一种基于大数据的城市交通态势感知方法及预警系统与流程

本发明涉及大数据领域，特别涉及一种基于大数据的城市交通态势感知方法及预警系统领域。

背景技术：

众所周知，现有的城市交通较为拥挤，为了解决现有的城市内部的交通较为拥挤的难题，很多人想到了通过改变红绿灯的等待时间来缓解城市交通较为拥挤的情况。

例如在现有中国专利号为cn100595809c公开了一种新型的智能型红绿灯控制系统，它主要由摄像模块，识别器，服务器以及红绿灯控制器顺次级联组成，识别器中包括车辆检测模块、流量检测模块、车辆抓拍模块、车辆号牌识别模块及车型识别模块；识别器采用视频虚拟线圈技术对通过车辆进行计数，计算车流量，根据抓拍图象进行车型和号牌识别，并将车流量、车型和号牌所形成的其它信息输入至红绿灯时间运算模块。本发明车辆计数准确性高，获取的信息量大大增加，可计算得到车辆平均等待时间最短的红绿灯时间，节省道路交通资源。

利用上述专利虽然在一定程度上缓解了道路拥挤的情况，但是它也存在着一些问题，首先它只采集车流量、车型和号牌的信息，采集的信息较为片面，要知道影响城市交通的拥堵的因素多种多样，如何将每一个影响因素都考虑到位是一个问题，其次，解决道路拥挤的问题不能只靠实时调整红绿灯的时间解决，遇到紧急情况还是需要司机、交管部门、医护部门和消防部门等多部门联合解决，这样如何快速使司机、交管部门、医护部门和消防部门多部门都能快速并实时了解城市道路的情况并快速解决紧急情况是一个亟待解决的问题，为了解决上述问题，我们提出一种基于大数据的城市交通态势感知方法及预警系统。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种基于大数据的城市交通态势感知方法及预警系统，可以有效解决背景技术中的问题：影响城市交通的拥堵的因素多种多样，如何将每一个影响因素都考虑到位是一个问题，其次，解决道路拥挤的问题不能只靠实时调整红绿灯的时间解决，遇到紧急情况还是需要司机、交管部门、医护部门和消防部门等多部门联合解决，这样如何快速使司机、交管部门、医护部门和消防部门多部门都能快速并实时了解城市道路的情况并快速解决紧急情况是一个亟待解决的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于大数据的城市交通态势感知方法，包括以下步骤：

1）利用大数据平台将城市的道路路线的基本情况通过建模软件进行全面系统的建模，并建设城市交通云服务平台，且通过各个部门的职务确定云服务平台的接入端口和接入方式；

2）探测单元通过车位探测模块、烟雾探测模块、车流量探测模块、行人流量探测模块、车队长度探测模块、车速探测模块、车道占用探测模块、车距探测模块和行车时间探测模块对城市各个道路线路的情况进行实时、全面和系统化探测和感知，且在建模软件建立的模型中进行有效显示，同时在云平台上实时更新探测单元探测的结果；

3）对探测的车位、烟雾、车流量、行人流量、车队长度、车速、车道占用、车距和行车时间多种因素的数据并结合道路的基本情况进行加权平均得出当前城市整体路段的交通态势，并分析城市道路的时空演化过程进而发出预警信息；

4）将城市交通发生的各种情况分别通过云服务平台实时共享至司机、交管部门、医护部门和消防部门，控制单元的红绿灯控制模块通过实时调整红绿灯的时间长短来处理城市交通中产生的各种问题。

本发明的进一步技术改进在于：一种基于大数据的城市交通态势及预警系统，所述预警系统包括探测单元、报警单元、控制单元、云服务平台、信息传输单元、北斗定位服务单元、数据储存单元和计算单元，所述探测单元适于通过多个探测模块对城市的各个道路线路的情况进行实时、全面和系统化探测和感知，所述报警单元适于对道路堵塞情况进行快速报警，使司机尽早了解道路堵塞情况，所述控制单元适于控制整个系统的运行，并通过控制红绿灯的时间长短来处理交通中产生的各种问题，所述计算单元适于对探测单元测得的数据进行加权平均以得到当前城市整体路段的交通态势，所述数据储存单元适于对探测机构所探测的数据进行储存以对以后的道路修建提供科学依据。

本发明的进一步技术改进在于：所述云服务平台适于对探测单元探测的信息和整个系统的信息利用大数据网络在各个终端显示，以使使用者准确的了解整个城市道路的准确情况，所述北斗定位服务单元适于通过北斗导航系统为使用者提供定位和导航服务，所述信息传输单元适于通过大数据和互联网系统进行使用者和云服务平台之间的信息互传，所述控制单元包括红绿灯控制模块，所述红绿灯控制模块适于通过实时控制红绿灯的转换时间间隔来综合解决城市交通道路中不同位置、不同时间和不同情况的各种问题。

本发明的进一步技术改进在于：所述探测单元包括车位探测模块、烟雾探测模块、车流量探测模块、行人流量探测模块、车队长度探测模块、车速探测模块、车道占用探测模块、车距探测模块和行车时间探测模块，所述车位探测模块适于通过大数据系统探测城市的车位的饱和度，在云平台上为司机提供准确的车位饱和信息，所述烟雾探测模块适于探测城市中各个交通道路上产生的烟雾，并以此判断车祸的发生，所述车流量探测模块适于探测城市中各个交通道路的车流量，所述行人流量探测模块适于探测城市中各个交通道路的行人流量，所述车队长度探测模块适于探测城市中各个路口的车队长度，以分析该路口的堵路拥挤程度。

本发明的进一步技术改进在于：所述车速探测模块适于探测汽车在城市中行驶的车速，以对道路的拥挤程度提供参考依据，所述车道占用探测模块适于探测城市各个道路的车道占用情况，所述车距探测模块适于对道路上行驶的车辆的车距进行测量，所述行车时间探测模块适于计算城市上的道路上每一个车辆的行车时间，以对司机的疲劳驾驶进行提醒，这样对车位、烟雾、车流量、行人流量、车队长度、车速、车道占用、车距和行车时间多种因素的数据进行有效全面的探测，为当前城市的交通态势判断提供有效和合理的依据。

本发明的进一步技术改进在于：所述云服务平台设置有两个接入端口，分别为管理端接口和服务端接口，所述管理端接口通过物联网与交管部门服务器连接，所述交管部门服务器适于通过云服务平台对整个城市交通情况进行综合管理，并发布重要的城市交通态势信息，所述服务接口通过物联网分别连接有行人手机软件终端、司机车载终端、医护部门终端、消防部门终端和路旁显示终端，所述行人手机软件终端适于通过手机软件的形式向行人反映城市道路的基本情况，所述司机车载终端通过云服务平台适于实时为司机提供导航和城市道路信息的基本情况，且可为司机提供目的地的车位情况，所述医护部门终端通过云服务平台适于在车祸发生后第一时间为医护部门提供准确的车祸信息，为医护人员进行救治提供准确的预警信息，所述消防部门终端适于通过云服务平台在车祸发生后第一时间为消防部门提供准确的车祸信息，为消防人员进行救援提供准确的预警信息，这样可有效并快速对车祸的发生进行处理，极大地提高了对车祸的救援效率，且可快速疏通道路，所述路旁显示终端适于通过设置在城市各个道路两旁的大型屏显设备为行人和司机提供该路段的基本信息，以供行人和司机快速了解该段道路的基本情况。

本发明的进一步技术改进在于：所述预警单元包括堵车情况报警模块、车位报警单元和车祸情况报警单元，所述堵车情况报警单元适于根据路段的堵车情况预警系统实时向交管部门和司机提供合适的堵车报警等级，所述车位报警单元适于根据司机的目的地估算目的地的剩余车位情况，根据车位的剩余情况向司机提供合适的车位报警等级，所述车祸情况报警模块适于通过对探测单元探测的车祸信息进行处理，得出合适的车祸报警等级，并向交管部门和医护部门进行报警。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

通过设置的云服务平台和探测单元配合使用，探测单元通过大数据对影响城市道路交通的车位、烟雾、车流量、行人流量、车队长度、车速、车道占用、车距和行车时间多种因素的数据进行采集，并结合道路的基本情况进行加权平均得出当前城市整体路段的交通态势，这样可较为准确的反映出城市交通的整体态势。

通过设置的控制单元、云服务平台和预警单元配合使用，可将城市道路上发生的各种情况通过云服务平台实时共享至司机、交管部门、医护部门和消防部门，红绿灯控制模块通过实时调整红绿灯的时间长短来处理城市交通中产生的拥挤问题，这样可有效并快速对车祸的发生进行处理，极大地提高了对车祸的救援效率，且可快速疏通道路。

附图说明

图1为本发明一种基于大数据的城市交通态势感知方法的整体流程示意图。

图2为本发明一种基于大数据的城市交通态势预警系统的运行流程示意图。

图3为本发明一种基于大数据的城市交通态势感知方法及预警系统的探测单元流程示意图。

图4为本发明一种基于大数据的城市交通态势感知方法及预警系统的云服务平台流程示意图。

图5为本发明一种基于大数据的城市交通态势感知方法及预警系统的报警单元流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1

如图1-4所示，一种基于大数据的城市交通态势感知方法，包括以下步骤：

1）利用大数据平台将城市的道路路线的基本情况通过建模软件进行全面系统的建模，并建设城市交通云服务平台，且通过各个部门的职务确定云服务平台的接入端口和接入方式；

2）探测单元通过车位探测模块、烟雾探测模块、车流量探测模块、行人流量探测模块、车队长度探测模块、车速探测模块、车道占用探测模块、车距探测模块和行车时间探测模块对城市各个道路线路的情况进行实时、全面和系统化探测和感知，且在建模软件建立的模型中进行有效显示，同时在云平台上实时更新探测单元探测的结果；

3）对探测的车位、烟雾、车流量、行人流量、车队长度、车速、车道占用、车距和行车时间多种因素的数据并结合道路的基本情况进行加权平均得出当前城市整体路段的交通态势，并分析城市道路的时空演化过程进而发出预警信息；

4）将城市交通发生的各种情况分别通过云服务平台实时共享至司机、交管部门、医护部门和消防部门，控制单元的红绿灯控制模块通过实时调整红绿灯的时间长短来处理城市交通中产生的各种问题。

一种基于大数据的城市交通态势及预警系统，预警系统包括探测单元、报警单元、控制单元、云服务平台、信息传输单元、北斗定位服务单元、数据储存单元和计算单元，探测单元适于通过多个探测模块对城市的各个道路线路的情况进行实时、全面和系统化探测和感知，报警单元适于对道路堵塞情况进行快速报警，使司机尽早了解道路堵塞情况，控制单元适于控制整个系统的运行，并通过控制红绿灯的时间长短来处理交通中产生的各种问题，计算单元适于对探测单元测得的数据进行加权平均以得到当前城市整体路段的交通态势，数据储存单元适于对探测机构所探测的数据进行储存以对以后的道路修建提供科学依据。

云服务平台适于对探测单元探测的信息和整个系统的信息利用大数据网络在各个终端显示，以使使用者准确的了解整个城市道路的准确情况，北斗定位服务单元适于通过北斗导航系统为使用者提供定位和导航服务，信息传输单元适于通过大数据和互联网系统进行使用者和云服务平台之间的信息互传，控制单元包括红绿灯控制模块，红绿灯控制模块适于通过实时控制红绿灯的转换时间间隔来综合解决城市交通道路中不同位置、不同时间和不同情况的各种问题。

探测单元包括车位探测模块、烟雾探测模块、车流量探测模块、行人流量探测模块、车队长度探测模块、车速探测模块、车道占用探测模块、车距探测模块和行车时间探测模块，车位探测模块适于通过大数据系统探测城市的车位的饱和度，在云平台上为司机提供准确的车位饱和信息，烟雾探测模块适于探测城市中各个交通道路上产生的烟雾，并以此判断车祸的发生，车流量探测模块适于探测城市中各个交通道路的车流量，行人流量探测模块适于探测城市中各个交通道路的行人流量，车队长度探测模块适于探测城市中各个路口的车队长度，以分析该路口的堵路拥挤程度。

车速探测模块适于探测汽车在城市中行驶的车速，以对道路的拥挤程度提供参考依据，车道占用探测模块适于探测城市各个道路的车道占用情况，车距探测模块适于对道路上行驶的车辆的车距进行测量，行车时间探测模块适于计算城市上的道路上每一个车辆的行车时间，以对司机的疲劳驾驶进行提醒，这样对车位、烟雾、车流量、行人流量、车队长度、车速、车道占用、车距和行车时间多种因素的数据进行有效全面的探测，为当前城市的交通态势判断提供有效和合理的依据。

通过采用上述技术方案：通过设置的云服务平台和探测单元配合使用，探测单元通过大数据对影响城市道路交通的车位、烟雾、车流量、行人流量、车队长度、车速、车道占用、车距和行车时间多种因素的数据进行采集，并结合道路的基本情况进行加权平均得出当前城市整体路段的交通态势，这样可较为准确的反映出城市交通的整体态势。

如图1-5所示，一种基于大数据的城市交通态势感知方法，包括以下步骤：

1）利用大数据平台将城市的道路路线的基本情况通过建模软件进行全面系统的建模，并建设城市交通云服务平台，且通过各个部门的职务确定云服务平台的接入端口和接入方式；

2）探测单元通过车位探测模块、烟雾探测模块、车流量探测模块、行人流量探测模块、车队长度探测模块、车速探测模块、车道占用探测模块、车距探测模块和行车时间探测模块对城市各个道路线路的情况进行实时、全面和系统化探测和感知，且在建模软件建立的模型中进行有效显示，同时在云平台上实时更新探测单元探测的结果；

3）对探测的车位、烟雾、车流量、行人流量、车队长度、车速、车道占用、车距和行车时间多种因素的数据并结合道路的基本情况进行加权平均得出当前城市整体路段的交通态势，并分析城市道路的时空演化过程进而发出预警信息；

4）将城市交通发生的各种情况分别通过云服务平台实时共享至司机、交管部门、医护部门和消防部门，控制单元的红绿灯控制模块通过实时调整红绿灯的时间长短来处理城市交通中产生的各种问题。

一种基于大数据的城市交通态势及预警系统，预警系统包括探测单元、报警单元、控制单元、云服务平台、信息传输单元、北斗定位服务单元、数据储存单元和计算单元，探测单元适于通过多个探测模块对城市的各个道路线路的情况进行实时、全面和系统化探测和感知，报警单元适于对道路堵塞情况进行快速报警，使司机尽早了解道路堵塞情况，控制单元适于控制整个系统的运行，并通过控制红绿灯的时间长短来处理交通中产生的各种问题，计算单元适于对探测单元测得的数据进行加权平均以得到当前城市整体路段的交通态势，数据储存单元适于对探测机构所探测的数据进行储存以对以后的道路修建提供科学依据。

云服务平台设置有两个接入端口，分别为管理端接口和服务端接口，管理端接口通过物联网与交管部门服务器连接，交管部门服务器适于通过云服务平台对整个城市交通情况进行综合管理，并发布重要的城市交通态势信息，服务接口通过物联网分别连接有行人手机软件终端、司机车载终端、医护部门终端、消防部门终端和路旁显示终端，行人手机软件终端适于通过手机软件的形式向行人反映城市道路的基本情况，司机车载终端通过云服务平台适于实时为司机提供导航和城市道路信息的基本情况，且可为司机提供目的地的车位情况，医护部门终端通过云服务平台适于在车祸发生后第一时间为医护部门提供准确的车祸信息，为医护人员进行救治提供准确的预警信息，消防部门终端适于通过云服务平台在车祸发生后第一时间为消防部门提供准确的车祸信息，为消防人员进行救援提供准确的预警信息，这样可有效并快速对车祸的发生进行处理，极大地提高了对车祸的救援效率，且可快速疏通道路，路旁显示终端适于通过设置在城市各个道路两旁的大型屏显设备为行人和司机提供该路段的基本信息，以供行人和司机快速了解该段道路的基本情况。

预警单元包括堵车情况报警模块、车位报警单元和车祸情况报警单元，堵车情况报警单元适于根据路段的堵车情况预警系统实时向交管部门和司机提供合适的堵车报警等级，车位报警单元适于根据司机的目的地估算目的地的剩余车位情况，根据车位的剩余情况向司机提供合适的车位报警等级，车祸情况报警模块适于通过对探测单元探测的车祸信息进行处理，得出合适的车祸报警等级，并向交管部门、消防部门和医护部门进行报警。

通过采用上述技术方案：通过设置的控制单元、云服务平台和预警单元配合使用，可将城市道路上发生的各种情况通过云服务平台实时共享至司机、交管部门、医护部门和消防部门，红绿灯控制模块通过实时调整红绿灯的时间长短来处理城市交通中产生的拥挤问题，这样可有效并快速对车祸的发生进行处理，极大地提高了对车祸的救援效率，且可快速疏通道路。

需要说明的是，本发明为一种基于大数据的城市交通态势感知方法及预警系统，在使用时，首先，利用大数据平台将城市的道路路线的基本情况通过建模软件进行全面系统的建模，并建设城市交通云服务平台，且通过各个部门的职务确定云服务平台的接入端口和接入方式，其次，探测单元通过车位探测模块、烟雾探测模块、车流量探测模块、行人流量探测模块、车队长度探测模块、车速探测模块、车道占用探测模块、车距探测模块和行车时间探测模块对城市各个道路线路的情况进行实时、全面和系统化探测和感知，且在建模软件建立的模型中进行有效显示，同时在云平台上实时更新探测单元探测的结果，然后，对探测的车位、烟雾、车流量、行人流量、车队长度、车速、车道占用、车距和行车时间多种因素的数据并结合道路的基本情况进行加权平均得出当前城市整体路段的交通态势，并分析城市道路的时空演化过程进而发出预警信息，最后，将城市交通发生的各种情况分别通过云服务平台实时共享至司机、交管部门、医护部门和消防部门，控制单元的红绿灯控制模块通过实时调整红绿灯的时间长短来处理城市交通中产生的各种问题。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。