专利名称：获取区域拥堵信息的方法及区域拥堵分析装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及智能交通技术，尤其涉及一种获取区域拥堵信息的方法及区域拥堵分析装置。
背景技术：
近年来，我国城市高速发展，人们的生活水平日益提高，城市机动车保有量飞速增长，使得城市交通面临日益严峻的考验，大范围的交通拥堵已成为普遍现象，从而严重影响了交通运行效率，造成社会经济资源极大的浪费，成为影响民生的重要问题。随着社会进一步发展以及汽车保有量不断激增，如不及时提高交通管控及信息服务水平，城市交通拥堵将日益加剧。在现有的交通管理系统中，当路段发生拥堵或事故时，往往由于没有在适当的地 点对后续车辆或机动车进行提醒、预警，而只是采取对当前路段派驻人员进行人工临时疏导的策略，造成车辆或机动车越堵越多，事故越来越大，最终导致由于较小的拥堵或事故，造成较大的交通堵塞甚至交通瘫痪的现象发生。由上述可见，交通拥堵日益严重的现象给交通管理部门的管理水平提出了更高的要求，而现有的交通指挥管理系统，采用对当前路段进行人工临时疏导的策略，拥堵疏导的效率较低，无法避免拥堵、事故的发生，使得交通运行效率较低；进一步地，现有的交通拥堵分析，一般基于路段，针对发生拥堵或事故的单一路段或主干道，进行交通拥堵状态分析，不能针对路段所在的区域，提供拥堵预警信息，使交通出行用户获取相关的区域拥堵信息，从而避开该拥堵路段。
发明内容
本发明的实施例提供一种获取区域拥堵 目息的方法，提闻拥堵疏导效率。本发明的实施例还提供一种区域拥堵分析装置，提高拥堵疏导效率。为达到上述目的，本发明实施例提供的一种获取区域拥堵信息的方法，包括获取预定时间内区域内各路段的交通流数据信息，以预定时间内的单位时间进行拆分；对拆分的交通流数据信息进行预处理；根据预处理的交通流数据信息，获取区域内各路段的拥堵时段信息；根据获取的各路段拥堵时段信息，计算获取与拥堵路段关联的关联路段的拥堵时段 目息;根据获取的关联路段的拥堵时段信息，获取区域拥堵信息，并进行发布。其中，所述交通流数据包括交通流量、时间占有率以及交通速度。其中，所述预处理包括异常数据清洗处理以及缺失数据补偿处理。其中，所述进行异常数据清洗包括根据预先设置的交通流理论进行异常数据清洗、和/或，根据预先设置的交通数据阈值进行异常数据清洗。其中，所述根据预先设置的交通流理论进行异常数据清洗包括预先设定交通流量阈值、速度阈值和时间占有率阈值；如果接收到的交通数据大于或等于该预先设定的阈值中的任意一种阈值，删除该交通数据。其中，所述根据预先设置的交通数据阈值进行异常数据清洗包括根据预先获取的交通流特性知识以及交通流理论中交通流量、速度和时间占有率三参数之间的函数关系，进行异常数据清洗。其中，当交通数据都为零时，所述根据预先获取的交通流特性知识以及交通流理 论中交通流量、速度和时间占有率三参数之间的函数关系，进行异常数据清洗包括计算当前采样时间的前N个采样时间内的流量数据的平均交通流流量数据；判断计算得到的平均交通流流量是否大于预先设置的平均交通流流量阈值，如果是，删除当前采样时间内的交通数据。其中，当交通数据的时间占有率为零时，所述根据预先获取的交通流特性知识以及交通流理论中交通流量、速度和时间占有率三参数之间的函数关系，进行异常数据清洗包括判断该交通数据的交通流流量是否大于采样时间占有率下的最大交通流流量值，如果大于，删除当前采样时间内的交通数据。其中，当交通数据的流量、时间占有率及速度都不为零时，所述根据预先获取的交通流特性知识以及交通流理论中交通流量、速度和时间占有率三参数之间的函数关系，进行异常数据清洗包括计算交通数据的时间占有率与速度的乘积；计算所述乘积与交通数据的流量的商，作为平均有效车身长度值；判断所述平均有效车身长度值是否大于预先设置的最大平均有效车身长度阈值，或小于最小平均有效车身长度阈值，如果是，删除当前采样时间内的交通数据。其中，所述进行缺失数据补偿处理包括如果接收的交通数据信息中，连续缺少少于三个采样时间的交通数据，采用前相应采样时间内的交通数据进行替代；如果接收的交通数据信息中，连续出现缺少三个采样时间的交通数据，采用预先存储的历史数据进行替代。其中，所述获取区域内各路段的拥堵时段信息包括根据获取的每条路段的交通流数据信息，按照预先设置的交通拥堵状态判别方法计算路段的采样拥堵时段；统计路段的采样拥堵时段在预定时间内出现的频率，确定路段的拥堵时段。其中，所述按照预先设置的交通拥堵状态判别方法计算路段的采样拥堵时段包括在采样时间内，根据路段的交通速度计算交通速度拥堵指数；根据时间占有率计算时间占有率拥堵指数；根据交通速度拥堵指数以及时间占有率拥堵指数计算交通拥堵状态指数；
判断计算得到的交通拥堵状态指数是否大于预先设置的交通拥堵状态临界值，如果是，获取采样时间对应的采样时段，作为该路段的采样拥堵时段。其中，所述获取与拥堵路段关联的关联路段的拥堵时段信息包括分别获取路段i的拥堵时段信息以及路段j的拥堵时段信息，获取路段i与路段j的共有拥堵时段的时长；判断获取的共有拥堵时段的时长是否小于预先设置的支持度阈值，如果是，该路段i与路段j无直接拥堵关联；否则，路段i与路段j具有直接拥堵关联；遍历区域内各路段的拥堵时段集合，获取路段i的拥堵关联路段集合。其中，所述区域拥堵信息包括区域拥堵发生时段信息以及拥堵趋势变化信息。其中，所述获取区域拥堵发生时段信息包括 获取区域的拥堵关联路段集合；根据区域的拥堵关联路段集合计算区域拥堵发生时段。其中，所述获取区域的拥堵关联路段集合包括根据计算得到的每条路段的拥堵关联路段集合，获取拥堵关联路段集合；统计各路段在拥堵关联路段集合中出现的次数；根据各路段在拥堵关联路段集合中出现的次数，计算相应的路段置信度；如果计算得到的路段的置信度大于预先设置的置信度阈值，则确定该路段为区域的拥堵关联路段；遍历拥堵关联路段集合，获取区域的拥堵关联路段集合。其中，所述计算区域拥堵发生时段包括分别获取区域的拥堵关联路段集合中任意两路段的拥堵时段集合；获取该两路段的共有拥堵时段的发生次数；根据发生次数计算拥堵概率，如果拥堵概率大于预先设置的概率阈值，根据该两路段的拥堵时段集合，获取区域拥堵发生时段信息。其中，所述拥堵趋势变化分析包括拥堵的时变特征分析以及拥堵空间变化分析。其中，所述拥堵的时变特征分析包括统计预定时间内区域拥堵发生时段的集合；根据区域拥堵发生时段的集合，获取差值序列；根据差值序列判断区域拥堵趋势。其中，所述方法进一步包括根据区域拥堵发生时段的集合，获取区域拥堵时刻序列，并根据区域拥堵时刻序列，判断区域拥堵发生时间趋势。其中，所述拥堵空间变化分析包括在预定时间内，获取区域拥堵关联路段集合；根据拥堵关联路段集合中的路段数量判断拥堵程度。其中，所述方法进一步包括获取区域拥堵关联路段集合中路段的当前流量；获取该路段的历史流量；如果当前流量与历史流量的差值大于预先设置的流量超限阀值，生成区域拥堵预警信息并发布。一种区域拥堵分析装置，该装置包括交通流数据获取模块、预处理模块、路段拥堵时段获取模块、关联拥堵时段获取模块以及区域拥堵信息获取模块，其中，交通流数据获取模块，用于获取预定时间内区域内各路段的交通流数据信息，以预定时间内的单位时间进行拆分；预处理模块，用于对拆分的交通流数据信息进行预处理；路段拥堵时段获取模块，用于根据预处理的交通流数据信息，获取区域内各路段的拥堵时段信息；关联拥堵时段获取模块，用于根据获取的各路段拥堵时段信息，计算获取与拥堵路段关联的关联路段的拥堵时段信息； 区域拥堵信息获取模块，用于根据获取的关联路段的拥堵时段信息，获取区域拥堵信息，并进行发布。较佳地，所述预处理模块包括异常数据清洗处理单元以及缺失数据补偿处理单元，其中，异常数据清洗处理单元，用于根据预先设置的交通流理论进行异常数据清洗、和/或，根据预先设置的交通数据阈值，对拆分的交通流数据信息进行异常数据清洗；缺失数据补偿处理单元，用于判断在接收的拆分的交通流数据信息中，如果连续缺少少于三个采样时间的交通流数据，采用前相应采样时间内的交通流数据进行替代；如果接收的交通数据信息中，连续出现缺少三个采样时间的交通数据，采用预先存储的历史数据进行替代。较佳地，所述路段拥堵时段获取模块包括采样拥堵时段计算单元以及路段拥堵时段获取单元，其中，采样拥堵时段计算单元，用于根据获取的每条路段的交通流数据信息，按照预先设置的交通拥堵状态判别方法计算路段的采样拥堵时段；路段拥堵时段获取单元，用于统计路段的采样拥堵时段在预定时间内出现的频率，确定路段的拥堵时段。较佳地，所述关联拥堵时段获取模块包括共有时长计算单元、关联判断单元以及遍历单元，其中，共有时长计算单元，用于分别获取路段i的拥堵时段信息以及路段j的拥堵时段信息，获取路段i与路段j的共有拥堵时段的时长；关联判断单元，用于判断获取的共有拥堵时段的时长是否小于预先设置的支持度阈值，如果是，该路段i与路段j无直接拥堵关联；否则，路段i与路段j具有直接拥堵关联；遍历单元，用于遍历区域内各路段的拥堵时段集合，获取路段i的拥堵关联路段
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口 O较佳地，所述区域拥堵信息获取模块包括区域拥堵发生时段计算单元以及拥堵趋势变化计算单元，其中，区域拥堵发生时段计算单元，用于获取区域的拥堵关联路段集合，根据区域的拥堵关联路段集合计算区域拥堵发生时段并发布；
拥堵趋势变化计算单元，用于根据获取的关联路段的拥堵时段信息，进行拥堵的时变特征分析以及拥堵空间变化分析并发布。较佳地，所述区域拥堵发生时段计算单元包括拥堵关联路段集合计算子单元以及区域拥堵发生时段计算子单元，其中，拥堵关联路段集合计算子单元，用于根据计算得到的每条路段的拥堵关联路段集合，获取拥堵关联路段集合；统计各路段在拥堵关联路段集合中出现的次数；根据各路段在拥堵关联路段集合中出现的次数，计算相应的路段置信度；如果计算得到的路段的置信度大于预先设置的置信度阈值，则确定该路段为区域的拥堵关联路段；遍历拥堵关联路段集合，获取区域的拥堵关联路段集合；区域拥堵发生时段计算子单元，用于分别获取区域的拥堵关联路段集合中任意两路段的拥堵时段集合；获取该两路段的共有拥堵时段的发生次数；根据发生次数计算拥堵概率，如果拥堵概率大于预先设置的概率阈值，根据该两路段的拥堵时段集合，获取区域拥堵发生时段信息。 较佳地，所述区域拥堵信息获取模块进一步包括预警单元，用于获取区域拥堵关联路段集合中路段的当前流量；获取该路段的历史流量；如果当前流量与历史流量的差值大于预先设置的流量超限阀值，生成区域拥堵预警信息并发布。由上述技术方案可见，本发明实施例提供的一种获取区域拥堵信息的方法及区域拥堵分析装置，该方法包括获取预定时间内区域内各路段的交通流数据信息，以预定时间内的单位时间进行拆分；对拆分的交通流数据信息进行预处理；根据预处理的交通流数据信息，获取区域内各路段的拥堵时段信息；根据获取的各路段拥堵时段信息，计算获取与拥堵路段关联的关联路段的拥堵时段信息；根据获取的关联路段的拥堵时段信息，获取区域拥堵信息，并进行发布。这样，通过利用数据挖掘理论对历史交通流数据信息进行分析，获得拥堵路段、拥堵区域的关联路段及拥堵趋势的变化规律，并发布导致拥堵发生的相关路段上的拥堵预警信息，从而使交通出行用户获取相关的区域拥堵信息，避开该拥堵路段，可以有效提闻拥堵疏导效率。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。图I为本发明实施例获取区域拥堵信息的方法流程示意图。图2为本发明实施例交通速度与速度拥堵状态的速度拥堵指数关系示意图。图3为本发明实施例时间占有率与时间占有率拥堵指数的关系不意图。图4为本发明实施例获取区域拥堵信息的方法具体流程示意图。图5为本发明实施例区域拥堵分析装置结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。现有的交通指挥管理系统，采用对发生拥堵或事故的当前路段进行人工临时疏导的策略，且不能提供拥堵预警信息，从而使得拥堵疏导的效率较低。随着城市区域化建设与发展进程的加快，城市中产生了商圈、学校、住宅区等独具特色的城市区域，这些区域已成为继重点路段之后交通管理的重点，对于这些区域的交通疏导，显得尤为重要。动态交通流数据信息服务能够诱导出行者合理选择出行路线，从而均衡路径流量，缓解重点区域以及重点路段常发性、规律性的交通拥堵，是解决大城市交通困境的有效 手段之一。本发明实施例中，基于动态交通流数据信息，提出一种基于关联分析的区域拥堵疏导方法，通过利用数据挖掘理论对历史交通流数据信息进行分析，获得拥堵路段、拥堵区域的关联路段及拥堵趋势的变化规律，并发布导致拥堵发生的相关路段上的拥堵预警信息，也就是说，通过数据挖掘中的关联分析方法，分析出拥堵路段及拥堵区域的关联路段；接着，根据拥堵区域的时变特征分析及空间特征分析，得出区域拥堵趋势的变化规律；然后，根据历史交通流数据与当前交通流数据的对比分析，生成拥堵预警信息并发布。从而提前对交通进行疏导分流，可为交通出行用户提供更加直观、全面的区域交通拥堵发生及演变规律信息，使得交通出行用户能够提前获知前方路段的交通状态，从而从根源上避免车辆或机动车大量涌入拥堵或事故发生地，减少不必要的交通拥堵及事故的发生；同时，也可以作为交通管理者进行合理的区域交通控制、交通诱导、勤务部署的依据，为交通管理者进行拥堵治理、改善交通秩序提供依据图I为本发明实施例获取区域拥堵信息的方法流程示意图。参见图1，该流程包括步骤101，获取预定时间内区域内各路段的交通流数据信息，以预定时间内的单位时间进行拆分；本步骤中，获取预定时间内各路段的交通流数据，例如，通过预先布设在路段上的检测器进行检测，获取各路段I个月的交通流数据，然后，以天为单位对获取的各路段的交通流数据进行拆分。本发明实施例中，可以通过交通服务集成总线(TSB, Traffic Service Bus)获取交通流数据信息，利用不同的适配器接口，连接各视频检测子系统、卡口子系统、电子警察子系统、流量采集子系统、超速检测子系统、全球定位系统(GPS，Global PositioningSystem)、事件检测子系统、交警管理信息系统(MIS, Management Information Systems)等，从而获取各路段的交通流数据信息。交通流数据包括交通流量、时间占有率以及交通速度。获取的经过拆分后的交通流数据可以采用数组方式表示为
权利要求
1.一种获取区域拥堵信息的方法，该方法包括 获取预定时间内区域内各路段的交通流数据信息，以预定时间内的单位时间进行拆分； 对拆分的交通流数据信息进行预处理； 根据预处理的交通流数据信息，获取区域内各路段的拥堵时段信息； 根据获取的各路段拥堵时段信息，计算获取与拥堵路段关联的关联路段的拥堵时段信息； 根据获取的关联路段的拥堵时段信息，获取区域拥堵信息，并进行发布。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，所述交通流数据包括交通流量、时间占有率以及交通速度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预处理包括异常数据清洗处理以及缺失数据补偿处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述进行异常数据清洗包括 根据预先设置的交通流理论进行异常数据清洗、和/或，根据预先设置的交通数据阈值进行异常数据清洗。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述根据预先设置的交通流理论进行异常数据清洗包括 预先设定交通流量阈值、速度阈值和时间占有率阈值； 如果接收到的交通数据大于或等于该预先设定的阈值中的任意一种阈值，删除该交通数据。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述根据预先设置的交通数据阈值进行异常数据清洗包括 根据预先获取的交通流特性知识以及交通流理论中交通流量、速度和时间占有率三参数之间的函数关系，进行异常数据清洗。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，当交通数据都为零时，所述根据预先获取的交通流特性知识以及交通流理论中交通流量、速度和时间占有率三参数之间的函数关系，进行异常数据清洗包括 计算当前采样时间的前N个采样时间内的流量数据的平均交通流流量数据； 判断计算得到的平均交通流流量是否大于预先设置的平均交通流流量阈值，如果是，删除当前采样时间内的交通数据。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，当交通数据的时间占有率为零时，所述根据预先获取的交通流特性知识以及交通流理论中交通流量、速度和时间占有率三参数之间的函数关系，进行异常数据清洗包括 判断该交通数据的交通流流量是否大于采样时间占有率下的最大交通流流量值，如果大于，删除当前采样时间内的交通数据。
9.一种区域拥堵分析装置，其特征在于，该装置包括交通流数据获取模块、预处理模块、路段拥堵时段获取模块、关联拥堵时段获取模块以及区域拥堵信息获取模块，其中， 交通流数据获取模块，用于获取预定时间内区域内各路段的交通流数据信息，以预定时间内的单位时间进行拆分；预处理模块，用于对拆分的交通流数据信息进行预处理； 路段拥堵时段获取模块，用于根据预处理的交通流数据信息，获取区域内各路段的拥堵时段信息； 关联拥堵时段获取模块，用于根据获取的各路段拥堵时段信息，计算获取与拥堵路段关联的关联路段的拥堵时段信息； 区域拥堵信息获取模块，用于根据获取的关联路段的拥堵时段信息，获取区域拥堵信息，并进行发布。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述预处理模块包括异常数据清洗处理单元以及缺失数据补偿处理单元，其中， 异常数据清洗处理单元，用于根据预先设置的交通流理论进行异常数据清洗、和/或，根据预先设置的交通数据阈值，对拆分的交通流数据信息进行异常数据清洗； 缺失数据补偿处理单元，用于判断在接收的拆分的交通流数据信息中，如果连续缺少少于三个采样时间的交通流数据，采用前相应采样时间内的交通流数据进行替代； 如果接收的交通数据信息中，连续出现缺少三个采样时间的交通数据，采用预先存储的历史数据进行替代。
全文摘要
本发明公开了一种获取区域拥堵信息的方法及区域拥堵分析装置。该方法包括获取预定时间内区域内各路段的交通流数据信息，以预定时间内的单位时间进行拆分；对拆分的交通流数据信息进行预处理；根据预处理的交通流数据信息，获取区域内各路段的拥堵时段信息；根据获取的各路段拥堵时段信息，计算获取与拥堵路段关联的关联路段的拥堵时段信息；根据获取的关联路段的拥堵时段信息，获取区域拥堵信息，并进行发布。应用本发明，可以提高拥堵疏导效率。
文档编号G08G1/01GK102968901SQ20121050136
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者李月高, 高林, 李娜, 冯远宏 申请人:青岛海信网络科技股份有限公司