一种基于数据库的交通流数据分析系统、方法及电子设备

1.本发明涉及交通流分析技术领域，尤其涉及一种基于数据库的交通流数据分析系统、方法、电子设备及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.随着中国城市交通规划行业的快速发展，交通调查作为交通规划定量分析的基础工作，日趋受到重视，其必要性也得到认可。特别是近年来，我国的汽车保有率高速增长，城市交通问题面临的挑战越来越大，交通调查逐渐受到决策层的重视。综合性的交通调查已经成为各城市综合交通规划工作必不可少的部分，其调查数据也为其他交通专项规划提供可靠的分析依据。
3.随着科技的进步，各种新技术也纷纷应用于交通调查。主要包括两个方面，一是改进传统调查方法，采用新的技术手段获取数据；二是采用新的数据采集手段，获得人工调查无法获取的海量数据。线圈、牌照识别、高速公路收费车辆数据、ic卡等海量数据采集技术的应用，为车速、交通量、公交乘行od、车辆行驶od与路径等交通特征分析提供了常态化数据，这是以往传统人工调查无法获得的。这些数据从一个方面比较完整和准确地反映出交通特征，但即使是所有海量数据综合起来，也不能完整反映整个交通系统的特征，有些数据只能依靠传统的人工调查方法获得。对交通流数据的分析目前仍然停留于人工作业，工作量大，可靠性差，效率低下。


技术实现要素：

4.有鉴于此，有必要提供一种基于数据库的交通流数据分析系统、方法、电子设备及计算机可读存储介质，用以解决现有技术中的交通流数据分析效率低下的问题。
5.为了解决上述问题，本发明提供一种基于数据库的交通流数据分析系统，包括录入模块、交通量特性分析模块及车速特性分析模块；
6.所述录入模块，用于获取预设时间内待分析区域中的交通量数据及车速数据；
7.所述交交通量特性分析模块，用于根据所述交通量确定交通量的时间分布特性及交通量的空间分布特性；
8.所述车速特性分析模块，用于根据所述车速数据确定地点车速特征值及车速的分布类型。
9.进一步地，所述交通量特性分析模块，根据所述交通量确定交通量的时间分布特性，包括：根据所述交通量，确定交通量的月变化、交通量的周变化和交通量的时变化。
10.进一步地，所述交通量特性分析模块，根据所述交通量确定交通量的空间分布特性，包括：根据所述交通量确定交通量对应的道路分布系数。
11.进一步地，所述车速特性分析模块，根据所述车速数据确定地点车速特征值，包括：根据所述车速数据获取位置特征数和离散特征数。
12.进一步地，所述位置特征数包括平均车速、中位车速及车速众数，所述离散特征数
包括车速极差及车速标准差。
13.进一步地，所述车速特性分析模块，根据所述车速数据确定车速的分布类型，包括：对所述车速数据进行正态分布的拟合优度检验，确定车速数据的所属分布类型为正态分布或偏态分布。
14.进一步地，基于数据库的交通流数据分析系统还包括交通密度数据分析模块，所述交通密度数据分析模块，用于根据交通量数据及车速数据，计算出不同交通状态下的交通密度，获取速度与密度的对应关系、流量与密度的对应关系，并根据所述速度与密度的对应关系输出速度与密度的对应关系图、流量与密度的对应关系图。
15.本发明还提供了一种基于数据库的交通流数据分析方法，包括：
16.获取预设时间内待分析区域中的交通量数据及车速数据；
17.根据所述交通量确定交通量的时间分布特性及交通量的空间分布特性；
18.根据所述车速数据确定地点车速特征值及车速的分布类型。
19.本发明还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述技术方案所述的基于数据库的交通流数据分析方法。
20.本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机该程序被处理器执行时，实现如上述技术方案所述的基于数据库的交通流数据分析方法。
21.采用上述实施例的有益效果是：通过录入模块、交通量特性分析模块、车速特性分析模块，利用交通量数据及车速数据等交通流数据，分析得到交通量的时间分布特性、交通量的空间分布特性、地点车速特征值及车速的分布类型等交通流数据分析结果，提高了交通流数据分析效率。
附图说明
22.图1为本发明实施例提供的基于数据库的交通流数据分析系统的结构框图；
23.图2为本发明实施例提供的24h交通量时变柱状图；
24.图3为本发明实施例提供的某交叉口早高峰时段流量流向图；
25.图4为本发明实施例提供的单日交通量数据分析结果输出窗口示意图；
26.图5为本发明实施例提供的连续式交通量数据分析结果输出窗口示意图；
27.图6为本发明实施例提供的某日车速的频率分布直方图；
28.图7为本发明实施例提供的某日车速的累计频率分布曲线图；
29.图8为本发明实施例提供的速度与密度的对应关系图显示效果；
30.图9为本发明实施例提供的流量与密度的对应关系图显示效果；
31.图10为本发明实施例提供的基于数据库的交通流数据分析方法流程示意图；
32.图11为本发明实施例提供的电子设备的结构框图。
具体实施方式
33.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
34.本发明实施例提供了一种基于数据库的交通流数据分析系统，该系统的结构框图，如图1所示，该基于数据库的交通流数据分析系统包括录入模块1、交通量特性分析模块2及车速特性分析模块3；
35.所述录入模块1，用于获取预设时间内待分析区域中的交通量数据及车速数据；
36.所述交通量特性分析模块2，用于根据所述交通量确定交通量的时间分布特性及交通量的空间分布特性；
37.所述车速特性分析模块3，用于根据所述车速数据确定地点车速特征值及车速的分布类型。
38.需要说明的是，通过录入模块、交通量特性分析模块、车速特性分析模块，利用交通量数据及车速数据等交通流数据，分析得到交通量的时间分布特性、交通量的空间分布特性、地点车速特征值及车速的分布类型等交通流数据分析结果，提高了交通流数据分析效率。
39.一个具体实施例中，上述数据库可以为oracle或者mysql数据库，基于数据库的交通流数据分析系统的录入模块除了获取预设时间内待分析区域中的交通量数据及车速数据外，还可以获取od信息。
40.具体实施时，在城市道路交通量的调查工作中，路段与交叉口的交通量统计是最基础最频繁的调查工作。而且，常见的道路网交通量调查、区域境界线交通量调查和分隔核查线交通量调查均基于路段和交叉口交通量调查数据。因此，交通量数据的录入以路段和交叉口交通量统计为主，包括路段交通量调查、t字形平面交叉口交通量调查和十字形平面交叉口交通量调查。
41.录入模块包括调查数据记录信息和调查数据录入表格两大功能组成。调查数据记录信息包括车流记录点位(site)、车型模式(type)、记录日期(date)、区间时间间隔(intervals)和起止时间(time)。调查数据录入表格包括车流方向(left、straight、right)、车型代码、区间时间以及录入数据等。在调查数据记录信息中，车流记录点位和记录日期只作为数据文件索引，不改变数据录入表格结构。而车型模式、起止时间和区间时间间隔决定数据录入表格的格式。
42.作为一个优选的实施例，所述交通量特性分析模块，根据所述交通量确定交通量的时间分布特性，包括：根据所述交通量，确定交通量的月变化、交通量的周变化和交通量的时变化。
43.一个具体实施例中，交通量的时间分布特性指某-地点(路段或交叉口)，交通量在不同时间的变化情况，包括交通量的月变化、周变化和时变化。一年内各月交通量的变化称为月变化，年平均日交通量与月平均日交通量的比值称为月变系数。交通量的周变化指一周内各天的交通量变化，也称日变化。对于某一固定考察的城市道路或其中的某一路段，交通量的日变化存在一定规律，通常工作日交通量稍高于周末。年平均日交通量(aadt)与某周日(星期i)的平均交通量(adt)的比值称为日变系数。若缺乏全年的交通量观测数据，则可用单一周的观测数据确定日变系数。交通量的时变化指一天24h内交通量的变化情况。包括高峰小时流量比和高峰小时系数。
44.作为一个优选的实施例，所述交通量特性分析模块，根据所述交通量确定交通量的空间分布特性，包括：根据所述交通量确定交通量对应的道路分布系数。
45.一个具体实施例中，交通量的大小除了随时间而变化外，还随空间的不同而变化，这种随空间位置而变化的特性称为空间分布特性。一条道路往返两个方向的交通量，通常情况下是存在差异的。这种差异可以通过道路分布系数kd来表示，道路分布系数kd为主要方向行车交通量与双向总交通量的比值。在一天24h内，各高峰时段交通量的方向分布也可能不同，为表示这种区别，可分别对早高峰和晚高峰单独计算方向分布系数。
46.具体实施时，交通量数据经过处理流程后，根据调查任务的需求，分别输出各类图表，在输出的图表中，一种是交通量调查数据汇总表，主要以文字和数字来表示交通量的数值和变化；另一种是各种示意图，包括柱状图、折线图、交叉口流量流向图，主要通过各种图形直观地表示交通量的大小及其变化；24h交通量时变柱状图，如图2所示；某交叉口早高峰时段流量流向图，如图3所示，在交通量数据分析结果输出类型上，主要分为单日交通量数据分析结果和连续式交通量数据分析两种。单日交通量数据分析结果输出窗口示意图，如图4所示，连续式交通量数据分析结果输出窗口示意图，如图5所示。
47.作为一个优选的实施例，所述车速特性分析模块，根据所述车速数据确定地点车速特征值，包括：根据所述车速数据获取位置特征数和离散特征数。
48.一个具体实施例中，车速录入数据文件中，包括日期、点位、车道、记录时间、车速这5类数据信息。通过对车速数据进行分组管理，计算车速特征值，地点车速频率分布表是一种用来显示车速分布特性直观而简洁的工具。常用的地点车速频率分布表如表1所示。
49.表1地点车速频率分布表
[0050][0051]
作为一个优选的实施例，所述位置特征数包括平均车速、中位车速及车速众数，所述离散特征数包括车速极差及车速标准差。
[0052]
一个具体实施例中，地点车速特征值包括位置特征数和离散特征数两类。位置特征数表示地点车速分布集中趋势的量度，位置特征数包括平均车速、中位车速和车速众数。离散特征是表示样本中数字分散程度的一种数据，离散特征包括极差及标准差，包括车速分布中具有代表性的速度值(例如15％、50％、85％车速等)。
[0053]
作为一个优选的实施例，所述车速特性分析模块，根据所述车速数据确定车速的分布类型，包括：对所述车速数据进行正态分布的拟合优度检验，确定车速数据的所属分布类型为正态分布或偏态分布。
[0054]
需要说明的是，通过对地点车速的分布特性进行检验，分析其分布特性，用以评价道路设计或交通管制是否合理。拟合优度检验是用卡方统计量进行统计显著性检验的重要内容之一。它是依据总体分布状况，计算出分类变量中各类别的期望频数，与分布的观察频数进行对比，判断期望频数与观察频数是否有显著差异，从而达到从分类变量进行分析的目的。某日车速的频率分布直方图，如图6所示；某日车速的累计频率分布曲线图，如图7所示。具体实施时，只需对录入的车速数据进行正态分布的拟合优度检验，即可区分所录入车速数据的所属分布类型。
[0055]
一个具体实施例中，对所述车速数据进行正态分布的拟合优度检验，包括建立原
假设h0、选择统计量、确定统计量的临界值、统计检验结果。在oracle数据库中，通过聚合函数实现正态分布的拟合优度检验过程非常复杂，不仅开发周期长，而且在运行过程中会占用大量的内存空间。因此，为减小开发风险，可利用matlab调用oracle的方法实现车速正态分布的拟合优度检验。
[0056]
作为一个优选的实施例，所述基于数据库的交通流数据分析系统还包括交通密度数据分析模块，所述交通密度数据分析模块，用于根据交通量数据及车速数据，计算出不同交通状态下的交通密度，获取速度与密度的对应关系、流量与密度的对应关系，并根据所述速度与密度的对应关系输出速度与密度的对应关系图、流量与密度的对应关系图。
[0057]
需要说明的是，在交通调查中，仅用交通量等参数难以全面描述交通流的实际状态。例如交通量趋近于零，既可以是描述车辆数极少时的道路交通，也可以表示交通严重拥挤，车流处于停滞状态。而根据密度的大小，则可直接判定拥挤程度，从而决定采用何种交通管理和控制措施。在实践中，可以看到这样一种现象：当道路上的车辆增多、车流密度增大时，驾驶员被迫降低车速。当车流密度由大变小时，车速又会增加，这就说明速度和密度之间有一定的关系。
[0058]
一个具体实施例中，通过交通量和对应的车速数据，计算出不同交通状态下的交通密度，可得到速度与密度的对应关系图，速度与密度的对应关系图中，横坐标为最大流量时的密度，纵坐标为最大流量时的车速；速度与密度的对应关系图显示效果，如图8所示。流量与密度的对应关系图可以更直观地显示出道路在不同交通量状态下与交通密度的二次函数关系。流量与密度的对应关系图的横坐标是交通密度，纵坐标是该路段交通流量；流量与密度的对应关系图显示效果，如图9所示。
[0059]
本发明实施例提供了基于数据库的交通流数据分析方法，其流程示意图，如图10所示，该方法包括：
[0060]
步骤s1、获取预设时间内待分析区域中的交通量数据及车速数据；
[0061]
步骤s2、根据所述交通量确定交通量的时间分布特性及交通量的空间分布特性；
[0062]
步骤s3、根据所述车速数据确定地点车速特征值及车速的分布类型。
[0063]
本发明实施例提供了一种电子设备，其结构框图，如图11所示，所述电子设备包括存储器20和处理器10，所述存储器20上存储有计算机程序30，所述计算机程序30被所述处理器10执行时，实现如上述实施例所述的基于数据库的交通流数据分析方法。
[0064]
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机该程序被处理器执行时，实现如上述实施例所述的基于数据库的交通流数据分析方法。
[0065]
本发明公开了一种基于数据库的交通流数据分析系统、方法、电子设备及计算机可读存储介质，通过录入模块、交通量特性分析模块、车速特性分析模块，利用交通量数据及车速数据等交通流数据，分析得到交通量的时间分布特性、交通量的空间分布特性、地点车速特征值及车速的分布类型等交通流数据分析结果，提高了交通流数据分析效率。
[0066]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非
易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0067]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。