一种交通路况分析系统、方法以及装置与流程
本申请涉及智能交通领域，具体涉及一种交通路况分析系统。本申请同时涉及一种交通路况分析方法以及装置，以及一种电子设备。
背景技术：
随着经济的高速发展和生活水平的不断提高，机动车的保有量迅速增加，其中尤以私家车为主不断的涌入有限的城市交通路网，给城市交通路网带来了巨大的压力，尤其是给城市交通路网中的道路交叉口带来了许多问题。道路交叉口作为两条或两条以上的道路相交处，是车辆与行人汇集、转向和疏散的必经之地，是城市交通路网的咽喉，如果道路交叉口的交通信号控制不合理，很可能会导致过往车辆会频繁遇到红灯，导致时间延误和燃油浪费，同时会加重空气和噪声污染，甚至可能会使驾驶员心情烦躁，从而引发交通事故，因此对道路交叉口的道路交通控制显得尤为重要。
目前，在采集交通路网当中道路交叉口的路况信息时，根据道路交叉口的实际情形，通过将固定的视频探头、线圈、微波等传统数据采集设备分散在交通路网中，来采集交通路网中各路段的路况信息，但由于传统数据采集设备的投入成本和维护成本比较高，因此在交通路网中投放的密度比较低，导致采集到的路况信息的数据缺失率比较高；同时，由于固定线圈或者视频探头等传统数据采集设备只能采集到局部有限的区域，有相当多的采集盲区，使采集获得的样本数据有一定的随机性。基于此，现有技术在根据传统数据采集设备采集到的路况信息，对交通路网中各路段的路况交通分析、车流演变趋势估计的能力比较弱；同时，现有技术在根据路况交通的分析结果以及车流趋势的估计结果对交通路网中各路段的交通信号进行相应调整时的准确度较低，对交通路网中各路段的路况交通分析具有一定的局限性。
技术实现要素：
本申请提供一种交通路况分析系统，以解决现有技术存在局限性的缺陷。本申请另外提供一种交通路况分析方法以及装置，以及一种电子设备。
本申请提供一种交通路况分析系统，包括：
数据接入模块、数据分析模块、路况监测模块以及信号优化模块；
其中，所述数据接入模块，用于接入交通路网的属性信息和道路交通信息；所述交通路网包括道路交叉口和路段；
所述数据分析模块，用于对所述属性信息和所述道路交通信息进行分析，生成所述交通路网的路况参数；
所述路况监测模块，用于根据所述路况参数对所述交通路网进行交通路况监测，生成所述交通路网的路况监测结果；
所述信号优化模块，用于根据所述道路交叉口的属性信息和路况参数对所述道路交叉口信号灯的相位信号进行调整，生成所述道路交叉口信号灯的相位信号调整方案。
可选的，所述交通路况分析系统，包括：
数据存储模块，用于存储所述数据接入模块接入的所述交通路网的属性信息和道路交通信息；
所述数据分析模块从所述数据存储模块读取所述交通路网的属性信息和道路交通信息，并根据所述路况参数以及读取的所述属性信息和所述道路交通信息训练路况实时监测模型；
所述路况监测模块基于所述路况实时监测模型对所述交通路网进行交通路况监测，所述路况实时监测模型的输入包括所述交通路网的路况参数，输出包括所述交通路网的路况监测结果。
可选的，所述数据分析模块从所述数据存储模块读取所述属性信息和所述道路交通信息后，执行如下操作：
去除所述属性信息和/或所述道路交通信息中的噪音数据；
按照时间维度对所述属性信息和/或所述道路交通信息进行切分；
对切分获得的数据分片进行排序，从中选取数据分片对应的数据作为基准数据；所述基准数据被确定为所述路况实时监测模型的参数。
可选的，所述信号优化模块基于相位信号调整模型对所述道路交叉口信号灯的相位信号进行调整，所述相位信号调整模型的输入包括所述道路交叉口的属性信息、道路交通信息和/或约束条件，输出包括所述道路交叉口信号灯各相位信号的绿信比，所述道路交叉口信号灯的相位信号调整方案根据各相位信号的绿信比确定。
可选的，所述路况实时监测模型输出的所述道路交叉口的路况监测结果，包括：交通路况失衡的失衡路口以及交通路况正常的正常路口；
所述路况实时监测模型根据所述道路交叉口的失衡指数确定所述失衡路口和所述正常路口，若失衡指数超出预设失衡阈值，将所述道路交叉口确定为所述失衡路口；若失衡指数并未超出所述预设失衡阈值，将所述道路交叉口确定为所述正常路口；
其中，所述失衡指数是指所述道路交叉口各车流方向下通行线路的失衡指数之和，任意一个通行线路的失衡指数，是指所述通行线路上游与下游二者的实际行驶速度相对于自由行驶速度占比的差值、与所述通行线路在所述道路交叉口的车流量中所占权重的乘积。
可选的，所述路况监测模块对所述道路交叉口进行交通路况监测过程中，若所述路况实时监测模型输出的路况监测结果为所述道路交叉口为失衡路口，则针对所述失衡路口运行所述信号优化模块，输出所述失衡路口信号灯的相位信号调整方案。
可选的，所述交通路况分析系统，包括：
数据展示模块，用于采用可视化的方式展示所述路况监测模块生成的所述交通路网的路况监测结果，采用可视化的方式展示所述信号优化模块生成的所述道路交叉口信号灯的相位信号调整方案，和/或，采用可视化的方式展示所述数据分析模块生成的所述交通路网的路况参数。
可选的，所述交通路况分析系统在云计算环境中实现，其中，所述路况监测模块和/或所述信号优化模块基于所述云计算环境中部署的云服务器集群实现，所述路况监测模块和/或所述信号优化模块部署在所述云服务器集群的云服务器节点上；所述数据存储模块基于所述云服务器集群提供的数据库服务存储所述交通路网的属性信息、道路交通信息和/或所述路况参数；所述数据分析模块基于所述云服务器集群提供的云计算服务实现。
可选的，所述道路交叉口的属性信息，包括下述至少一项：所述道路交叉口所属城市的名称、所属城市的标识码、进口路段的名称、出口路段的名称、道路交叉口的名称、道路交叉口的属性、在电子地图中对应的道路节点标识、道路节点图幅号、进口路段所属的图幅号、进口路段所属的路段标识、出口路段所属的图幅号、出口路段所属的路段标识、进口路段所属的道路方向、出口路段所属的道路方向、进口路段的进入角度、出口路段的出口角度、所属地理区域；
所述路段的属性信息，包括下述至少一项：所述路段所属城市的名称、所属城市的标识码、路段名称、在电子地图中对应的道路节点标识、道路节点图幅号、所属的图幅号、路段标识、进口路段所属的道路方向、出口路段所属的道路方向、进口路段的进入角度、出口路段的出口角度、所属地理区域；
所述道路交叉口和/或所述路段的道路交通信息，包括下述至少一项：所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的车流量、各车流方向下各通行路线上游路段的实际行驶速度、各车流方向下各通行路线下游路段的实际行驶速度、实际行驶速度对应的时间信息、通行路线对应的车辆行驶方向、车辆行驶轨迹；所述车辆行驶方向包括：左转、右转、直行和掉头。
可选的，所述路况参数包括下述至少一项：
所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的排队长度，所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的停车次数，所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的通行时间，以及所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的入口速度和出口速度。
本申请还提供一种交通路况分析方法，包括：
获取交通路网的属性信息和道路交通信息；所述交通路网包括道路交叉口和路段；
对所述属性信息和所述道路交通信息进行分析；
根据分析生成的路况参数对所述交通路网进行交通路况监测；
若所述道路交叉口的路况监测结果为失衡路口，则对所述失衡路口信号灯的相位信号进行调整。
可选的，所述获取交通路网的属性信息和道路交通信息步骤执行后，执行下述步骤：
存储所述交通路网的属性信息和道路交通信息；
基于所述属性信息和所述道路交通信息训练路况实时监测模型；
相应的，所述根据分析生成的路况参数对所述交通路网进行交通路况监测步骤，根据所述路况实时监测模型对所述交通路网进行交通路况监测，所述路况实时监测模型的输入包括所述交通路网的路况参数，输出包括所述交通路网的路况监测结果。
可选的，所述存储所述交通路网的属性信息和道路交通信息步骤执行后，且所述基于所述属性信息和所述道路交通信息训练路况实时监测模型步骤执行前，执行如下步骤：
去除所述属性信息和/或所述道路交通信息中的噪音数据；
按照时间维度对所述属性信息和/或所述道路交通信息进行切分；
对切分获得的数据分片进行排序，从中选取数据分片对应的数据作为基准数据；所述基准数据被确定为所述路况实时监测模型的参数。
可选的，所述对所述失衡路口信号灯的相位信号进行调整步骤基于相位信号调整模型实现，所述相位信号调整模型的输入包括所述道路交叉口的属性信息、道路交通信息和/或约束条件，输出包括所述道路交叉口信号灯各相位信号的绿信比。
可选的，所述交通路况分析方法，包括：
采用可视化的方式展示所述交通路网的路况监测结果、所述道路交叉口信号灯的相位信号调整方案和/或所述交通路网的路况参数。
可选的，所述方法基于云计算环境实现，所述根据分析生成的路况参数对所述交通路网进行交通路况监测步骤，和/或所述对所述失衡路口信号灯的相位信号进行调整步骤，基于所述云计算环境中部署的云服务器集群实现，并且基于所述云服务器集群云服务器节点实现；所述存储所述交通路网的属性信息和道路交通信息步骤，基于所述云服务器集群提供的数据库服务存储所述交通路网的属性信息、道路交通信息和/或所述路况参数；所述对所述属性信息和所述道路交通信息进行分析步骤，基于所述云服务器集群提供的云计算服务实现。
本申请还提供一种交通路况分析装置，包括：
数据信息获取单元，用于获取交通路网的属性信息和道路交通信息；所述交通路网包括道路交叉口和路段；
数据信息分析单元，用于对所述属性信息和所述道路交通信息进行分析；
监测单元，用于根据分析生成的路况参数对所述交通路网进行交通路况监测；
若所述道路交叉口的路况监测结果为失衡路口，则运行相位信号调整单元；所述相位信号调整单元，用于对所述失衡路口信号灯的相位信号进行调整。
本申请还提供一种电子设备，包括：
存储器，以及处理器；
所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令：
获取交通路网的属性信息和道路交通信息；所述交通路网包括道路交叉口和路段；
对所述属性信息和所述道路交通信息进行分析；
根据分析生成的路况参数对所述交通路网进行交通路况监测；
若所述道路交叉口的路况监测结果为失衡路口，则对所述失衡路口信号灯的相位信号进行调整。
本申请提供的所述交通路况分析系统，包括：数据接入模块、数据分析模块、路况监测模块以及信号优化模块；其中，所述数据接入模块，用于接入交通路网的属性信息和道路交通信息；所述交通路网包括道路交叉口和路段；所述数据分析模块，用于对所述属性信息和所述道路交通信息进行分析，生成所述交通路网的路况参数；所述路况监测模块，用于根据所述路况参数对所述交通路网进行交通路况监测，生成所述交通路网的路况监测结果；所述信号优化模块，用于根据所述道路交叉口的属性信息和路况参数对所述道路交叉口信号灯的相位信号进行调整，生成所述道路交叉口信号灯的相位信号调整方案。
本申请提供的所述交通路况分析系统，在对所述交通路网的交通路况进行监测分析时，通过所述数据接入模块、所述数据分析模块和所述路况监测模块的协同配合，实现对所述交通路网中道路交叉口和路段的交通路况监测；并对所述道路交叉口整体的交通路况状态进行分析，通过对所述道路交叉口交通信号灯的相位信号进行优化调整，来提升所述道路交叉口整体通行能力，从而使所述道路交叉口整体交通路况更加的合理，对所述道路交叉口交通路况的分析更加准确和精细化；所述系统通过对所述交通路网中道路交叉口以及路段进行交通路况监测，以及对所述道路交叉口整体交通路况的优化提升，从而使针对所述交通路网交通路况的分析更加全面。
附图说明
附图1是本申请提供的一种交通路况分析系统的示意图；
附图2是本申请提供的一种交通路网的示意图；
附图3是本申请提供的一种道路交叉口的示意图；
附图4是本申请提供的一种交通路况分析方法实施例的处理流程图；
附图5是本申请提供的一种交通路况分析装置实施例的示意图；
附图6是本申请提供的一种电子设备实施例的示意图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
本申请提供一种交通路况分析系统，本申请另外提供一种交通路况分析方法以及装置，以及一种电子设备。以下分别结合本申请提供的实施例的附图逐一进行详细说明。
本申请提供的交通路况分析系统实施例如下：
参照附图1，其示出了本申请提供的一种交通路况分析系统的示意图，参照附图2，其示出了本申请提供的一种交通路网的示意图，参照附图3，其示出了本申请提供的一种道路交叉口的示意图。
本申请实施例所述交通路况分析系统如附图1所示，包括：数据接入模块101、数据存储模块102、数据分析模块103、路况监测模块104、信号优化模块105以及数据展示模块106，下面分别对各个模块一一进行说明。
1)数据接入模块101；
所述数据接入模块101，用于接入交通路网的属性信息和道路交通信息。
所述交通路网由道路交叉口和路段组成，所述道路交叉口是指两条或两条以上的道路相交处，如常见的十字路口、丁字路口、三岔路口以及环形交叉口；所述路段是指道路交叉口之间的可通行道路，如附图2所示的交通路网，由四个道路交叉口(十字路口)和3个路段组成。在实际当中，所述交通路网中可能包含一个或者多个道路交叉口和一个或者多个路段，也可能仅包含一个或者多个道路交叉口，还可能仅包含一个或者多个路段。
所述交通路网的属性信息是指所述交通路网的路网拓扑和道路属性，所述交通路网的道路交通信息是指实时交通路况信息，如车流量、通行速度以及车辆行驶轨迹等。本实施所述交通路网由道路交叉口和路段组成，因此，所述交通路网的属性信息和道路交通信息，具体可分为所述交通路网中道路交叉口的属性信息和道路交通信息，以及所述交通路网中路段的属性信息和道路交通信息。
具体的，所述道路交叉口的属性信息，可以是下述所列信息中的一项或者多项：所述道路交叉口所属城市的名称、所属城市的标识码、进口路段的名称、出口路段的名称、道路交叉口的名称、道路交叉口的属性、在电子地图中对应的道路节点标识、道路节点图幅号、进口路段所属的图幅号、进口路段所属的路段标识、出口路段所属的图幅号、出口路段所属的路段标识、进口路段所属的道路方向、出口路段所属的道路方向、进口路段的进入角度、出口路段的出口角度、所属地理区域。所述道路交叉口的道路交通信息，可以是下述所列信息中的一项或者多项：所述道路交叉口各车流方向的车流量、各车流方向下各通行路线上游路段的实际行驶速度、各车流方向下各通行路线下游路段的实际行驶速度、实际行驶速度对应的时间信息、通行路线对应的车辆行驶方向、车辆行驶轨迹；所述车辆行驶方向包括：左转、右转、直行和掉头。
类似的，所述路段的属性信息，可以是下述所列信息中的一项或者多项：所述路段所属城市的名称、所属城市的标识码、路段名称、在电子地图中对应的道路节点标识、道路节点图幅号、所属的图幅号、路段标识、进口路段所属的道路方向、出口路段所属的道路方向、进口路段的进入角度、出口路段的出口角度、所属地理区域。所述路段的道路交通信息，可以是下述所列信息中的一项或者多项：所述路段各车流方向的车流量、各车流方向下各通行路线上游路段的实际行驶速度、各车流方向下各通行路线下游路段的实际行驶速度、实际行驶速度对应的时间信息、通行路线对应的车辆行驶方向、车辆行驶轨迹；所述车辆行驶方向包括：左转、右转、直行和掉头。
如附图3所示的道路交叉口(十字路口)，该十字路口包含东、南、西、北4个车流方向，每个车流方向的进口方向可看作是当前车流方向的上游路段，与上游路段相对的出口方向可看作是当前车流方向的下游路段。进一步，每个车流方向下存在3条通行线路，以车流方向“南”为例，中间的一条通行线路为直行通行线路，从车流方向“南”的上游路段驶向下游路段；右侧的一条通行线路为右转通行线路，从车流方向“南”的上游路段驶向车流方向“东”的下游路段；左侧的一条通行线路为左转通行线路，从车流方向“南”的上游路段驶向车流方向“西”的下游路段。以此类推，每个车流方向下存在3条通行线路，十字路口总共有12条通行线路。
在实际应用中，很多出行者的终端设备通过移动互联网实时向云端传送自己的地理位置信息、移动速度和方向，这些地理位置信息、移动速度、方向和出行线路均可作为相应路段或者相应道路交叉口的道路交通信息。由于移动终端设备的广泛普及，通过上述方式实现道路交通信息的采集，在时间维度上能够覆盖所述交通路网的时段较为密集，同时在空间维度上能够覆盖所述交通路网中的道路交叉口和路段的位置更加密集，从而在时间维度和空间维度实现无盲区采集所述交通路网的道路交通信息。
2)数据存储模块102；
所述数据存储模块102，用于存储所述数据接入模块101接入的所述道路交叉口和所述路段的属性信息和道路交通信息，所述数据存储模块102存储的所述属性信息和所述道路交通信息用于为所述数据分析模块103进行数据挖掘和模型训练提供数据依据。
在实际应用中，为了更加准确的对所述交通路网的交通路况进行分析，所述交通路况分析系统还可以在云计算环境中实现，在这种情况下，所述数据存储模块102还可以基于云计算环境中部署的云服务器集群提供的数据库服务存储所述属性信息和所述道路交通信息，比如所述属性信息和所述道路交通信息通过关系型数据库服务(relationaldatabaseservice，rds)存储，从而方便基于所述云服务器集群中的云服务器节点实现的所述数据分析模块103和/或所述路况监测模块104访问所述属性信息和所述道路交通信息。
3)数据分析模块103；
所述数据分析模块103，用于对所述属性信息和所述道路交通信息进行分析，生成所述交通路网的路况参数，即根据所述数据存储模块102存储的所述属性信息和所述道路交通信息进行数据挖掘。
所述路况参数，包括：所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的排队长度，所述道路交叉口和所述路段各车流方向的停车次数，所述道路交叉口和所述路段各车流方向的通行时间，所述道路交叉口和所述路段各车流方向的入口速度和出口速度。
其中，所述道路交叉口各车流方向的排队长度，是指在一个时间粒度(比如10min)内，该道路交叉口各个车流方向的排队长度。类似的，所述路段各车流方向的排队长度，是指在一个时间粒度(比如10min)内，该路段各个车流方向的排队长度。所述道路交叉口各车流方向的停车次数，通过统计一个时间粒度内车辆按照各车流方向通过该道路交叉口的停车次数，计算该时间粒度内所有车辆按照各车流方向通过该道路交叉口的平均停车次数，即为所述道路交叉口各车流方向的停车次数。类似的，所述路段各车流方向的停车次数，是指该时间粒度内所有车辆按照各车流方向通过该路段的平均停车次数。所述道路交叉口各车流方向的通行时间，在所述道路交叉口各车流方向的入口处和出口处取两个固定点：入口位置点和出口位置点，计算车辆按照各车流方向从入口位置点行驶至出口位置点所需时间，进一步计算一个时间粒度内所有车辆按照各车流方向从入口位置点行驶至出口位置点的平均通行时间，即为所述道路交叉口各车流方向的通行时间。类似的，所述路段各车流方向的通行时间，是指一个时间粒度内该路段的所有车辆按照各车流方向从入口位置点行驶至出口位置点的平均通行时间，即为所述路段各车流方向的通行时间。所述道路交叉口各车流方向的入口速度和出口速度，其中，所述道路交叉口各车流方向的入口速度是指一个时间粒度内按照各个车流方向进入该道路交叉口所有车辆的平均入口速度；所述道路交叉口各车流方向的出口速度是指一个时间粒度内按照各个车流方向驶出该道路交叉口所有车辆的平均出口速度。类似的，所述路段各车流方向的入口速度是指一个时间粒度内按照各个车流方向进入该路段所有车辆的平均入口速度；所述路段各车流方向的出口速度是指一个时间粒度内按照各个车流方向驶出该路段所有车辆的平均出口速度。
进一步，所述数据分析模块103还可以根据所述数据存储模块102存储的所述属性信息和所述道路交通信息，以及上述数据挖掘获得的所述路况参数，进行模型训练，具体用于训练路况实时监测模型，所述路况监测模块104基于所述路况实时监测模型进行交通路况监测。在训练所述路况实时监测模型的过程中，从所述数据存储模块102读取其存储的所述属性信息和所述道路交通信息后，针对读取的所述属性信息和所述道路交通信息进行如下操作：去除所述属性信息和/或所述道路交通信息中的噪音数据；按照时间维度对所述属性信息和/或所述道路交通信息进行切分；对切分获得的数据分片进行排序，从中选取数据分片对应的数据作为基准数据，将该基准数据作为所述路况实时监测模型的参数。比如按照时间将一天中的时间划分为高峰期和非高峰期，将非高峰期的实际行驶速度进行排序小到大，比如取95％的分位数点为畅通速度(基准数据)。
如上所述，若所述交通路况分析系统在云计算环境中实现，且所述数据存储模块102基于所述关系型数据库服务存储所述属性信息和所述道路交通信息，在这种情况下，所述数据分析模块103可基于云计算环境中部署的云服务器集群提供的大数据计算服务进行上述数据挖掘和模型训练。
4)路况监测模块104；
所述路况监测模块104，用于根据所述路况参数对所述交通路网进行交通路况监测，生成所述交通路网的路况监测结果。
所述路况监测模块104，根据所述数据分析模块103根据离线数据训练获得的所述路况实时监测模型，对所述道路交叉口和所述路段进行交通路况监测，从而获得所述道路交叉口和所述路段的路况监测结果。在通过所述路况实时监测模型对所述道路交叉口进行交通路况监测时，所述路况实时监测模型的输入为所述道路交叉口的路况参数，输出为所述道路交叉口的路况监测结果。类似的，在通过所述路况实时监测模型对所述路段进行交通路况监测时，所述路况实时监测模型的输入为所述路段的路况参数，输出为所述路段的路况监测结果。比如将上述数据分析模块103分析获得的畅通速度(基准数据)作为所述路况实时监测模型的计算因子，具体将道路交叉口或者路段各车流方向的实际行驶速度与该畅通速度进行比较，如果实际行驶速度小于该畅通速度的50％，则发出异常报警，则表明道路交叉口或者路段的车流方向发生拥堵，以致车辆行驶缓慢。
在具体实施时，还可以通过所述路况实时监测模型对所述道路交叉口整体的交通路况与调度能力进行监测，具体通过计算所述道路交叉口的失衡指数来衡量所述道路交叉口通过交通控制信号调节道路交叉口的各车流方向交通供(道路通行能力)需(实时车流量)关系的能力，如果道路交叉口的失衡指数越高，则表明道路交叉口调节交通供需的能力越弱，可见，道路交叉口由于信号周期内绿灯时间分配的不合理，导致某些车流方向的进口处车辆排队较长，而其他车流方向出现绿灯空放率较高的情况。反之，如果道路交叉口的失衡指数越低，则表明道路交叉口调节交通供需的能力越强，可见，道路交叉口当前信号周期内绿灯时间分配是合理的。
在通过所述路况实时监测模型对所述道路交叉口整体的交通路况失衡情况进行监测时，具体根据所述道路交叉口的失衡指数确定所述道路交叉口整体的交通路况失衡情况，若所述道路交叉口的失衡指数超出预设失衡阈值，则所述道路交叉口被确定为交通路况失衡的失衡路口，此时所述路况实时监测模型输出的路况监测结果为：所述道路交叉口为失衡路口；若失衡指数并未超出所述预设失衡阈值，则所述道路交叉口被确定为交通路况正常的正常路口，此时所述路况实时监测模型输出的路况监测结果为：所述道路交叉口为正常路口。其中，所述失衡指数是指所述道路交叉口各车流方向下通行线路的失衡指数之和，任意一个通行线路的失衡指数，是指所述通行线路上游与下游二者的实际行驶速度相对于自由行驶速度占比的差值、与所述通行线路在所述道路交叉口的车流量中所占权重的乘积。具体的，所述道路交叉口的失衡指数可采用如下方式进行计算：
a、计算道路交叉口的通行线路i的进口方向和出口方向在t时刻的差异(diffi,t)：
其中，v_upi,t为t时刻道路交叉口的通行线路i上游的实际行驶速度，fv_upi,t为t时刻道路交叉口的通行线路i上游的自由行驶速度(无拥堵状态/正常情况下车辆通过通行方向i上游的行驶速度)，v_downi,t为t时刻道路交叉口的通行线路i下游的实际行驶速度，fv_downi,t为t时刻道路交叉口的通行线路i下游的自由行驶速度(无拥堵状态/正常情况下车辆通过通行线路i下游的行驶速度)，wi为通行线路i在道路交叉口的所有通行线路中依据车流量所占据的权重。
b、计算道路交叉口在t时刻的失衡指数(u_indext)。
其中，signali为道路交叉口各通行线路在信号灯周期设置中是异步还是同步，同步为1，异步为-1。
5)信号优化模块105；
所述信号优化模块105，用于根据所述道路交叉口的属性信息和路况参数对所述道路交叉口信号灯的相位信号(交通控制信号)进行调整，生成所述道路交叉口信号灯的相位信号调整方案。
在具体实施时，所述信号优化模块105既可以独立运行，比如通过所述信号优化模块105对所述道路交叉口信号灯的相位信号进行优化，从而获得所述道路交叉口信号灯的相位信号调整方案。假设所述交通路网中存在至少一个道路交叉口当前的相位信号的设置非常合理，不需要进行调整，则通过所述信号优化模块105对该道路交叉口信号灯的相位信号进行优化时，获得的相位信号调整方案应当为空，即无需对该道路交叉口信号灯的相位信号进行调整即可。除此之外，所述信号优化模块105还可以与所述路况监测模块104协同工作，所述信号优化模块105的运行依赖于所述路况监测模块104的运行结果，如果所述路况监测模块104通过所述路况实时监测模型监测到所述道路交叉口整体的交通路况处于失衡状态，则针对该道路交叉口运行所述信号优化模块105，即：针对交通路况处于失衡状态的道路交叉口(失衡路口)运行所述信号优化模块105，对所述失衡路口的交通控制信号进行优化。
本实施例中，通过所述相位信号调整模型对所述道路交叉口信号灯的相位信号进行调整，所述相位信号调整模型的输入可以是所述道路交叉口的属性信息、道路交通信息和/或约束条件，输出可以是所述道路交叉口信号灯各相位信号的绿信比，所述道路交叉口信号灯的相位信号调整方案根据各相位信号的绿信比确定；此外，所述相位信号调整模型的输出也可以是相位信号的绿灯时间的调整变化量。具体的，所述相位信号调整模型基于所述道路交叉口各车流方向下通行线路的失衡信息，通过调整相位信号的绿灯时间来优化信号灯周期的绿信比，从而达到提升道路交叉口通行效率的目的。
具体的，所述相位信号调整模型的目标函数和约束函数具体如下：
a、设道路交叉口各车流方向下通行线路i的绿灯调整时间(gtimei)与该通行线路i进口方向和出口方向在t时刻的差异(diffi,t)存在如下函数关系：
gtimei＝f(diffi,t)
其中，gtimei为通行线路i的绿灯调整时间，
b、在保持相位信号周期不变前提下，通过调整相位信号各阶段的绿灯时间，最小化相位信号周期内第i个通行线路(总共n个)实际相位调整时间和理论相位调整时间之间的误差平方和，达到降低道路交叉口整体的指数的目标。
一个相位信号周期中包含m个信号灯阶段，每个通行线路实际相位调整时间由mi个信号灯阶段总调整时间加和构成，则根据所述道路交叉口各车流方向下各通行路线的理论相位调整时间，确定所述道路交叉口信号灯在各相位信号的理论相位调整时间与实际相位调整时间二者的误差平方和最小时对应的实际相位调整时间。
所述相位信号调整模型的目标函数为：
其中，n为道路交叉口车流方向下通行路线的数目，t为预设时间区间(如10min或30min)，
并且，所述目标函数要满足如下约束条件：所述通行路线在单个相位周期内各相位信号的理论相位调整时间之和等于0，即：
其中，m为一个完整相位周期内的相位信号的数目(相位信号的阶段)。
在实际应用中，可利用人工智能和大数据云计算平台学习实际相位调整时间与失衡程度之间的函数关系，对所述相位调整模型采用目标函数当中的相位调整系数进行训练，获得更加精准的相位调整系数，比如针对不同时段(高峰时段、平峰时段)的相位调整系数、针对不同时间段(工作日、非工作日)的相位调整系数，或者针对所述交通路网中不同路口的相位调整系数，在此基础上，使采用当前相位调整系数的目标函数计算获得的实际相位调整时间更加的精准。
如上所述，若所述交通路况分析系统在云计算环境中实现，且所述数据存储模块102基于所述关系型数据库服务存储所述属性信息和所述道路交通信息，所述数据分析模块103可基于云计算环境中部署的云服务器集群提供的大数据计算服务进行上述数据挖掘和模型训练；在这种情况下，可将所述路况监测模块104和/或所述信号优化模块105部署在所述云服务器集群中的一个或者多个云服务器节点上。
6)数据展示模块106。
所述数据展示模块106，不仅可以用于采用采用可视化的方式展示所述路况监测模块104生成的所述交通路网的路况监测结果，还可以采用可视化的方式展示所述信号优化模块105生成的所述道路交叉口信号灯的相位信号调整方案，此外，还可以采用可视化的方式展示所述数据分析模块103生成的所述交通路网的路况参数。
综上所述，本申请提供的所述交通路况分析系统，在对所述交通路网的交通路况进行监测分析时，通过所述数据接入模块、所述数据分析模块和所述路况监测模块的协同配合，实现对所述交通路网中道路交叉口和路段的交通路况监测；并对所述道路交叉口整体的交通路况状态进行分析，通过对所述道路交叉口交通信号灯的相位信号进行优化调整，来提升所述道路交叉口整体通行能力，从而使所述道路交叉口整体交通路况更加的合理，对所述道路交叉口交通路况的分析更加准确和精细化；所述系统通过对所述交通路网中道路交叉口以及路段进行交通路况监测，以及对所述道路交叉口整体交通路况的优化提升，从而使针对所述交通路网交通路况的分析更加全面。
本申请提供的一种交通路况分析方法实施例如下：
在上述的实施例中，提供了一种交通路况分析系统，除此之外，本申请还提供一种交通路况分析方法，下面结合附图进行说明。
参照附图4，其示出了本申请提供的一种交通路况分析方法实施例的处理流程图。
由于方法实施例与上述系统实施例相互对应，阅读本实施例的内容请参照上述提供的所述交通路况分析系统实施例的对应说明。下述描述的方法实施例仅仅是示意性的。
本申请提供一种交通路况分析方法，包括：
步骤s401，获取交通路网的属性信息和道路交通信息；所述交通路网包括道路交叉口和路段；
步骤s402，对所述属性信息和所述道路交通信息进行分析；
步骤s403，根据分析生成的路况参数对所述交通路网进行交通路况监测；
步骤s404，若所述道路交叉口的路况监测结果为失衡路口，则对所述失衡路口信号灯的相位信号进行调整。
可选的，所述获取交通路网的属性信息和道路交通信息步骤执行后，执行下述步骤：
存储所述交通路网的属性信息和道路交通信息；
基于所述属性信息和所述道路交通信息训练路况实时监测模型；
相应的，所述根据分析生成的路况参数对所述交通路网进行交通路况监测步骤，根据所述路况实时监测模型对所述交通路网进行交通路况监测，所述路况实时监测模型的输入包括所述交通路网的路况参数，输出包括所述交通路网的路况监测结果。
可选的，所述存储所述交通路网的属性信息和道路交通信息步骤执行后，且所述基于所述属性信息和所述道路交通信息训练路况实时监测模型步骤执行前，执行如下步骤：
去除所述属性信息和/或所述道路交通信息中的噪音数据；
按照时间维度对所述属性信息和/或所述道路交通信息进行切分；
对切分获得的数据分片进行排序，从中选取数据分片对应的数据作为基准数据；所述基准数据被确定为所述路况实时监测模型的参数。
可选的，所述对所述失衡路口信号灯的相位信号进行调整步骤基于相位信号调整模型实现，所述相位信号调整模型的输入包括所述道路交叉口的属性信息、道路交通信息和/或约束条件，输出包括所述道路交叉口信号灯各相位信号的绿信比。
可选的，所述路况实时监测模型输出的所述道路交叉口的路况监测结果，包括：交通路况失衡的失衡路口以及交通路况正常的正常路口；
所述路况实时监测模型根据所述道路交叉口的失衡指数确定所述失衡路口和所述正常路口，若失衡指数超出预设失衡阈值，将所述道路交叉口确定为所述失衡路口；若失衡指数并未超出所述预设失衡阈值，将所述道路交叉口确定为所述正常路口；
其中，所述失衡指数是指所述道路交叉口各车流方向下通行线路的失衡指数之和，任意一个通行线路的失衡指数，是指所述通行线路上游与下游二者的实际行驶速度相对于自由行驶速度占比的差值、与所述通行线路在所述道路交叉口的车流量中所占权重的乘积。
可选的，所述交通路况分析方法，包括：
采用可视化的方式展示所述交通路网的路况监测结果、所述道路交叉口信号灯的相位信号调整方案和/或所述交通路网的路况参数。
可选的，所述方法基于云计算环境实现，所述根据分析生成的路况参数对所述交通路网进行交通路况监测步骤，和/或所述对所述失衡路口信号灯的相位信号进行调整步骤，基于所述云计算环境中部署的云服务器集群实现，并且基于所述云服务器集群云服务器节点实现；所述存储所述交通路网的属性信息和道路交通信息步骤，基于所述云服务器集群提供的数据库服务存储所述交通路网的属性信息、道路交通信息和/或所述路况参数；所述对所述属性信息和所述道路交通信息进行分析步骤，基于所述云服务器集群提供的云计算服务实现。
可选的，所述道路交叉口的属性信息，包括下述至少一项：所述道路交叉口所属城市的名称、所属城市的标识码、进口路段的名称、出口路段的名称、道路交叉口的名称、道路交叉口的属性、在电子地图中对应的道路节点标识、道路节点图幅号、进口路段所属的图幅号、进口路段所属的路段标识、出口路段所属的图幅号、出口路段所属的路段标识、进口路段所属的道路方向、出口路段所属的道路方向、进口路段的进入角度、出口路段的出口角度、所属地理区域；
所述路段的属性信息，包括下述至少一项：所述路段所属城市的名称、所属城市的标识码、路段名称、在电子地图中对应的道路节点标识、道路节点图幅号、所属的图幅号、路段标识、进口路段所属的道路方向、出口路段所属的道路方向、进口路段的进入角度、出口路段的出口角度、所属地理区域；
所述道路交叉口和/或所述路段的道路交通信息，包括下述至少一项：所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的车流量、各车流方向下各通行路线上游路段的实际行驶速度、各车流方向下各通行路线下游路段的实际行驶速度、实际行驶速度对应的时间信息、通行路线对应的车辆行驶方向、车辆行驶轨迹；所述车辆行驶方向包括：左转、右转、直行和掉头。
可选的，所述路况参数包括下述至少一项：所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的排队长度，所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的停车次数，所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的通行时间，以及所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的入口速度和出口速度。
本申请提供的一种交通路况分析装置实施例如下：
在上述的实施例中，提供了一种交通路况分析方法，与之相对应的，本申请还提供了一种交通路况分析装置，下面结合附图进行说明。
参照附图5，其示出了本申请提供的一种交通路况分析装置实施例的示意图。
由于装置实施例与方法实施例相互对应，阅读本实施例的内容请参照上述提供的所述交通路况分析方法实施例的对应说明。下述描述的装置实施例仅仅是示意性的。
本申请提供一种交通路况分析装置，包括：
数据信息获取单元501，用于获取交通路网的属性信息和道路交通信息；所述交通路网包括道路交叉口和路段；
数据信息分析单元502，用于对所述属性信息和所述道路交通信息进行分析；
交通路况监测单元503，用于根据分析生成的路况参数对所述交通路网进行交通路况监测；
若所述道路交叉口的路况监测结果为失衡路口，则运行相位信号调整单元504；所述相位信号调整单元504，用于对所述失衡路口信号灯的相位信号进行调整。
可选的，所述交通路况分析装置，包括：
数据信息存储单元，用于存储所述交通路网的属性信息和道路交通信息；
模型训练单元，用于基于所述属性信息和所述道路交通信息训练路况实时监测模型；
相应的，所述交通路况监测单元503基于所述路况实时监测模型对所述交通路网进行交通路况监测，所述路况实时监测模型的输入包括所述交通路网的路况参数，输出包括所述交通路网的路况监测结果。
可选的，所述交通路况分析装置，包括：
噪音数据去除单元，用于去除所述属性信息和/或所述道路交通信息中的噪音数据；
切分单元，用于按照时间维度对所述属性信息和/或所述道路交通信息进行切分；
排序提取单元，用于对切分获得的数据分片进行排序，从中选取数据分片对应的数据作为基准数据；所述基准数据被确定为所述路况实时监测模型的参数。
可选的，所述相位信号调整单元504基于相位信号调整模型实现，所述相位信号调整模型的输入包括所述道路交叉口的属性信息、道路交通信息和/或约束条件，输出包括所述道路交叉口信号灯各相位信号的绿信比。
可选的，所述路况实时监测模型输出的所述道路交叉口的路况监测结果，包括：交通路况失衡的失衡路口以及交通路况正常的正常路口；
所述路况实时监测模型根据所述道路交叉口的失衡指数确定所述失衡路口和所述正常路口，若失衡指数超出预设失衡阈值，将所述道路交叉口确定为所述失衡路口；若失衡指数并未超出所述预设失衡阈值，将所述道路交叉口确定为所述正常路口；
其中，所述失衡指数是指所述道路交叉口各车流方向下通行线路的失衡指数之和，任意一个通行线路的失衡指数，是指所述通行线路上游与下游二者的实际行驶速度相对于自由行驶速度占比的差值、与所述通行线路在所述道路交叉口的车流量中所占权重的乘积。
可选的，所述交通路况分析装置，包括：
可视化展示单元，用于采用可视化的方式展示所述交通路网的路况监测结果、所述道路交叉口信号灯的相位信号调整方案和/或所述交通路网的路况参数。
可选的，所述交通路况分析装置在云计算环境中实现，其中，所述交通路况监测单元503和/或所述相位信号调整单元504基于所述云计算环境中部署的云服务器集群实现，所述交通路况监测单元503和/或所述相位信号调整单元504部署在所述云服务器集群的云服务器节点上；所述数据信息存储单元基于所述云服务器集群提供的数据库服务存储所述交通路网的属性信息、道路交通信息和/或所述路况参数；所述数据信息分析单元502基于所述云服务器集群提供的云计算服务实现。
可选的，所述道路交叉口的属性信息，包括下述至少一项：所述道路交叉口所属城市的名称、所属城市的标识码、进口路段的名称、出口路段的名称、道路交叉口的名称、道路交叉口的属性、在电子地图中对应的道路节点标识、道路节点图幅号、进口路段所属的图幅号、进口路段所属的路段标识、出口路段所属的图幅号、出口路段所属的路段标识、进口路段所属的道路方向、出口路段所属的道路方向、进口路段的进入角度、出口路段的出口角度、所属地理区域；
所述路段的属性信息，包括下述至少一项：所述路段所属城市的名称、所属城市的标识码、路段名称、在电子地图中对应的道路节点标识、道路节点图幅号、所属的图幅号、路段标识、进口路段所属的道路方向、出口路段所属的道路方向、进口路段的进入角度、出口路段的出口角度、所属地理区域；
所述道路交叉口和/或所述路段的道路交通信息，包括下述至少一项：所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的车流量、各车流方向下各通行路线上游路段的实际行驶速度、各车流方向下各通行路线下游路段的实际行驶速度、实际行驶速度对应的时间信息、通行路线对应的车辆行驶方向、车辆行驶轨迹；所述车辆行驶方向包括：左转、右转、直行和掉头。
可选的，所述路况参数包括下述至少一项：所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的排队长度，所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的停车次数，所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的通行时间，以及所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的入口速度和出口速度。
本申请提供的一种电子设备实施例如下：
在上述的实施例中，提供了一种交通路况分析方法，此外，本申请还提供了一种用于实现所述交通路况分析方法的电子设备，下面结合附图进行说明。
参照附图6，其示出了本实施例提供的一种电子设备的示意图。
本申请提供的所述电子设备用于实现本申请提供的所述交通路况分析方法，本实施例与上述提供的交通路况分析方法实施例相对应，阅读本实施例的内容请参照上述提供的交通路况分析方法实施例的对应说明。下述描述的实施例仅仅是示意性的。
本申请提供一种电子设备，包括：
存储器601，以及处理器602；
所述存储器601用于存储计算机可执行指令，所述处理器602用于执行所述计算机可执行指令：
获取交通路网的属性信息和道路交通信息；所述交通路网包括道路交叉口和路段；
对所述属性信息和所述道路交通信息进行分析；
根据分析生成的路况参数对所述交通路网进行交通路况监测；
若所述道路交叉口的路况监测结果为失衡路口，则对所述失衡路口信号灯的相位信号进行调整。
可选的，所述获取交通路网的属性信息和道路交通信息指令执行后，所述处理器602用于执行下述计算机可执行指令：
存储所述交通路网的属性信息和道路交通信息；
基于所述属性信息和所述道路交通信息训练路况实时监测模型；
相应的，所述根据分析生成的路况参数对所述交通路网进行交通路况监测指令，根据所述路况实时监测模型对所述交通路网进行交通路况监测，所述路况实时监测模型的输入包括所述交通路网的路况参数，输出包括所述交通路网的路况监测结果。
可选的，所述存储所述交通路网的属性信息和道路交通信息指令执行后，且所述基于所述属性信息和所述道路交通信息训练路况实时监测模型指令执行前，所述处理器602用于执行下述计算机可执行指令：
去除所述属性信息和/或所述道路交通信息中的噪音数据；
按照时间维度对所述属性信息和/或所述道路交通信息进行切分；
对切分获得的数据分片进行排序，从中选取数据分片对应的数据作为基准数据；所述基准数据被确定为所述路况实时监测模型的参数。
可选的，所述对所述失衡路口信号灯的相位信号进行调整指令基于相位信号调整模型实现，所述相位信号调整模型的输入包括所述道路交叉口的属性信息、道路交通信息和/或约束条件，输出包括所述道路交叉口信号灯各相位信号的绿信比。
可选的，所述路况实时监测模型输出的所述道路交叉口的路况监测结果，包括：交通路况失衡的失衡路口以及交通路况正常的正常路口；
所述路况实时监测模型根据所述道路交叉口的失衡指数确定所述失衡路口和所述正常路口，若失衡指数超出预设失衡阈值，将所述道路交叉口确定为所述失衡路口；若失衡指数并未超出所述预设失衡阈值，将所述道路交叉口确定为所述正常路口；
其中，所述失衡指数是指所述道路交叉口各车流方向下通行线路的失衡指数之和，任意一个通行线路的失衡指数，是指所述通行线路上游与下游二者的实际行驶速度相对于自由行驶速度占比的差值、与所述通行线路在所述道路交叉口的车流量中所占权重的乘积。
可选的，所述处理器602用于执行下述计算机可执行指令：
采用可视化的方式展示所述交通路网的路况监测结果、所述道路交叉口信号灯的相位信号调整方案和/或所述交通路网的路况参数。
可选的，所述计算机可执行指令基于云计算环境实现，所述根据分析生成的路况参数对所述交通路网进行交通路况监测指令，和/或所述对所述失衡路口信号灯的相位信号进行调整指令，基于所述云计算环境中部署的云服务器集群实现，并且基于所述云服务器集群云服务器节点实现；所述存储所述交通路网的属性信息和道路交通信息指令，基于所述云服务器集群提供的数据库服务存储所述交通路网的属性信息、道路交通信息和/或所述路况参数；所述对所述属性信息和所述道路交通信息进行分析指令，基于所述云服务器集群提供的云计算服务实现。
可选的，所述道路交叉口的属性信息，包括下述至少一项：所述道路交叉口所属城市的名称、所属城市的标识码、进口路段的名称、出口路段的名称、道路交叉口的名称、道路交叉口的属性、在电子地图中对应的道路节点标识、道路节点图幅号、进口路段所属的图幅号、进口路段所属的路段标识、出口路段所属的图幅号、出口路段所属的路段标识、进口路段所属的道路方向、出口路段所属的道路方向、进口路段的进入角度、出口路段的出口角度、所属地理区域；
所述路段的属性信息，包括下述至少一项：所述路段所属城市的名称、所属城市的标识码、路段名称、在电子地图中对应的道路节点标识、道路节点图幅号、所属的图幅号、路段标识、进口路段所属的道路方向、出口路段所属的道路方向、进口路段的进入角度、出口路段的出口角度、所属地理区域；
所述道路交叉口和/或所述路段的道路交通信息，包括下述至少一项：所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的车流量、各车流方向下各通行路线上游路段的实际行驶速度、各车流方向下各通行路线下游路段的实际行驶速度、实际行驶速度对应的时间信息、通行路线对应的车辆行驶方向、车辆行驶轨迹；所述车辆行驶方向包括：左转、右转、直行和掉头。
可选的，所述路况参数包括下述至少一项：所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的排队长度，所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的停车次数，所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的通行时间，以及所述道路交叉口和/或所述路段各车流方向的入口速度和出口速度。
本申请虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本申请，任何本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flashram)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitorymedia)，如调制的数据信号和载波。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！