CN110766948A - 一种道路变限速引导方法、设备、***及存储介质 - Google Patents

一种道路变限速引导方法、设备、***及存储介质 Download PDF

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张钢毅
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Abstract

本发明实施例公开了一种道路变限速引导方法、设备、***及存储介质。其中，该方法包括：首先，获取某一路段采集区域内的交通信息；接下来，根据交通信息判断该路段是否已经发生交通拥堵，若该路段已经发生交通拥堵，则向其上游路段发送执行变限速策略的指令，若该路段还未发生交通拥堵，则进一步检测该路段是否接收到其下游路段发来的、执行变限速策略的指令，若接收这样的指令，则说明其下游路段发生拥堵，要立即执行变限速策略。该变限速策略主要是根据交通波理论制定的，能够最大可能地使该路段发生的交通拥堵所造成的堵塞波向下游传递。如此，可将拥堵控制在最小范围，减低对大区域交通产生的不利影响。

Description

一种道路变限速引导方法、设备、***及存储介质
技术领域
本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种道路变限速引导方法、设备、***及存储介质。
背景技术
随着电子设备、通信技术和新一代互联网等技术的不断发展，智能交通，特别是车路协同***得到大力推广和广泛应用。车路协同***可以实现车车、车路动态实时信息交互，并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理，对实现人车路的有效协同，保证交通安全，提高通行效率有着重要意义。
众所周知，高速公路是现代交通的重要组成部分，其高速、平稳、便捷的特性使其成为人们出行最常用的交通方式之一。另一方面，高速公路也因为车辆行驶速度较快，车流密集而成为事故频发地。而高速公路上一旦有事故发生，极易造成车辆汇集和交通拥堵，并会迅速向上游方向蔓延，从而对大区域的交通状况产生极为不利的影响。
目前针对这一问题所采用的交通管制和引导方法主要：1)依据平滑下降限速策略对上游车辆进行分段限速引导；2)从安全行驶的角度出发，进行前后车碰撞风险预警提示。
但本发明人发现以上方法并不能有针对性地解决交通拥堵向上游蔓延的问题。交通拥堵向上游的不断蔓延会致使受事故影响的交通区域进一步扩大，也就意味着需要更长时间才能消除影响，恢复正常的交通秩序。
发明内容
为了解决上述问题，本发明实施例创造性地提供一种道路变限速引导方法、设备、***及存储介质。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种道路变限速引导方法，包括：获取当前路段内采集到的交通信息，交通信息包括实时拍摄到的道路图像及至少一个车辆的速度、位置和方向；根据交通信息判断当前路段是否已经发生交通拥堵,若当前路段已经发生交通拥堵，则向上游N个路段发送执行变限速策略的指令，其中N为大于等于2的自然数，若当前路段还未发生交通拥堵，则检测是否收到执行变限速策略的指令，若收到执行变限速策略的指令，则执行变限速策略，变限速策略的目标是确保拥堵路段造成的堵塞波向下游传递，若未收到执行变限速策略的指令，则不执行变限速策略。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，根据交通信息判断当前路段是否已经发生交通拥堵，包括：根据交通信息计算当前路段的车流密度；若当前路段的车流密度大于临界车流密度阈值，则判定当前路段发生交通拥堵。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，根据交通信息判断当前路段是否已经发生交通拥堵，包括：根据实时拍摄到的道路图像，通过图像模式识别的方式判断当前路段是否发生交通拥堵。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，根据交通信息判断当前路段是否已经发生交通拥堵之前，该方法还包括：根据交通信息计算当前路段的交通流信息，交通流信息包括车流密度和平均速度；向相邻上游路段发送当前路段的交通流信息；相应地，在执行变限速策略之前，该方法还包括：接收相邻下游路段的交通流信息。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，执行变限速策略，包括：根据相邻下游路段的交通流信息判断相邻下游路段是否已经发生交通拥堵，若相邻下游路段已经发生交通拥堵，则依据交通波理论求解当前路段的限速值，求解得到的限速值会确保堵塞波向下游传递，若相邻下游路段还未发生交通拥堵，则依据多目标优化变限速策略求解当前路段的限速值，求解得到的限速值会实现多个交通引导目标包括确保堵塞波向下游传递的目标。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，依据多目标优化变限速策略求解当前路段的限速值，求解得到的限速值会实现多个交通引导目标包括确保堵塞波向下游传递的目标，包括：设定由当前路段的限速值所决定的多个目标函数，多个目标函数的每个目标函数都对应一个特定的交通引导目标，其中包括使堵塞波向下游传递的目标函数；建立由多个目标函数构成的多目标优化问题的数学模型；使用数学模型求解当前路段的限速值，使多目标优化问题得到优化值。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，设定由当前路段的限速值所决定的多个目标函数，包括：设定由当前路段的限速值所决定的使堵塞波向下游传递的目标函数、通行时间函数、车头时距函数和策略变化函数。
根据本发明实施例的第二方面，一种道路变限速引导设备，该设备用于执行道路变限速引导方法，该设备包括：信息获取单元，用于获取当前路段内采集到的交通信息，交通信息包括实时拍摄到的道路图像及至少一个车辆的速度、位置和方向；变限速引导单元，包括拥堵判断子单元，用于根据交通信息判断当前路段是否已经发生交通拥堵，信息发送子单元，用于若当前路段已经发生交通拥堵，则向上游N个路段发送执行变限速策略的指令，其中N为大于等于2的自然数，指令检测子单元，用于若当前路段还未发生交通拥堵，则检测是否收到执行变限速策略的指令，变限速策略执行子单元，用于若收到执行变限速策略的指令，则执行变限速策略，变限速策略的目标是确保拥堵路段造成的堵塞波向下游传递，若未收到执行变限速策略的指令，则不执行变限速策略。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，拥堵判断子单元包括：计算模块，用于根据交通信息计算当前路段的车流密度；结果判定模块，用于若当前路段的车流密度大于临界车流密度阈值，则判定当前路段发生交通拥堵。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，拥堵判断子单元具体用于根据实时拍摄到的道路图像，通过图像模式识别的方式判断当前路段是否发生交通拥堵。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，变限速引导单元还包括：计算子单元，用于根据交通信息计算当前路段的交通流信息，交通流信息包括车流密度和平均速度；信息发送子单元还用于向相邻上游路段发送当前路段的交通流信息；相应地，变限速引导单元还包括信息接收子单元，用于接收相邻下游路段的交通流信息。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，变限速策略执行子单元包括：相邻下游路段拥堵判断模块，用于根据相邻下游路段的交通流信息判断相邻下游路段是否已经发生交通拥堵，限速值求解模块，用于若相邻下游路段已经发生交通拥堵，则依据交通波理论求解当前路段的限速值，求解得到的限速值会确保堵塞波向下游传递，若相邻下游路段还未发生交通拥堵，则依据多目标优化变限速策略求解当前路段的限速值，求解得到的限速值会实现多个交通引导目标包括确保堵塞波向下游传递的目标。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，限速值求解模块包括：目标函数设定子模块，用于设定由当前路段的限速值所决定的多个目标函数，多个目标函数的每个目标函数都对应一个特定的交通引导目标，其中包括使堵塞波向下游传递的目标函数；建模子模块，用于建立由多个目标函数构成的多目标优化问题的数学模型；多目标优化问题求解子模块，用于使用数学模型求解当前路段的限速值，使多目标优化问题得到优化值。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，目标函数设定子模块具体用于设定由当前路段的限速值所决定的使堵塞波向下游传递的目标函数、通行时间函数、车头时距函数和策略变化函数。
根据本发明实施例的第三方面，一种道路变限速引导***，包括处理器和存储器，其中，存储器中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器运行时用于执行本发明实施例道路变限速引导方法。
根据本发明实施例的第四方面，一种存储介质，在存储介质上存储了程序指令，其中，程序指令在运行时用于执行本发明实施例道路变限速引导方法。
本发明实施例利用车路协同技术，对架设路侧设备的道路进行分段得到多个路段。首先，获取某一路段采集区域内的交通信息；接下来，根据交通信息判断该路段是否已经发生交通拥堵，若该路段已经发生交通拥堵，则向其上游路段发送执行变限速策略的指令，若该路段还未发生交通拥堵，则进一步检测该路段是否接收到其下游路段发来的、执行变限速策略的指令，若接收这样的指令，则说明其下游路段发生拥堵，要立即执行变限速策略。在执行变限速策略时，还要进一步判断相邻下游路段是否已经发生拥堵，若相邻下游路段已经发生拥堵，则对当前路段的主要引导目标是拦截堵塞波，此时，所执行的变限速策略就是确保堵塞波向下游传递,而若相邻下游路段还未发生拥堵，则可以推断堵塞波已经得控制，此时，所执行的变限速策略除了会继续确保堵塞波向下游传递，还可兼顾通行时间和安全车距。如此，就能够尽可能地抑制堵塞波向上游蔓延，从而减少已发交通事故对大区域交通产生的不利影响，缩短交通拥堵的疏通时间。而且，本发明实施例提供的道路变限速引导方法是根据当前路段的实时路况做出的、可变的限速策略，与采用固定梯度值平滑下降限速策略相比，更有针对性、更为灵活、引导效率也更高。此外，本发明实施例提供的道路变限速引导方法在制定可变限速策略时，兼顾了通行时间、安全车距等效率和安全问题，可取得较佳的综合效益。
需要理解的是，本发明的教导并不需要实现上面的全部有益效果，而是特定的技术方案可以实现特定的技术效果，并且本发明的其他实施方式还能够实现上面未提到的有益效果。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式：
在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
图1为本发明实施例道路变限速引导方法的应用场景示意图；
图2为本发明实施例道路变限速引导方法的实现流程示意图；
图3为本发明实施例在当前路段执行变限速策略的具体流程示意图；
图4示出了本发明实施例道路变限速引导设备的组成结构示意图。
具体实施方式
下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
本发明实施例主要应用于对设置有路侧设备的高速公路进行分段限速引导的场景。如图1所示，高速公路可划分为多个路段，按照车辆行驶方向由下游向上游进行编号，得到路段i，路段i+1，路段i+2和路段i+3。在每一路段都设置有路侧设备10和采集装置11。采集装置11可以是摄像头或红外微波传感器，主要用于实时采集高速公路上的交通信息，其中包括行驶车辆12的车辆信息，比如车辆位置，速度和方向等。该采集装置通常内置有通信单元或数据传输接口，可实时将采集到的交通信息发送给路侧设备。路侧设备10也通常内置有通信单元或数据传输接口，可实时接收到采集装置11采集到的交通信息，执行本发明实施例道路变限速引导方法确定所在路段的限速值，并对高速公路上行驶的车辆12进行限速提示。当上述路侧设备用于执行本发明实施例道路变限速引导方法时，则可视该路侧设备为发明实施例道路变限速引导设备。
图2则示出了本发明实施例道路变限速引导方法的实现流程。参考图2，本发明实施例道路变限速引导方法，包括：操作210，获取当前路段内采集到的交通信息，交通信息包括实时拍摄到的道路图像及至少一个车辆的速度、位置和方向；操作220，根据交通信息判断当前路段是否已经发生交通拥堵，若当前路段已经发生交通拥堵，则向上游N个路段发送执行变限速策略的指令，其中N为大于等于2的自然数，若当前路段还未发生交通拥堵，则检测是否收到执行变限速策略的指令，若收到执行变限速策略的指令，则执行变限速策略，变限速策略的目标是确保拥堵路段造成的堵塞波向下游传递，若未收到执行变限速策略的指令，则不执行变限速策略。
操作210，这里当前路段内采集到的交通信息主要是通过路侧采集装置，比如摄像头或红外微波传感器，实时采集的信息获取当前路段采集到的交通信息。这里的交通信息，可以是摄像头实时拍摄到的道路图像，也可以是外微波传感器采集到的一些动态交通信息，比如车辆的位置，速度和方向等。若有车辆安装有智能车载设备，也可以通过车路协同***的通信单元接收车载设备发送的信息来获得单个车辆的位置，速度和方向等。这里，位置是指个体车辆所在位置的地理坐标；速度是指个体车辆的时速；方向是指个体车辆位置移动产生的矢量，即从之前位置所在的点指向当前位置所在的点的矢量。需要说明的是，这里的当前路段指的是从当前道路变限速引导设备所设置的位置开始到上游一个道路变限速引导设备所设置的位置结束的路段。由于路侧信息采集装置还没有充分普及，这里采集装置所能采集到的区域可能不能覆盖整个路段。但，在这一区域采集到的交通信息基本可以代表整个路段的交通状况，所以对本发明实施例的实施效果影响不大。这里采集到的信息几乎都是实时采集的，有很强的时效性，为执行变限速策略提供了更为准确的数据基础和决策依据。
操作220，在判断当前路段是否发生拥堵时，可以通过计算该路段某个区域的的车流密度来判断的；也可以直接通过实时拍摄到的道路图像，利用图像模式识别技术进行判断。之所以进行判断，是为了只在有路段发生交通拥堵的情况下才会启动本发明实施例道路变限速引导方法，而在未发生交通引导时，不对上游路段进行限速。如此，可以避免浪费不必要的资源，进行更高效的变限速引导。
若判定结果为当前路段已经发生交通拥堵，则需要在上游路段执行变限速策略。这里N至少要等于2，否则难以取得较好的有益效果。但这里的N也不会是无限大的一个值，通常在10个路段之后，也就没有必要再进行限速了。这里的变限速策略，主要是依据交通波理论制定的，其目标是确保拥堵路段造成的堵塞波向下游传递。如此，就可以最大程度地控制堵塞波，阻止其向上游地区不断蔓延，减少对大区域交通控制产生的不利影响。
若判定结果为当前路段还未发生交通拥堵，此时还需进行进一步检测是否收到执行变限速策略的指令。若收到变限速策略的指令，则说明虽然当前路段没有发生拥堵但下游路段已经发生交通拥堵，很可能会有堵塞波向当前路段传播，因而需要执行变限速策略；若未收到变限速策略的指令，则说明没有堵塞波向当前路段传播的风险，可以不进行任何操作。如此，也可以避免浪费不必要的资源，进行更高效的变限速引导。
在当前路段收到执行变限速策略的指令，需要执行变限速策略的情况下，所采用的变限速策略可以是确保拥堵路段造成的堵塞波向下游传递任意策略。例如，根据交通波计算公式推算限速值的策略；或是，通过建立计算机模型求解限速值的策略。如此，就可以最大程度地控制堵塞波，阻止其向上游地区不断蔓延，减少对大区域交通控制地不利影响。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，根据交通信息判断当前路段是否已经发生交通拥堵，包括：根据交通信息计算当前路段的车流密度；若当前路段的车流密度大于临界车流密度阈值，则判定当前路段发生交通拥堵。
假设这里的当前路段就是图1中的路段i，则路段i的车流密度Ki可以用以下公式进行计算：
Figure BDA0002262151520000081
其中，|Si|为路段i采集区域内的车辆总数；Li为路段i采集区域的长度。
而临界车流密度阈值K0，可以用以下公式进行计算：
Figure BDA0002262151520000082
其中，Vf为这一路段的最高限速；Kf为这一路段的最高密度；Ko为临界密度；Vo为临界速度。其中Qmax和Vf都是预先设定好的规定值或经验值。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，根据交通信息判断当前路段是否已经发生交通拥堵，包括：根据实时拍摄到的道路图像，通过图像模式识别的方式判断当前路段是否发生交通拥堵。
这里，可以利用预先设定好的一些拥堵模式对实时拍摄到的道路图像进行分析，通过图像模式识别的方式判断当前路段是否发生交通拥堵。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，根据交通信息判断当前路段是否已经发生交通拥堵之前，该方法还包括：根据交通信息计算当前路段的交通流信息，交通流信息包括车流密度和平均速度；向相邻上游路段发送当前路段的交通流信息；相应地，在执行变限速策略之前，该方法还包括：接收相邻下游路段的交通流信息。
这里向相邻上游路段发送当前路段的交通流信息，可以利用车路协同***的通信单元，以广播的方式进行发送，也可以采用先集中发送到某个信息中转装置，再通过该信息中转装置发送给上游路段的方式发送。同理，接收相邻下游路段的交通流信息时，也可以相应地通过通信单元，以接收广播的信息的方式，或是通过接收由中转装置发送的信息的方式得到相邻下游路段的交通流信息。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，执行变限速策略，包括：根据相邻下游路段的交通流信息判断相邻下游路段是否已经发生交通拥堵，若相邻下游路段已经发生交通拥堵，则依据交通波理论求解当前路段的限速值，求解得到的限速值会确保堵塞波向下游传递，若相邻下游路段还未发生交通拥堵，则依据多目标优化变限速策略求解当前路段的限速值，求解得到的限速值会实现多个交通引导目标包括确保堵塞波向下游传递的目标。
若相邻下游路段已经发生交通拥堵，则需要立即拦截堵塞波，使其向下游传递，而不是向上游蔓延。在依据交通波理论求解当前路段的限速值，使堵塞波向下游传递时，可以使用任意适用的方法。比如，根据交通波理论堵塞波建立交通模型，输入当前路段的交通流信息，以交通模型预测的限速值作为当前路段的限速值；也可以通过交通波理论堵塞波公式和限速取值范围集，推算确定当前路段的限速值。这一策略的目的是为了拦截或阻断交通堵塞波，这好比是建立了一个拦截洪水的堤坝，通行时间在这一路段的交通策略来讲，并不是其关注的重点，所以很有可能会出现推荐的限速值较现有技术低的情况。但这一策略实际上为大区域交通引导争取了更多的时间，当堵塞波不再向上游蔓延时，上游车辆也会有更多选择空间，比如选择其他路线避开拥堵区域，避免因堵塞波迅速向上游蔓延而很快陷入拥堵区域，无法脱身。同理，这一策略也为大区域交通管控赢得了更多时间，使其能够及时对突发事件进行处理，将上游车辆疏导到非拥堵路段。
若相邻下游路段还未发生交通拥堵，则意味着堵塞波已经得到了控制，此时，除了继续控制堵塞波向下游传递之外，还可以进一步考虑通行时间和安全车距等因素。因此，可通过执行多目标优化变限速策略确定限速值，以取得最佳的综合效果。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，依据多目标优化变限速策略求解当前路段的限速值，求解得到的限速值会实现多个交通引导目标包括确保堵塞波向下游传递的目标，包括：设定由当前路段的限速值所决定的多个目标函数，多个目标函数的每个目标函数都对应一个特定的交通引导目标，其中包括使堵塞波向下游传递的目标函数；建立由多个目标函数构成的多目标优化问题的数学模型；使用数学模型求解当前路段的限速值，使多目标优化问题得到优化值。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，设定由当前路段的限速值所决定的多个目标函数，包括：设定由当前路段的限速值所决定的使堵塞波向下游传递的目标函数、通行时间函数、车头时距函数和策略变化函数。
下面就结合图3，详细介绍当前路段j接收到执行变限速策略指令后，如何执行变限速策略的具体流程示。其中，当前路段j的相邻下游路段可能已经发生交通拥堵，也可能还未发生交通拥堵。
步骤3010，获得相邻下游路段和当前路段的交通流信息Kj-1，Vj-1，Kj；
其中，路段j为当前路段，是拥堵路段的上游路段。如图1所示，假设路段i为拥堵路段，则这里的当前路段j可能是路段i+1、路段i+2或路段i+3；路段j-1为当前路段j的相邻下游路段。Kj-1为相邻下游路段j-1的车流密度；Kj为路段j的车流密度；其计算公式可参见上文计算Ki的公式；Vj-1为路段j-1的车辆平均速度。Vj-1的计算公式如下所示：
Figure BDA0002262151520000111
其中，|Sj-1|为路段j-1采集区域内的车辆总数；sj-1为路段j-1采集区域内的每一辆车；
Figure BDA0002262151520000112
为路段j采集区域内的每一辆车的时速。
步骤3020，判断相邻下游路段是否已经发生交通拥堵路段；
这里，主要通过比较Kj-1和临界车流密度阈值K0，当Kj-1>K0时就可以判定下游路段为拥堵路段；否则，就不是拥堵路段。其中，K0的计算方法参见上文。
若相邻下游路段还未发生交通拥堵路段，则执行步骤3040；若相邻下游路段已经发生交通拥堵路段，继续步骤3030。
步骤3030，根据交通波公式求解期望的限速值；
此时，当前路段j是拥堵路段j-1的相邻上游路段。这里交通波w的计算公式为：
Figure BDA0002262151520000113
其中，w为波速，w为正代表向下游传递，w为负代表向上游传递。Kj-1>Kj表示产生堵塞波，Kj-1<Kj表示产生消解波，所以若相应使拥堵路段j-1上发生的交通拥堵所造成的堵塞波向下游传递，则期望的当前路段j的限速值Vc，j为：
Figure BDA0002262151520000114
其中，S为可变限速优化方法的限速集合，S＝{20，40，60，80，100，120}，这里的速度单位为公里每小时。
操作3040，根据预先制定的多个目标函数，求解每个目标函数的最优值；
其中，使堵塞波向下游传递的目标函数可以用下面的函数：
max f1(Vc，j)＝Kj-1Vj-1-KjVc，j
这里，Vc，j为期望的路段j限速值；根据交通波理论，若Kj-1>Kj，表示产生堵塞波，此时希望Kj-1Vj-1-KjVc，j为正，则堵塞波向下游传递，不会向上蔓延；若Kj-1<Kj，表示产生消散波，此时希望Kj-1Vj-1-KjVc，j为正，则消散波向上游传递缓解上游拥堵，故对f1(Vc，j)求最大。
通行时间函数可以用下面的函数：
Figure BDA0002262151520000121
该函数表示求使通行时间最小的路段j的期望限速值Vc，j。
车头时距函数可以用下面的函数：
Figure BDA0002262151520000122
其中，该函数表示求使车头时距最大的路段j的期望限速值Vc，j。较大车头时距较安全，在限速区变幻时尽可能防止追尾。
策略变化函数可以用下面的函数：
min f4(Vc，j)＝|Vc，j(t)-Vc，j(t-1)|
Vc，j∈S
策略变化函数越小越稳定，所以取最小值。
步骤3050，根据预定策略求解多目标优化问题的解。
在本实施例中，求解期望的限速值策略为：
Figure BDA0002262151520000123
Figure BDA0002262151520000124
式中，Vi*为fi的最优解，wi为fi的重要程度，求一个尽可能接近所有最优解的v作为路段j的策略。
根据本发明实施例的第二方面，一种道路变限速引导设备，该设备用于执行道路变限速引导方法。如图4所示，该设备40包括：信息获取单元401，用于获取当前路段内采集到的交通信息，交通信息包括实时拍摄到的道路图像及至少一个车辆的速度、位置和方向；变限速引导单元402，包括拥堵判断子单元4021，用于根据交通信息判断当前路段是否已经发生交通拥堵，信息发送子单元4022，用于若当前路段已经发生交通拥堵，则向上游N个路段发送执行变限速策略的指令，其中N为大于等于2的自然数，指令检测子单元4023，用于若当前路段还未发生交通拥堵，则检测是否收到执行变限速策略的指令，变限速策略执行子单元4024，用于若收到执行变限速策略的指令，则执行变限速策略，变限速策略的目标是确保拥堵路段造成的堵塞波向下游传递，若未收到执行变限速策略的指令，则不执行变限速策略。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，拥堵判断子单元包括4021：计算模块，用于根据交通信息计算当前路段的车流密度；结果判定模块，用于若当前路段的车流密度大于临界车流密度阈值，则判定当前路段发生交通拥堵。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，拥堵判断子单元4021具体用于根据实时拍摄到的道路图像，通过图像模式识别的方式判断当前路段是否发生交通拥堵。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，变限速引导单元还包括：计算子单元，用于根据交通信息计算当前路段的交通流信息，交通流信息包括车流密度和平均速度；信息发送子单元还用于向相邻上游路段发送当前路段的交通流信息；相应地，变限速引导单元还包括信息接收子单元，用于接收相邻下游路段的交通流信息。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，变限速策略执行子单元4024包括：相邻下游路段拥堵判断模块，用于根据相邻下游路段的交通流信息判断相邻下游路段是否已经发生交通拥堵，限速值求解模块，用于若相邻下游路段已经发生交通拥堵，则依据交通波理论求解当前路段的限速值，求解得到的限速值会确保堵塞波向下游传递，若相邻下游路段还未发生交通拥堵，则依据多目标优化变限速策略求解当前路段的限速值，求解得到的限速值会实现多个交通引导目标包括确保堵塞波向下游传递的目标。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，限速值求解模块包括：目标函数设定子模块，用于设定由当前路段的限速值所决定的多个目标函数，多个目标函数的每个目标函数都对应一个特定的交通引导目标，其中包括使堵塞波向下游传递的目标函数；建模子模块，用于建立由多个目标函数构成的多目标优化问题的数学模型；多目标优化问题求解子模块，用于使用数学模型求解当前路段的限速值，使多目标优化问题得到优化值。
根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，目标函数设定子模块具体用于设定由当前路段的限速值所决定的使堵塞波向下游传递的目标函数、通行时间函数、车头时距函数和策略变化函数。
根据本发明实施例的第三方面，一种道路变限速引导***，包括处理器和存储器，其中，存储器中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器运行时用于执行本发明实施例道路变限速引导方法。
根据本发明实施例的第四方面，一种存储介质，在存储介质上存储了程序指令，其中，程序指令在运行时用于执行本发明实施例道路变限速引导方法。
同样，这里需要指出的是：用于执行道路变限速引导方法的一种道路变限速引导设备实施例、一种道路变限速引导***实施例和存储介质实施例，与前述的方法实施例是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果，因此不做赘述。对于本发明用于执行道路变限速引导方法的一种道路变限速引导设备实施例、一种限速引导***实施例和存储介质实施例中未披露的技术细节，请参照本发明方法实施例的描述而理解，为节约篇幅，因此不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本发明上述集成的单元若以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上，仅为本发明实施例的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种道路变限速引导方法，其特征在于，所述方法包括：
获取当前路段内采集到的交通信息，所述交通信息包括实时拍摄到的道路图像及至少一个车辆的速度、位置和方向；
根据所述交通信息判断当前路段是否已经发生交通拥堵，
若当前路段已经发生交通拥堵，则向上游N个路段发送执行变限速策略的指令，其中N为大于等于2的自然数，
若当前路段还未发生交通拥堵，则检测是否收到执行变限速策略的指令，若收到执行变限速策略的指令，则执行变限速策略，所述变限速策略的目标是确保拥堵路段造成的堵塞波向下游传递，若未收到执行变限速策略的指令，则不执行变限速策略。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述交通信息判断当前路段是否已经发生交通拥堵，包括：
根据所述交通信息计算当前路段的车流密度；
若当前路段的车流密度大于临界车流密度阈值，则判定当前路段发生交通拥堵。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述交通信息判断当前路段是否已经发生交通拥堵，包括：
根据所述实时拍摄到的道路图像，通过图像模式识别的方式判断当前路段是否发生交通拥堵。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述交通信息判断当前路段是否已经发生交通拥堵之前，该方法还包括：
根据所述交通信息计算当前路段的交通流信息，所述交通流信息包括车流密度和平均速度；
向相邻上游路段发送所述当前路段的交通流信息；
相应地，在所述执行变限速策略之前，该方法还包括：
接收相邻下游路段的交通流信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述执行变限速策略，包括：
根据所述相邻下游路段的交通流信息判断所述相邻下游路段是否已经发生交通拥堵，
若所述相邻下游路段已经发生交通拥堵，则依据交通波理论求解当前路段的限速值，求解得到的限速值会确保堵塞波向下游传递，
若所述相邻下游路段还未发生交通拥堵，则依据多目标优化变限速策略求解当前路段的限速值，求解得到的限速值会实现多个交通引导目标包括确保堵塞波向下游传递的目标。
6.根据利要求5所述的方法，其特征在于，所述依据多目标优化变限速策略求解当前路段的限速值，求解得到的限速值会实现多个交通引导目标包括确保堵塞波向下游传递的目标，包括：
设定由当前路段的限速值所决定的多个目标函数，所述多个目标函数的每个目标函数都对应一个特定的交通引导目标，其中包括使堵塞波向下游传递的目标函数；
建立由所述多个目标函数构成的多目标优化问题的数学模型；
使用所述数学模型求解当前路段的限速值，使所述多目标优化问题得到优化值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述设定由当前路段的限速值所决定的多个目标函数，包括：
设定由当前路段的限速值所决定的使堵塞波向下游传递的目标函数、通行时间函数、车头时距函数和策略变化函数。
8.一种道路变限速引导设备，其特征在于，所述设备包括：
信息获取单元，用于获取当前路段内采集到的交通信息，所述交通信息包括实时拍摄到的道路图像及至少一个车辆的速度、位置和方向；
变限速引导单元，包括拥堵判断子单元，用于根据所述交通信息判断当前路段是否已经发生交通拥堵，信息发送子单元，用于若当前路段已经发生交通拥堵，则向上游N个路段发送执行变限速策略的指令，其中N为大于等于2的自然数，指令检测子单元，用于若当前路段还未发生交通拥堵，则检测是否收到执行变限速策略的指令，变限速策略执行子单元，用于若收到执行变限速策略的指令，则执行变限速策略，所述变限速策略的目标是确保拥堵路段造成的堵塞波向下游传递，若未收到执行变限速策略的指令，则不执行变限速策略。
9.一种道路变限速引导***，包括处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述处理器运行时用于执行如权利要求1至7任一项所述的道路变限速引导方法。
10.一种存储介质，在所述存储介质上存储了程序指令，其中，所述程序指令在运行时用于执行如权利要求1至7任一项所述的道路变限速引导方法。
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