CN107103756A - 基于公交运行时间的道路拥堵程度判断装置及方法 - Google Patents

基于公交运行时间的道路拥堵程度判断装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于公交运行时间的道路拥堵程度判断装置，包括数据采集模块1、计算处理模块2、控制模块3、存储模块4、显示模块5及通信模块6。同时本发明公开了一种基于公交运行时间的道路拥堵程度判断方法，该发明为有效缓解城市道路交通拥堵，制定和实施有针对性的对策、手段和措施，对交通拥堵的特征、程度等要素有较为准确的判断，并且对分析城市整体的交通运行状态、优劣情况、以及发展趋势具有着重要的帮助。

Description

基于公交运行时间的道路拥堵程度判断装置及方法
技术领域
本发明涉及交通拥堵的监测与预警技术领域，具体而言涉及一种基于公交运行时间的道路拥堵程度判断装置及方法。
背景技术
在城市化进程不断加快，交通机动化进程迅速发展的形势下，城市道路交通拥堵是现代城市发展中面临的一个严峻问题。随着交通拥堵导致城市活动效率每况愈下，人们出行时间与经济成本显著提高的同时，又付出了更巨大的能源消耗和环境污染代价。一方面，政府和交通管理部门迫切希望能够对城市整体交通运行状态进行有效评价，以便于制定科学合理的交通规划决策，辅助交通管理与交通执法，另一方面，城市居民也期望能够提前得知城市交通状态情况，以方便制定最优的出行时间与出行路线。如何利用现有交通数据，通过有效分析，达成对交通状况描述的一般共识，将交通工程专业级的概念转化成管理者和公众出行者均可描述、可参照、便于使用的一般定义，是提出利用道路交通运行指数概念来满足以上需求的最佳途径。道路交通运行指数是一种通过量化数值评价城市交通整体或区域的分析工具，对分析城市整体的交通运行状态、优劣情况、以及发展趋势具有着重要的理论价值与应用价值。
经过多年建设，大部分城市在以交通运输与交通管理部门为主的交通信息化已取得一定成效，成果主要服务于车辆调度、收费管理、安全管理、道路交通秩序管控以及信息服务等，但在信息开放共享、对各类交通数据整合分析并提供辅助决策支持方面考虑较少，尤其在交通拥堵评价方面几为空白。
为有效缓解城市道路交通拥堵，制定和实施有针对性的对策、手段和措施，对交通拥堵的特征、程度等要素有较为准确的判断，研究和建立科学的交通运行指数评价体系显得十分迫切和重要。引进与建设基于公交运行时间的道路拥堵判断***并向社会发布，规范、完善动态交通信息发布，可以为各交通部门提供了先进、可靠的技术支撑，也必将全面提升智能信息服务质量水平。
因此，需要一种道路拥堵程度判断装置及方法已解决上述问题。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供一种基于公交运行时间的道路拥堵程度判断装置，在通过数据采集装置实现对公交车运行数据采集后，通过对数据分析实现对道路拥堵程度的判断。
为达成上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种基于公交运行时间的道路拥堵程度判断装置，包括数据采集模块、控制模块、存储模块、显示模块及通信模块，所述数据采集模块、存储模块、计算处理模块、通信模块和显示模块均与所述控制模块连接；
所述数据采集模块设置在公交车上并对公交车的实时运行时间和地理位置信息进行采集；
所述通信模块将所述数据采集模块采集到的数据发送到所述计算处理模块；
所述存储模块用于存储所述公交车的实时运行时间和地理位置信息；
所述显示模块和通信模块均与所述控制模块连接，所述控制模块对所述数据采集模块采集到的数据进行处理，并将处理数据得到的结果传输到所述显示模块和通信模块；
所述显示模块将采集到的公交车地理位置信息和所述控制模块的处理信息进行显示。
更进一步的，所述数据采集模块通过北斗定位***及时钟***实现；所述控制模块为单片机。
更进一步的，所述数据采集模块安装在公交车上；所述通信模块包括第一通信模块和第二通信模块，所述第一通信模块与所述数据采集模块连接并安装在公交车上，所述第二通信模块与所述控制模块连接。将数据采集模块安装在公交车上，拥有大量的数据采集装置，每一个采集装置都是独立的***形式的存在，因此采集数据的可靠性好，分布范围广，提高了交通拥堵监测的精度。
更进一步的，还包括计算机处理装置，所述计算机处理装置与所述控制模块连接，所述计算机处理装置包括接口单元、操作面板和指示单元，所述接口单元包括USB接口；
其中：所述控制模块通过所述USB接口连接所述控制模块；
所述操作面板用于控制所述控制模块；
所述指示单元用以监控所述数据采集模块、控制模块、存储模块、显示模块和通信模块的工作状况。
其中，通信模块为无线通信模块，监测数据通过无线发射进行实时传输，因此数据具有实时性，控制模块使用这些实时数据分析得出的交通拥堵信息具有实时性。
有益效果：本发明的基于公交运行时间的道路拥堵程度判断装置结构简单，设置合理，利用公交车运行时间方便监控城市道路交通拥堵程度。
本发明还公开了一种基于公交运行时间的道路拥堵程度判断方法，采用上所述的基于公交运行时间的道路拥堵程度判断装置，包括以下步骤：
步骤S01：通过所述数据采集模块获取运行中每辆公交车的运行时间及地理位置；
步骤S02:所述通信模块将步骤S01采集得到的公交车的运行时间及地理位置发送到所述控制模块，并通过所述存储模块进行储存；
步骤S03：利用所述控制模块对公交车的运行时间及地理位置进行处理，得到对比结果，所述对比结果包括同一线路不同车辆在相同公交站之间运行时间对比结果、同一线路不同车辆与标准运行时间对比结果和同一道路上公交车运行时间对比结果，根据所述对比结果得到道路拥堵程度结果；
步骤S04：所述控制模块将步骤S04得到的道路拥堵程度结果发送至所述通信模块和显示模块。
更进一步的，步骤S03中利用所述控制模块对公交车的运行时间及地理位置进行处理，得到对比结果，根据所述对比结果得到道路拥堵程度结果，包括以下步骤：
步骤S101：利用公交车地理位置信息及时间信息，计算公交车在站与站之间的平均运行速度vi：
式中：vi为公交车站与站之间的平均运行速度；
Li为站与站之间的距离；
Ti为站与站之间的运行时间；
步骤S102：将得到的平均运行速度vi与标准运行速度进行对比得到交通拥堵指数n：
式中：v为标准运行速度；
n为交通拥堵指数；
步骤S103：根据交通拥堵指数，得到道路交通拥堵信息。
更进一步的，所述标准运行速度为：
v＝0.8v设
式中：v设为道路的设计速度。标准运行速度设置合理，能够有效评价交通拥堵指数。
更进一步的，所述交通拥堵指数与道路交通拥堵信息的对应关系为：
n≥0.8，为畅通；
0.6≤n<0.8，为基本畅通；
0.4≤n<0.6，为轻度拥堵；
0.2≤n<0.4，为拥堵；
n<1，为重度拥堵。此交通拥堵评价方法科学合理，
有益效果：本发明的基于公交运行时间的道路拥堵程度判断方法突破技术瓶颈并完善评价方法，建立了一套科学合理的交通拥堵评价方法，并提出能够考虑城市道路交通拥堵发展趋势的动态综合评价分析方法，为完善城市道路交通拥挤评价分析奠定基础。
附图说明
图1为本发明的基于公交运行时间的道路拥堵程度判断装置的结构原理图。
图2为图1实施例中基于公交运行时间的道路拥堵程度判断装置的实现流程示意图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
请参阅图1所示，本发明基于公交运行时间的道路拥堵程度判断装置的结构原理图，包括数据采集模块1、计算处理模块2、控制模块3、存储模块4、显示模块5及通信模块6，数据采集模块1、存储模块4、计算处理模块2、通信模块6和显示模块5均与控制模块3连接，实现对各模块的控制；数据采集模块1向计算处理模块2和存储模块4传输信息，对公交车的实时运行时间和地理位置信息进行采集，并将采集到的信息记录在存储模块4中；显示模块5和通信模块6均与计算处理模块2连接，计算处理模块2对数据采集模块1采集到的数据进行处理，并将处理数据得到的结果传输到显示模块5和通信模块6进行发布；通信模块6将数据采集模块1采集到的数据发送到计算处理模块2并作为整个装置的对外传输模块，通过无线传输的形式，向接收端发送广播图像信息、编码信息、短信信息等，实现装置与交通管理中心及行人手机终端通信；显示模块5将采集到的公交车地理位置信息和计算处理模块2所得出的道路拥堵信息通过LED显示器发布。
优选的，数据采集模块1通过北斗定位***及时钟***实现；存储模块4采用存储介质实现；计算处理模块2以程序的形式存储在控制模块3的单片机内并且由单片机进行调用执行。
优选的，数据采集模块1安装在公交车上；通信模块6分为两部分，一部分与数据采集模块1连接安装在公交车上，另一部分与计算处理模块2连接。
优选的，还包括计算机处理装置，计算机处理装置与控制模块3连接，计算机处理装置包括接口单元14、操作面板15和指示单元16，其中：控制模块3通过接口单元14提供的USB接口与计算机处理装置连接，实现计算机处理装置与控制模块3之间的通信，操作面板15为触控式显示屏，用以实现控制模块3装置的数据清理、重新启动以及对前述时钟***及北斗***的调试等操作指令；指示单元16用以监控数据采集模块1、存储模块4、计算处理模块2、通信模块6和显示模块5的工作状况。
优选的，计算机处理装置为一触控式平板计算机。
优选的，道路拥堵的评估包括以下过程：
步骤S01：通过数据采集模块1，获取运行中每辆公交车的运行时间及地理位置信息；
步骤S02:通信模块6将采集得到的数据发送到计算处理模块2，并通过存储模块4进行储存；
步骤S03：检测采集到的数据是否发送成功，如果是，则进入步骤04，如果否，例如由于干扰或者其它原因导致信息没有发生成功时，重新启动通信模块6并返回步骤S02重新发送数据；
步骤S04：计算处理模块2将获取的数据储存在存储模块4上并对数据进行处理。包括同一线路不同车辆在相同公交站之间运行时间对比，与标准运行时间对比，同一道路上公交车运行时间对比，根据对比数据得到道路拥堵程度；
步骤S05：控制模块3将步骤S04得到的道路拥堵进行显示，通过通信模块6和显示模块5实时发送，信息将通过LED显示器或道路指挥中心进行发布；
步骤S06：检测道路拥堵信息是否发送成功，如果是，则进入步骤06，如果否，例如由于干扰或者其它原因导致信息没有发生成功时，重新启动通信模块6并返回步骤S05重新发送；
步骤S07：结束。
优选的，计算处理过程包括以下步骤：
步骤S101：调用存储模块4储存的公交车地理位置信息及时间信息，计算公交车在站与站之间的平均运行速度，计算公式为：
式中：v为公交车站与站之间的平均运行速度；
Li为站与站之间的距离；
Ti为站与站之间的运行时间；
步骤S102：将得到的平均运行速度vi与标准运行速度进行对比，即：
式中：v为标准运行速度；
n为交通拥堵指数；
步骤S103：根据交通拥堵指数，得到道路交通拥堵信息。
优选的，标准运行速度为：
v＝0.8v设
式中：v设为道路的设计速度。
优选的，交通拥堵指数为：
n≥0.8，为畅通；
0.6≤n<0.8，为基本畅通；
0.4≤n<0.6，为轻度拥堵；
0.2≤n<0.4，为拥堵；
n<1，为重度拥堵。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种基于公交运行时间的道路拥堵程度判断装置，其特征在于，包括数据采集模块(1)、控制模块(3)、存储模块(4)、显示模块(5)及通信模块(6)，所述数据采集模块(1)、存储模块(4)、计算处理模块(2)、通信模块(6)和显示模块(5)均与所述控制模块(3)连接；
所述数据采集模块(1)对公交车的实时运行时间和地理位置信息进行采集；
所述通信模块(6)将所述数据采集模块(1)采集到的数据发送到所述计算处理模块(2)；
所述存储模块(4)用于存储所述公交车的实时运行时间和地理位置信息；
所述显示模块(5)和通信模块(6)均与所述控制模块(3)连接，所述控制模块(3)对所述数据采集模块(1)采集到的数据进行处理，并将处理数据得到的结果传输到所述显示模块(5)和通信模块(6)；
所述显示模块(5)将采集到的公交车地理位置信息和所述控制模块(3)的处理信息进行显示。
2.根据权利要求1所述的基于公交运行时间的道路拥堵程度判断装置，其特征在于，所述数据采集模块(1)通过北斗定位***及时钟***实现；所述控制模块(3)为单片机。
3.根据权利要求2所述的基于公交运行时间的道路拥堵程度判断装置，其特征在于，所述数据采集模块(1)安装在公交车上；所述通信模块(6)包括第一通信模块和第二通信模块，所述第一通信模块与所述数据采集模块(1)连接并安装在公交车上，所述第二通信模块与所述控制模块(3)连接。
4.根据权利要求1所述的基于公交运行时间的道路拥堵程度判断装置，其特征在于，还包括计算机处理装置，所述计算机处理装置与所述控制模块(3)连接，所述计算机处理装置包括接口单元、操作面板和指示单元，所述接口单元包括USB接口；
其中：所述控制模块(3)通过所述USB接口连接所述控制模块(3)；
所述操作面板用于控制所述控制模块(3)；
所述指示单元用以监控所述数据采集模块(1)、控制模块(3)、存储模块(4)、显示模块(5)和通信模块(6)的工作状况。
5.一种基于公交运行时间的道路拥堵程度判断方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的基于公交运行时间的道路拥堵程度判断装置，包括以下步骤：
步骤S01：通过所述数据采集模块(1)获取运行中每辆公交车的运行时间及地理位置；
步骤S02:所述通信模块(6)将步骤S01采集得到的公交车的运行时间及地理位置发送到所述控制模块(3)，并通过所述存储模块(4)进行储存；
步骤S03：利用所述控制模块(3)对公交车的运行时间及地理位置进行处理，得到对比结果，所述对比结果包括同一线路不同车辆在相同公交站之间运行时间对比结果、同一线路不同车辆与标准运行时间对比结果和同一道路上公交车运行时间对比结果，根据所述对比结果得到道路拥堵程度结果；
步骤S04：所述控制模块(3)将步骤S04得到的道路拥堵程度结果发送至所述通信模块(6)和显示模块(5)。
6.根据权利要求5所述的基于公交运行时间的道路拥堵程度判断方法，其特征在于，步骤S03中利用所述控制模块(3)对公交车的运行时间及地理位置进行处理，得到对比结果，根据所述对比结果得到道路拥堵程度结果，包括以下步骤：
步骤S101：利用公交车地理位置信息及时间信息，计算公交车在站与站之间的平均运行速度vi：
<mrow> <msub> <mi>v</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>L</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>T</mi> <mi>i</mi> </msub> </mfrac> </mrow>
式中：vi为公交车站与站之间的平均运行速度；
Li为站与站之间的距离；
Ti为站与站之间的运行时间；
步骤S102：将得到的平均运行速度vi与标准运行速度进行对比得到交通拥堵指数n：
<mrow> <mi>n</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>v</mi> <mi>i</mi> </msub> <mi>v</mi> </mfrac> </mrow>
式中：v为标准运行速度；
n为交通拥堵指数；
步骤S103：根据交通拥堵指数，得到道路交通拥堵信息。
7.根据权利要求6所述的基于公交运行时间的道路拥堵程度判断方法，其特征在于，所述标准运行速度为：
v＝0.8v设
式中：v设为道路的设计速度。
8.根据权利要求6所述的基于公交运行时间的道路拥堵程度判断装置，其特征在于，所述交通拥堵指数与道路交通拥堵信息的对应关系为：
n≥0.8，为畅通；
0.6≤n<0.8，为基本畅通；
0.4≤n<0.6，为轻度拥堵；
0.2≤n<0.4，为拥堵；
n<1，为重度拥堵。
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