息匯集子系統(tǒng)和天氣信息發(fā)布系統(tǒng)傳遞過來的交通管理數(shù)據(jù)和天氣數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)交通檢測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制，提高交通檢測(cè)設(shè)備的利用效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量;交通檢測(cè)數(shù)據(jù)主要包括基于感應(yīng)線圈或微波檢測(cè)器固定交通檢測(cè)器、基于藍(lán)牙系統(tǒng)或車牌識(shí)別系統(tǒng)基于車和固定交通檢測(cè)器、基于浮動(dòng)車系統(tǒng)、智能手機(jī)系統(tǒng)移動(dòng)交通檢測(cè)器，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)校驗(yàn)與預(yù)處理、修補(bǔ)匯集存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，并通過行程時(shí)間估計(jì)和行程時(shí)間可靠度計(jì)算;所述的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器包括交通屬性數(shù)據(jù)庫、交通檢測(cè)數(shù)據(jù)庫、交通管理和天氣數(shù)據(jù)庫和行程時(shí)間可靠度數(shù)據(jù)庫；
[0016]步驟二:行程時(shí)間估計(jì)
[0017]調(diào)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的道路交通屬性數(shù)據(jù)庫、交通