CN112053570B - 一种城市交通路网运行状态监测评价方法及*** - Google Patents
一种城市交通路网运行状态监测评价方法及*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种城市交通路网运行状态监测评价方法及***，涉及交通监测评价相关领域，为解决目前城市交通路网的运行状态基本还是通过车流量大小进行判断，但仅通过车流量判断还有其他因素的影响，导致车流量的判断不足以预测和评价后续的交通运行状态的问题。所述车辆上安装有车辆定位模块，所述车辆定位模块的输出端与数据采集模块的输入端连接，所述数据采集模块的输出端与车辆定位数据判断模块的输入端连接，所述数据采集模块的输入端与车道安装检测器的输出端连接，所述数据采集模块的输出端与交通运行数据调整模块的输入端连接，所述交通运行数据调整模块的输入端与车辆定位数据判断模块的输出端连接。
Description
技术领域
本发明涉及交通监测评价相关领域，具体为一种城市交通路网运行状态监测评价方法及***。
背景技术
城市交通由私人交通、城市公共交通和货物专业运输3部分组成。私人交通包括徒步和以自用车为交通工具的出行。自用车有轿车、摩托车、自行车等；城市公共交通为旅客运输。客运工具有公共汽车、有轨电车、无轨电车、地下铁道、出租汽车等；货物专业运输由拥有专业化运输工具的运输企业经营。因城市的规模、性质、结构、地理位置和政治经济地位的差异而各有特点，但都是以客运为重点，并在早晚上下班时间形成客运高峰。评价城市交通状况的标准是城市公共交通和货物专业运输的发展水平，交通秩序和交通安全状况，道路建设状况，交通通畅程度，交通公害情况，以及城市繁华地区的平均车速。
目前的交通路网运行状态的监测基本是通过电子测速仪、监控器等算出每个路口的车流量，根据车流量进行交通运行状况的评价，但对于城市交通来说，车流量不能完全评价交通运行情况，当路口的运行速度较大时，车流量即使大，但车流量不增加的情况下，很快车流量就会逐渐降低，路口运行速度小时，车流量较小，同样在车流量不增加的情况下，随着继续运行，车流量反而会增加，因此车流量不足以完全判断城市交通路网运行状态；因此市场急需研制一种城市交通路网运行状态监测评价方法及***来帮助人们解决现有的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种城市交通路网运行状态监测评价方法及***，以解决上述背景技术中提出的目前城市交通路网的运行状态基本还是通过车流量大小进行判断，但仅通过车流量判断还有其他因素的影响，导致车流量的判断不足以预测和评价后续的交通运行状态的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种城市交通路网运行状态监测评价***，包括车辆，所述车辆上安装有车辆定位模块，所述车辆定位模块的输出端与数据采集模块的输入端连接，所述数据采集模块的输出端与车辆定位数据判断模块的输入端连接，所述数据采集模块的输入端与车道安装检测器的输出端连接，所述数据采集模块的输出端与交通运行数据调整模块的输入端连接，所述交通运行数据调整模块的输入端与车辆定位数据判断模块的输出端连接，所述车辆定位数据判断模块的输入端与城市交通网络拓扑结构数据库的输出端连接，所述交通运行数据调整模块的输出端与交通运行状态计算模块的输入端连接，所述交通运行状态计算模块的输出端与交通运行状态评价模块的输入端连接，所述交通运行状态评价模块的输入端与城市交通网络拓扑结构数据库的输出端连接；
其中，车辆，是城市交通路网的主要行驶工具；
车辆定位模块，为安装在车辆上的定位结构，实现车辆行驶轨迹的实时记录；
车道安装检测器，为安装在车道的监测设备，实现路口和路段每辆车车速和总体车流量的监测；
数据采集模块，实现采集的车辆行驶轨迹数据、车辆行驶速度数据和车流量数据的采集与传输；
城市交通网络拓扑结构数据库，实现客观城市交通路网数据与主观车辆行驶各项数据的整合；
车辆定位数据判断模块，接收数据采集模块采集的数据，对接收的数据做数据判断；
交通运行数据调整模块，接收车辆定位数据判断模块的判断信息，根据判断信息做交通运行数据的数据调整；
交通运行状态计算模块，接收交通运行数据调整模块发送的交通运行数据，并做数据的整合计算；
交通运行状态评价模块，接收交通运行状态计算模块的计算数据，对路段或叫交叉路口做交通运行状态评价；
其中，所述交通运行状态计算模块中计算道路承载的最大车流量，并以此计算最大车流量对应的车速；
所述交通运行状态评价模块将车辆行驶速度与最大车流量对应的车速做对比，车辆行驶速度大于最大车流量对应的车速时说明车流量不继续增加或者减小的情况下，车辆处于通行状态；随着车流量的增加，车辆行驶速度逐渐减低；
车辆行驶速度与最大车流量对应的车速基本持平时说明车流量不继续增加的情况下，车辆处于拥挤状态；随着车流量的增加，车辆积存量相应增加；随着车流量的减小，车辆积存量逐渐减小，车辆行驶速度逐渐增加，直至到达通行状态；
车辆行驶速度小于最大车流量对应的车速时说明车流量不继续增加或者增加的情况下，车辆积存量相应增加；随着车流量的减小，车辆积存量逐渐减小，车辆行驶速度逐渐增加，直至到达通行状态。
优选的，所述车道安装检测器包括微波检测器和视频检测器，微波检测器和视频检测器同时对经过的车辆进行测速，进行车流量的计算，并以微波检测器监测的数据为主，视频检测器监测的数据对部分主数据做数据替换。
优选的，所述城市交通网络拓扑结构数据库包括城市区域的经纬度坐标、城市道路网和交叉路口信息，所述城市道路网包括每段快速路、主干路、次干路和支路的路段编号、路段长度、路段的起止点信息、路段的通向信息、路段的车道数、路段通行限速和路段的主要车辆类型，所述交叉路口信息包括交叉路口编号、交叉路口的经纬度坐标、交叉数和交叉路口的通向信息，所述路段的通向信息包括单向通向和双向同行，所述交叉路口的通向信息包括交叉路口连接道路的通向信息。
优选的，所述车辆定位数据判断模块根据数据采集模块采集的车辆行驶轨迹数据、车辆行驶速度数据和车流量数据做数据判断，根据车辆定位模块得到的车辆行驶轨迹计算平均行驶速度，与车道安装检测器监测到的车辆行驶速度数据做数据判断，判断结果为数据基本一致、数据差距小和数据差距大三种中的一种。
优选的，所述交通运行数据调整模块接收到数据基本一致的信息，则调整平均行驶速度为主数据；
接收到数据差距小的信息，则调整平均行驶速度与车辆行驶速度数据中精确性高的数据做主数据；
接收到数据差距大的信息，则选择车道安装检测器监测到的车辆行驶速度数据做主数据。
一种城市交通路网运行状态监测评价方法，包括如下步骤：
步骤一：根据城市交通网络拓扑结构数据库建立城市交通网模型，在每条路段上行驶的车辆根据车辆上的车辆定位模块在城市交通网模型上做出相应的行驶轨迹；
步骤二：根据车辆开始进入A路段的时间、驶离A路段的时间和A路段的长度计算车辆平均行驶速度；
步骤三：车辆进入A路段根据车道安装检测器实时测速，车道安装检测器同时计算A路段的车流量；
步骤四：车辆定位数据判断模块对接收数据采集模块采集的数据做数据判断，判断后交通运行数据调整模块做数据调整，得出一份完整且精确的数值；
步骤五：交通运行状态计算模块计算道路承载的最大车流量，并以此计算最大车流量对应的车速，交通运行状态评价模块对比车辆行驶速度与最大车流量对应的车速，再结合实时的车流量数据对路段A做实时状态判断以及未来通行状态判断。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、该发明中，所述交通运行状态评价模块将车辆行驶速度与最大车流量对应的车速做对比，车辆行驶速度大于最大车流量对应的车速时说明车流量不继续增加或者减小的情况下，车辆处于通行状态；随着车流量的增加，车辆行驶速度逐渐减低；车辆行驶速度与最大车流量对应的车速基本持平时说明车流量不继续增加的情况下，车辆处于拥挤状态；随着车流量的增加，车辆积存量相应增加；随着车流量的减小，车辆积存量逐渐减小，车辆行驶速度逐渐增加，直至到达通行状态；车辆行驶速度小于最大车流量对应的车速时说明车流量不继续增加或者增加的情况下，车辆积存量相应增加；随着车流量的减小，车辆积存量逐渐减小，车辆行驶速度逐渐增加，直至到达通行状态。交通运行状态评价模块对比车辆行驶速度与最大车流量对应的车速，再结合实时的车流量数据对路段A做实时状态判断以及未来通行状态判断，从而解决了目前城市交通路网的运行状态基本还是通过车流量大小进行判断，但仅通过车流量判断还有其他因素的影响，导致车流量的判断不足以预测和评价后续的交通运行状态的问题；
2、该发明中，结合城市交通网络拓扑结构数据库和车辆定位模块能够得出车辆在某一路段的行驶速度，但还通过车道安装检测器实现路口和路段每辆车车速和总体车流量的监测，车辆定位数据判断模块根据数据采集模块采集的车辆行驶轨迹数据、车辆行驶速度数据和车流量数据做数据判断，根据车辆定位模块得到的车辆行驶轨迹计算平均行驶速度，与车道安装检测器监测到的车辆行驶速度数据做数据判断，接收到数据基本一致的信息，则调整平均行驶速度为主数据；接收到数据差距小的信息，则调整平均行驶速度与车辆行驶速度数据中精确性高的数据做主数据；接收到数据差距大的信息，则选择车道安装检测器监测到的车辆行驶速度数据做主数据。以此来保证监测到的数据信息的真实性和准确性，从而为后续的交通运行状态的准确判断打下良好的数据记录基础。
附图说明
图1为本发明的一种城市交通路网运行状态监测评价方法及***的***原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1，本发明提供的一种实施例：一种城市交通路网运行状态监测评价***，包括车辆，车辆上安装有车辆定位模块，车辆定位模块的输出端与数据采集模块的输入端连接，数据采集模块的输出端与车辆定位数据判断模块的输入端连接，数据采集模块的输入端与车道安装检测器的输出端连接，数据采集模块的输出端与交通运行数据调整模块的输入端连接，交通运行数据调整模块的输入端与车辆定位数据判断模块的输出端连接，车辆定位数据判断模块的输入端与城市交通网络拓扑结构数据库的输出端连接，交通运行数据调整模块的输出端与交通运行状态计算模块的输入端连接，交通运行状态计算模块的输出端与交通运行状态评价模块的输入端连接，交通运行状态评价模块的输入端与城市交通网络拓扑结构数据库的输出端连接；
其中，车辆，是城市交通路网的主要行驶工具；
车辆定位模块，为安装在车辆上的定位结构，实现车辆行驶轨迹的实时记录；
车道安装检测器，为安装在车道的监测设备，实现路口和路段每辆车车速和总体车流量的监测；
数据采集模块，实现采集的车辆行驶轨迹数据、车辆行驶速度数据和车流量数据的采集与传输；
城市交通网络拓扑结构数据库，实现客观城市交通路网数据与主观车辆行驶各项数据的整合；
车辆定位数据判断模块，接收数据采集模块采集的数据，对接收的数据做数据判断；
交通运行数据调整模块，接收车辆定位数据判断模块的判断信息，根据判断信息做交通运行数据的数据调整；
交通运行状态计算模块，接收交通运行数据调整模块发送的交通运行数据，并做数据的整合计算；
交通运行状态评价模块，接收交通运行状态计算模块的计算数据，对路段或叫交叉路口做交通运行状态评价。
进一步，车道安装检测器包括微波检测器和视频检测器，微波检测器和视频检测器同时对经过的车辆进行测速，进行车流量的计算，并以微波检测器监测的数据为主，视频检测器监测的数据对部分主数据做数据替换。
进一步，城市交通网络拓扑结构数据库包括城市区域的经纬度坐标、城市道路网和交叉路口信息，城市道路网包括每段快速路、主干路、次干路和支路的路段编号、路段长度、路段的起止点信息、路段的通向信息、路段的车道数、路段通行限速和路段的主要车辆类型，交叉路口信息包括交叉路口编号、交叉路口的经纬度坐标、交叉数和交叉路口的通向信息，路段的通向信息包括单向通向和双向同行，交叉路口的通向信息包括交叉路口连接道路的通向信息。城市交通网络拓扑结构数据库基本包括道路的所有的数据信息，根据其就能建立城市交通网模型。
进一步，车辆定位数据判断模块根据数据采集模块采集的车辆行驶轨迹数据、车辆行驶速度数据和车流量数据做数据判断，根据车辆定位模块得到的车辆行驶轨迹计算平均行驶速度，与车道安装检测器监测到的车辆行驶速度数据做数据判断，判断结果为数据基本一致、数据差距小和数据差距大三种中的一种。
进一步，交通运行数据调整模块接收到数据基本一致的信息，则调整平均行驶速度为主数据；此时说明车辆在该路段上基本匀速行驶，且一直在该路段上行驶，那对于数据计算来说择一即可；
接收到数据差距小的信息，则调整平均行驶速度与车辆行驶速度数据中精确性高的数据做主数据；数据差距较小，可能是在监测位置该车辆的车速有波动，但对总体影响不大，选择其中精确度高的，从而保证后续计算的精确度；
接收到数据差距大的信息，则选择车道安装检测器监测到的车辆行驶速度数据做主数据；差距大则说明该车辆在该路段行驶存在不连续行驶的情况，或者车辆自身问题等情况导致的车辆行驶速度差距大，此情况下取平均速度不能反正真实情况，因此选择车道安装检测器监测到的车辆行驶速度数据做主数据，判断其在该路段行驶的情况。
进一步，交通运行状态计算模块中计算道路承载的最大车流量，并以此计算最大车流量对应的车速，可以根据格林希尔茨提出的线性关系模型来进行计算，也可以选择其他的模型计算，根据实际情况选择合适的计算模型。
进一步，交通运行状态评价模块将车辆行驶速度与最大车流量对应的车速做对比，车辆行驶速度大于最大车流量对应的车速时说明车流量不继续增加或者减小的情况下，车辆处于通行状态；随着车流量的增加，车辆行驶速度逐渐减低；
车辆行驶速度与最大车流量对应的车速基本持平时说明车流量不继续增加的情况下，车辆处于拥挤状态；随着车流量的增加，车辆积存量相应增加；随着车流量的减小，车辆积存量逐渐减小，车辆行驶速度逐渐增加，直至到达通行状态；
车辆行驶速度小于最大车流量对应的车速时说明车流量不继续增加或者增加的情况下，车辆积存量相应增加；随着车流量的减小，车辆积存量逐渐减小，车辆行驶速度逐渐增加，直至到达通行状态。
根据实时的车辆行驶速度，以及固定不变的最大车流量对应的车速就能直接判断该路段当时的交通运行状态；再根据当时的车流量增加情况，就能直接判断出该路段未来一段时间内的运行状态，监测评价的时间跨度更广，且对未来一段时间内的运行状态的预测结果较为准确。
一种城市交通路网运行状态监测评价方法，包括如下步骤：
步骤一：根据城市交通网络拓扑结构数据库建立城市交通网模型，在每条路段上行驶的车辆根据车辆上的车辆定位模块在城市交通网模型上做出相应的行驶轨迹；
步骤二：根据车辆开始进入A路段的时间、驶离A路段的时间和A路段的长度计算车辆平均行驶速度；
步骤三：车辆进入A路段根据车道安装检测器实时测速，车道安装检测器同时计算A路段的车流量；
步骤四：车辆定位数据判断模块对接收数据采集模块采集的数据做数据判断，判断后交通运行数据调整模块做数据调整，得出一份完整且精确的数值；
步骤五：交通运行状态计算模块计算道路承载的最大车流量，并以此计算最大车流量对应的车速，交通运行状态评价模块对比车辆行驶速度与最大车流量对应的车速，再结合实时的车流量数据对路段A做实时状态判断以及未来通行状态判断。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (6)
1.一种城市交通路网运行状态监测评价***，包括车辆，其特征在于：所述车辆上安装有车辆定位模块，所述车辆定位模块的输出端与数据采集模块的输入端连接，所述数据采集模块的输出端与车辆定位数据判断模块的输入端连接，所述数据采集模块的输入端与车道安装检测器的输出端连接，所述数据采集模块的输出端与交通运行数据调整模块的输入端连接，所述交通运行数据调整模块的输入端与车辆定位数据判断模块的输出端连接，所述车辆定位数据判断模块的输入端与城市交通网络拓扑结构数据库的输出端连接，所述交通运行数据调整模块的输出端与交通运行状态计算模块的输入端连接，所述交通运行状态计算模块的输出端与交通运行状态评价模块的输入端连接，所述交通运行状态评价模块的输入端与城市交通网络拓扑结构数据库的输出端连接；
其中，车辆，是城市交通路网的主要行驶工具；
车辆定位模块，为安装在车辆上的定位结构，实现车辆行驶轨迹的实时记录；
车道安装检测器，为安装在车道的监测设备，实现路口和路段每辆车车速和总体车流量的监测；
数据采集模块，实现采集的车辆行驶轨迹数据、车辆行驶速度数据和车流量数据的采集与传输；
城市交通网络拓扑结构数据库，实现客观城市交通路网数据与主观车辆行驶各项数据的整合；
车辆定位数据判断模块，接收数据采集模块采集的数据，对接收的数据做数据判断；
交通运行数据调整模块，接收车辆定位数据判断模块的判断信息，根据判断信息做交通运行数据的数据调整；
交通运行状态计算模块，接收交通运行数据调整模块发送的交通运行数据，并做数据的整合计算；
交通运行状态评价模块，接收交通运行状态计算模块的计算数据，对路段或叫交叉路口做交通运行状态评价；
其中，所述交通运行状态计算模块中计算道路承载的最大车流量，并以此计算最大车流量对应的车速；
所述交通运行状态评价模块将车辆行驶速度与最大车流量对应的车速做对比，车辆行驶速度大于最大车流量对应的车速时说明车流量不继续增加或者减小的情况下，车辆处于通行状态；随着车流量的增加，车辆行驶速度逐渐减低；
车辆行驶速度与最大车流量对应的车速基本持平时说明车流量不继续增加的情况下，车辆处于拥挤状态；随着车流量的增加，车辆积存量相应增加；随着车流量的减小，车辆积存量逐渐减小，车辆行驶速度逐渐增加，直至到达通行状态；
车辆行驶速度小于最大车流量对应的车速时说明车流量不继续增加或者增加的情况下，车辆积存量相应增加；随着车流量的减小，车辆积存量逐渐减小，车辆行驶速度逐渐增加，直至到达通行状态。
2.根据权利要求1所述的一种城市交通路网运行状态监测评价***，其特征在于：所述车道安装检测器包括微波检测器和视频检测器，微波检测器和视频检测器同时对经过的车辆进行测速，进行车流量的计算，并以微波检测器监测的数据为主，视频检测器监测的数据对部分主数据做数据替换。
3.根据权利要求1所述的一种城市交通路网运行状态监测评价***，其特征在于：所述城市交通网络拓扑结构数据库包括城市区域的经纬度坐标、城市道路网和交叉路口信息，所述城市道路网包括每段快速路、主干路、次干路和支路的路段编号、路段长度、路段的起止点信息、路段的通向信息、路段的车道数、路段通行限速和路段的主要车辆类型，所述交叉路口信息包括交叉路口编号、交叉路口的经纬度坐标、交叉数和交叉路口的通向信息，所述路段的通向信息包括单向通向和双向同行，所述交叉路口的通向信息包括交叉路口连接道路的通向信息。
4.根据权利要求1所述的一种城市交通路网运行状态监测评价***，其特征在于：所述车辆定位数据判断模块根据数据采集模块采集的车辆行驶轨迹数据、车辆行驶速度数据和车流量数据做数据判断，根据车辆定位模块得到的车辆行驶轨迹计算平均行驶速度，与车道安装检测器监测到的车辆行驶速度数据做数据判断，判断结果为数据基本一致、数据差距小和数据差距大三种中的一种。
5.根据权利要求4所述的一种城市交通路网运行状态监测评价***，其特征在于：所述交通运行数据调整模块接收到数据基本一致的信息，则调整平均行驶速度为主数据；
接收到数据差距小的信息，则调整平均行驶速度与车辆行驶速度数据中精确性高的数据做主数据；
接收到数据差距大的信息，则选择车道安装检测器监测到的车辆行驶速度数据做主数据。
6.一种城市交通路网运行状态监测评价方法，基于权利要求1-5任意一项一种城市交通路网运行状态监测评价***实现，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：根据城市交通网络拓扑结构数据库建立城市交通网模型，在每条路段上行驶的车辆根据车辆上的车辆定位模块在城市交通网模型上做出相应的行驶轨迹；
步骤二：根据车辆开始进入A路段的时间、驶离A路段的时间和A路段的长度计算车辆平均行驶速度；
步骤三：车辆进入A路段根据车道安装检测器实时测速，车道安装检测器同时计算A路段的车流量；
步骤四：车辆定位数据判断模块对接收数据采集模块采集的数据做数据判断，判断后交通运行数据调整模块做数据调整，得出一份完整且精确的数值；
步骤五：交通运行状态计算模块计算道路承载的最大车流量，并以此计算最大车流量对应的车速，交通运行状态评价模块对比车辆行驶速度与最大车流量对应的车速，再结合实时的车流量数据对路段A做实时状态判断以及未来通行状态判断。
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| GR01 | Patent grant | ||
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