本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及智能交通诱导技术领域，具体是指一种实现交通路线自适应诱导的系统。
背景技术：
随着城市交通拥挤的不断加剧，各个城市都开始使用高科技手段来帮助缓解交通拥挤，保障交通安全。交通诱导系统的使用就属于这些高科技手段的一种，交通诱导系统将各类交通信息发布到交通现场，使交通参与者得到及时的提醒，降低发生交通拥堵事件的概率，最终达到减轻交通拥挤和减少时间延误的目的。
交通诱导系统的使用已经比较普及，目前常用的一种方法是使用布设在路边的可变信息情报板(VariableMessageSigns，VMS)对外发布各类交通信息。VMS能够直接向路网上的驾驶员发布交通信息，经过该位置的所有驾驶员都可以看到其发布的交通信息。VMS信息内容形式一般分为图形式、文字式和图形文字混合式3种。交通路网实时路况发布常用图形文字混合式，图形部分显示VMS所在位置前方一定范围内的路网及实时路况，一般使用红色、黄色和绿色来绘制不同的路段以分别表示该路段的实时路况分别堵塞、拥挤和畅通，文字部分则显示具体的路段名称和实时路况(堵塞、拥挤和畅通)。但是它具有显示交通拥挤路段但未提示如何绕行此路段的缺点。
上述缺点导致驾驶员可能因为不知道替换路径也只能选择通过拥挤路段，从而降低了交通诱导减轻交通拥挤和减少时间延误的作用。
技术实现要素：
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种在发布路段拥堵信息的同时自动规划出的绕行拥堵点最优的替换路径，并将替换路径通过可变信息情报板告诉驾驶员的实现交通路线自适应诱导的系统。
为了实现上述目的，本发明的实现交通路线自适应诱导的系统具有如下构成：
该实现交通路线自适应诱导的系统，其主要特点是，所述的系统包括：
流量采集处理子系统，用以采集交通流量信息数据，并根据采集到的交通流量信息数据生成对应的实时路段路况数据；
地理信息子系统，用以根据所述的实时路段路况数据生成对应的实时诱导路网图信息和替换路径信息；
信息发布子系统，用以显示所述的实时诱导路网图信息和替换路径信息；
交通信号控制子系统，用以根据所述的替换路径信息调控相应路径上的各个信号灯。
进一步地，所述的交通信号控制子系统包括信号控制中心服务器、信号控制区域服务器和信号机前端设备，其中：
所述的信号控制中心服务器，用以将从所述的地理信息子系统获得的替换路径信息通过设定的绿波算法处理得到信号机参数，并将信号机参数以控制指令的形式发送至所述的信号控制区域服务器；
所述的信号控制区域服务器，用以将所述的控制指令转发至所述的信号机前端设备；
所述的信号机前端设备，用以根据所述的控制指令控制相应路径上的信号灯的变化。
进一步地，所述的地理信息子系统包括地图服务设备和地理信息数据库，其中：
所述的地图服务设备，用以读取所述的流量采集处理子系统生成的实时路段路况数据，并根据所述的实时路段路况数据生成对应的实时诱导路网图信息和替换路径信息；
所述的地理信息数据库，用以存储所述的地图服务设备发送的实时诱导路网图信息和替换路径信息。
更进一步地，所述的信息发布子系统包括诱导发布服务器和可变信息情报板设备，其中：
所述的诱导发布服务器，用以从所述的地理信息数据库中读取所述的实时诱导路网图信息和替换路径信息，并将所述的实时诱导路网图信息和替换路径信息发送至所述的可变信息情报板设备；
所述的可变信息情报板设备，用以显示所述的实时诱导路网图信息和替换路径信息。
更进一步地，所述的流量采集处理子系统包括采集设备、流量数据处理设备和路段路况数据库，其中：
所述的采集设备，用以采集交通流量信息数据；
所述的流量数据处理设备，用以根据所述的交通流量信息数据生成对应的实时路段路况数据，并将所述的实时路段路况数据发送至所述的路段路况数据库；
所述的路段路况数据库，用以存储所述的实时路段路况数据，并在接收到所述的地理服务设备发送的信息读取指令后向所述的地理服务设备提供对应的实时路段路况数据。
其中，所述的实时诱导路网图信息包括路段形状图片信息和路段路况颜色信息。
采用了本发明的实现交通路线自适应诱导的系统，将单行线、禁行线、路口禁止转向、禁止掉头等信息也可以添加到GIS地图的路网信息中，结合流量采集处理子系统采集的路段实施路况数据(畅通、拥挤和堵塞)，可以规划出最优路线，同时结合交通信号控制系统自动调整最优路线上的信号机配置参数，增大绿波带宽，增加道路通行量，并通过信息发布子系统告知驾驶员，达到直观地进行交通诱导以减轻交通拥挤和减少时间延误的效果。
因此，结合了GIS地理信息系统、交通信号控制系统的交通诱导系统和原系统相比就具有以下优点：
1、在提供前方路段拥挤信息的同时又提供出替换路径；
2、替换路径为自动规划；
3、替换路径为最优路线，既规避了拥堵点又考虑了道路的连通性；
4、自动增大替换路径上的绿波带宽。
附图说明
图1为本发明的实现交通路线自适应诱导的系统的结构框图。
图2为本发明的实现交通路线自适应诱导的系统的一个具体实施例的结构框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
如图1所示，在一种实施方式中，本发明的系统主要由流量采集处理子系统(A0)、GIS地理信息子系统(G0)、信息发布子系统(V0)和交通信号控制子系统(S0)四大子系统组成，其中：
1)流量采集处理子系统(A0)：用于采集交通流量信息数据，为交通诱导提供数据依据，它包括下列模块：
11)采集设备(A1)：用于采集车辆的交通流量信息数据的检测设备，并将采集到的交通流量信息数据发送到流量数据处理设备(A2)；
12)流量数据处理设备(A2)：用于接收来自采集设备(A1)的交通流量信息数据，并采用交通状态计算算法通过交通流量信息数据计算出采集设备(A1)所在路段的实时路段路况数据，最终将计算结果发送给路段路况数据库(A3)；
其中，所述的交通状态计算算法主要包括：
121)流量数据处理设备根据交通指数取值范围(0～10)将路段的路况分为五个级别(即“畅通”、“基本畅通”、“轻度拥堵”、“中度拥堵”、“严重拥堵”)，数值越高表明交通拥堵状况越严重；
122)流量数据处理设备从交通流量信息数据中获取该路段的当前平均车速，以及从默认配置信息中获取该路段的自由流车速，根据下述公式计算得到相应的交通拥堵指数：
TPIL＝10·(1-V/Vf)；
其中，TPIL为交通指数，V为该路段的当前平均车速，Vf为该路段的自由流车速；
123)流量数据处理设备根据交通指数判断该路段的路况，并生成相应的实时路段路况数据；
13)路段路况数据库(A3)：用于接收来自于流量数据处理设备(A2)的实时路段路况数据并进行存储；
2)地理信息子系统(G0)，用于根据实时路段路况数据生成实时诱导路网图信息和替换路径信息。它包括下列模块：
21)地图服务设备(G1)：用于更新实时诱导路网图信息和替换路径信息，它能够从路段路况数据库(A3)读取实时路段路况数据，并结合GIS地图的城市路网图生成实时诱导路网图信息和规划出拥堵点的替换路径信息，且将实时诱导路网图信息和替换路径信息发送到地理信息数据库(G2)；
其中，诱导路网图为VMS要发布的包含发布路段形状和状态颜色(红色、黄色或者绿色)的图片；
22)地理信息数据库(G2)：用于接收来自于地图服务设备(G1)的实时诱导路网图信息和替换路径信息并进行存储；
3)信息发布子系统(V0)，用于根据实时路段路况数据向公众发布诱导路网图信息和替换路径信息。它包括下列模块：
31)诱导发布服务器(V1)：用于对整个系统中的可变信息情报板设备(V2)进行统一的控制，它能够从地理信息数据库(G2)读取实时诱导路网图信息和替换路径信息，并发送给可变信息情报板设备；
32)可变信息情报板设备(V2)：具有图形文字混合式显示功能，用于接收诱导发布服务器(V1)发送的实时诱导路网图信息和替换路径信息并显示出来；
4)交通信号控制子系统(S0)，用于根据替换路径对信号机前端设备(S3)进行实时控制，调整替换路径上各个信号机中的运行参数，以通过增加替换路径上的绿波带宽达到快速疏导交通的效果，交通信号控制系统(S0)包括下列模块：
41)信号控制中心服务器(S1)：用于对整个系统中的信号机前端设备(S3)进行统一的协调控制与监控，它能够从地理信息数据库(G2)中获取替换路径数据，然后应用智能信号机绿波算法计算出增加绿波带宽后的信号机参数，以控制指令形式下发给信号机。
42)信号控制区域服务器(S2)：用于对一个特定区域的信号机进行区域内协调控制与监控，它在本系统中可以视为一系列转发服务器，用于将来自于信号控制中心服务器(S1)的控制指令发送给信号机前端设备(S3)，由信号机前端设备(S3)来执行。
43)信号机前端设备(S3)：包含信号机下位机和信号灯，信号机下位机用于对路口的信号灯进行实时控制，它能够接收来自于信号控制区域服务器(S2)的控制指令，并根据相应指令控制信号灯的变化。
本系统的运行流程如下：
1)采集设备(A1)采集路段的交通流量信息数据，包括车速数据、占有率数据和经过车辆数数据；
2)采集设备(A1)将交通流量信息数据发送给流量数据处理设备(A2)；
3)流量数据处理设备(A2)采用交通流量信息数据计算出实时路段路况数据，并存储到路段路况数据库(A3)。
4)地图服务设备(G1)实时取得路段路况数据库(A3)中各个实时路段路况数据，并结合GIS地图中城市路网信息生成各个可变信息情报板(V2)的实时诱导路网图信息和替换路径信息，并存储到地理信息数据库(G2)中。
5)诱导发布服务器(V1)实时取得地理信息数据库(G2)中的实时诱导路网图信息和替换路径信息，并以发布指令的方式发给各个可变信息情报板设备(V2)。
6)可变信息情报板设备(V2)执行发布指令，将实时诱导路网图信息和替换路径信息分别以图片和文字的方式展示出来。
7)信号控制中心服务器(S1)获取各个信号机的相位数据、配置参数，并实时取得地理信息数据库(G2)中替换路径信息。
8)信号控制中心服务器(S1)调用智能信号机绿波算法，以各种配置数据和来自于地理信息数据库(G2)的替换路径中的信号机位置先后顺序和距离，进行计算，得到优化的相位配，并以指令方式发送给信号控制区域服务器(S2)。
9)信号控制区域服务器(S2)将来自于信号控制中心服务器(S1)的实时相位指令转发给各个信号机前端设备(S3)。
10)信号机前端设备(S3)执行优化后的相位指令，对路口的车流进行疏堵。
如图2所示，为本发明的一个具体实施例的结构框图，由AutoScope视频采集处理系统(A0)、ArcGIS地理信息系统(G0)、三思信息发布系统(V0)和GBS-2100交通信号控制系统(S0)组成，其中：
1.AutoScope视频采集处理系统(A0)用于采集交通流量信息数据，为交通诱导提供数据依据，它包括下列模块：
a.AutoScope视频采集设备(A1)：多台摄像头设备，用于采集车辆的交通流量信息数据，并将采集到的交通流量信息数据发送到流量数据处理设备(A2)；
b.流量数据处理设备(A2)：1台，用于接收来自采集设备(A1)的交通流量信息数据，并采用交通状态计算算法通过交通流量信息数据计算出采集设备(A1)所在路段的实时路段路况数据，最终将计算结果发送给路段路况数据库(A3)；
c.路段路况数据库(A3)：1套，用于接收来自于流量数据处理设备(A2)的实时路段路况数据并进行存储；
2.ArcGIS地理信息系统(G0)，用于根据实时路段路况数据生成实时诱导路网图信息和替换路径信息。它包括下列模块：
a.地图服务设备(G1)：1台，用于更新实时诱导路网图信息和替换路径信息，它能够从路段路况数据库(A3)读取实时路段路况数据，并结合GIS地图的城市路网图生成实时诱导路网图信息和规划出拥堵点的替换路径信息，且将实时诱导路网图信息和替换路径信息发送到地理信息数据库(G2)；
其中，诱导路网图为VMS要发布的包含发布路段形状和状态颜色(红色、黄色或者绿色)的图片；
b.地理信息数据库(G2)：1套，用于接收来自于地图服务设备(G1)的实时诱导路网图信息和替换路径信息并进行存储；
3.三思信息发布系统(V0)，用于根据实时路段路况数据向公众发布诱导路网图信息和替换路径信息。它包括下列模块：
a.诱导发布服务器(V1)：1台，用于对整个系统中的可变信息情报板设备(V2)进行统一的控制，它能够从地理信息数据库(G2)读取实时诱导路网图信息和替换路径信息，并发送给可变信息情报板设备；
b.可变信息情报板设备(V2)：多台，具有图形文字混合式显示功能，用于接收诱导发布服务器(V1)发送的实时诱导路网图信息和替换路径信息并显示出来。
4.GBS-2100交通信号控制系统(S0)，用于根据替换路径数据对交通信号机进行实时控制，增加替换路径的绿波带宽，包括下列模块：
a.信号控制中心服务器(S1)：1台，用于对整个系统中的信号机进行统一的协调控制与监控，它能够从地理信息数据库(G2)中获取替换路径数据，然后应用智能信号机绿波算法自动增加替换路径的绿波带宽。
b.信号控制区域服务器(S2)：多台，用于对一个特定区域的信号机进行区域内协调控制与监控，它在本系统中可以视为一系列转发服务器，用于将来自于信号控制中心服务器(S1)的控制指令发送给信号机前端设备(S3)，由GBS-2100信号机前端设备(S3)来执行。
c.GBS-2100信号机前端设备(S3)：包含信号机下位机和信号灯，信号机下位机用于对路口的信号灯进行实时控制，它能够接收来自于信号控制区域服务器(S2)的控制指令，并根据相应指令控制信号灯的变化。
系统的运行流程如下：
1)AutoScope视频采集设备(A1)采集路段的流量数据，包括车速、占有率和经过车辆数。
2)AutoScope视频采集设备(A1)将流量数据发送给流量数据处理设备(A2)。
3)流量数据处理设备(A2)采用交通状态判断算法计算出路段的路况，并存储到路段路况数据库(A3)。
4)地图服务设备(G1)实时取得路段路况数据库(A3)中各个路段的路况数据，并结合GIS地图中城市路网信息生成各个可变信息情报板(V2)的诱导路网图和替换路径信息。并存储到地理信息数据库(G2)中。
5)诱导发布服务器(V1)实时取得地理信息数据库(G2)中的诱导路网图和替换路径信息，并以发布指令的方式发给各个可变信息情报板设备(V2)。
6)可变信息情报板设备(V2)执行发布指令，将诱导路网图和替换路径信息分别以图片和文字的方式展示出来。
7)GBS-2100交通信号控制系统中的信号控制中心服务器(S1)获取各个信号机的相位数据、配置参数，并实时取得地理信息数据库(G2)中替换路径信息。
8)信号控制中心服务器(S1)调用智能信号机绿波算法，以各种配置数据和来自于地理信息数据库(G2)的替换路径中的信号机位置先后顺序和距离，进行计算，得到优化的相位配时，并以指令方式发送给信号控制区域服务器(S2)。
9)信号控制区域服务器(S2)将来自于信号控制中心服务器(S1)的实时相位指令转发给GBS-2100信号机前端设备(S3)。
10)GBS-2100信号机前端设备(S3)执行优化后的相位指令。
采用了本发明的实现交通路线自适应诱导的系统，将单行线、禁行线、路口禁止转向、禁止掉头等信息也可以添加到GIS地图的路网信息中，结合流量采集处理子系统采集的路段实施路况数据(畅通、拥挤和堵塞)，可以规划出最优路线，同时结合交通信号控制系统自动调整最优路线上的信号机配置参数，增大绿波带宽，增加道路通行量，并通过信息发布子系统告知驾驶员，达到直观地进行交通诱导以减轻交通拥挤和减少时间延误的效果。
因此，结合了GIS地理信息系统、交通信号控制系统的交通诱导系统和原系统相比就具有以下优点：
1、在提供前方路段拥挤信息的同时又提供出替换路径；
2、替换路径为自动规划；
3、替换路径为最优路线，既规避了拥堵点又考虑了道路的连通性；
4、自动增大替换路径上的绿波带宽。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。