一种基于人工智能的智慧交通管理系统及方法与流程

本发明涉及交通管理技术技术，具体公开了一种基于人工智能的智慧交通管理系统及方法。

背景技术：

1、随着信息技术的不断提高，基于人工智能获取大数据并协助当地交管部门进行交通管理，能够大大缓解城市的交通压力，也可以给当地居民带来便利。

2、现有的交通管理系统大都是通过观察实时车流量来判断当前路段是否拥堵，虽然，可以一定程度帮助交通管理，但是，没有充分利用路段资源，用以满足最大车辆通过，而且，不能通过路段资源及时发现造成拥堵的原因，从根源上解决拥堵问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于人工智能的智慧交通管理系统及方法，用以解决上述背景技术中所面临的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种基于人工智能的智慧交通管理系统，包括数据采集模块、数据处理模块、决策模块和控制模块；

4、所述数据采集模块，用于实时采集当前路段的车辆信息；

5、所述数据处理模块，用于将数据采集模块采集的车辆信息数据处理后储存到系统数据库当中；

6、所述决策模块，用于根据系统数据库中的车辆信息数据生成最优交通管理策略；

7、所述控制模块，用于根据最优交通管理策略对交通进行实时控制。

8、作为本发明方案的进一步描述，所述采集模块的工作过程包括：

9、将所有路段进行编号，编号依次为1、2、3…n；

10、每个路段都设置有智能采集设备，用于采集当前路段的车辆在所有时间段内的动态信息。

11、作为本发明方案的进一步描述，所述采集模块采集的车辆信息数据包括：

12、当前时间段内路口车流量qi、路段车流量pi、路口车辆平均车速ei、路段车辆平均车速ri、车辆通过当前路段的平均时间ti和通过当前路段车辆总数mi；

13、i表示第i个路段，其中i∈n。

14、作为本发明方案的进一步描述，所述决策模块的工作过程包括：

15、步骤s1、获取每个路段同向车道数量及可用车道数量；

16、步骤s2、根据采集模块实时采集的当前时间段内每个路段的车辆信息和步骤s1中获取的路段信息，计算每个路段的拥堵指标σi；

17、步骤s3、根据每个路段的拥堵指标σi判断每个路段的拥堵情况，将每个路段的拥堵情况划分为：拥堵、缓行和畅通；

18、步骤s4、根据拥堵情况调整每个路段的信号灯：增加拥堵路段的路口通行时间、减少畅通路段的路口通行时间以及保持缓行路段的路口通行时间。

19、作为本发明方案的进一步描述，所述步骤s2中每个路段的拥堵指标σi通过下式计算：

20、

21、式中，q0i为第i个路段在时间段内路口标准车流量，p0i为第i个路段在时间段内路段标准车流量，e0i为第i个路段在时间段内路口车辆平均速度，r0i为第i个路段在时间段内路段车辆平均速度，t0i为第i个路段车辆通过的标准时间，m0i为第i个路段在时间段内允许通过的最大车辆数；σ和β为权重系数。

22、作为本发明方案的进一步描述，所述权重系数α根据第i个路段的同向车道数量确定；

23、所述权重系数β根据第i个路段的同向可用车道数量与第i个路段的同向车道数量的比值确定。

24、作为本发明方案的进一步描述，所述步骤s3的具体过程包括：

25、将步骤s2中计算的第i个路段的拥堵指标σi与该路段预设的拥堵指标阈值区间[σi1，σi2]比较；

26、若σi∈[σi1，σi2]则说明第i个路段的拥堵情况为缓行；

27、若σi∈[-∞，σi1]则说明第i个路段的拥堵情况为畅通；

28、若σi∈[σi2，+∞]则说明第i个路段的拥堵情况为拥堵。

29、作为本发明方案的进一步描述，所述决策模块的工作过程还包括：

30、步骤s5、将每天划分为x个时间段，获取第i个路段的每个时间段的拥堵指标σi，并获取第i个路段最大拥堵指标maxσi；

31、步骤s6、构建第i个路段拥堵指标σi与x的曲线方程f(δx，σi)；

32、步骤s7、通过曲线方程f(x，σi)、第i个路段最大拥堵指标maxσi和第i个路段平均每天车流量yi计算第i个路段改善指标ρi：

33、

34、步骤s8、重复步骤s5-s7计算出所有路段的路段改善指标ρn；

35、步骤s9、将所有路段的路段改善指标ρn从大到小排序，以预设阈值ρ0作为分界点，选取排名前s名的路段，改善路段情况。

36、一种基于人工智能的智慧交通管理方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

37、步骤ss1、将所有路段进行编号，编号依次为1、2、3…n；

38、步骤ss2、采集模块实时采集的当前时间段内第i个路段的车辆信息和第i个路段的同向车道数量及可用车道数量；

39、步骤ss3、根据步骤ss2中的信息计算第i个路段当前时间段的拥堵指标σi；

40、步骤ss4、将第i个路段的拥堵指标σi与该路段预设的拥堵指标阈值区间[σi1，σi2]比较；

41、若σi∈[σi1，σi2]则说明第i个路段的拥堵情况为缓行，不用调整交通信号灯，保持拥堵路段的路口通行时间；

42、若σi∈[-∞，σi1]则说明第i个路段的拥堵情况为畅通，调整交通信号灯，减少拥堵路段的路口通行时间；

43、若σi∈[σi2，+∞]则说明第i个路段的拥堵情况为拥堵，调整交通信号灯，增加拥堵路段的路口通行时间；

44、步骤ss5、将每天划分为x个时间段，获取第i个路段的每个时间段的拥堵指标σi，并获取第i个路段最大拥堵指标maxσi；

45、步骤ss6、根据步骤ss5中获取的数据计算第i个路段改善指标ρi，并同时按照相同的方法计算出所有路段的路段改善指标ρn；

46、步骤ss9、将所有路段的路段改善指标ρn从大到小排序，以预设阈值ρ0作为分界点，选取排名前s名的路段，改善路段情况。

47、本发明的优点：

48、1、本发明数据采集模块通过在每个路段都设置有智能采集设备，用于采集当前路段的车辆在所有时间段内的动态信息，根据动态信息和路段信息计算出每个路段的拥堵指标σi，根据拥堵指标σi调整交通信号灯，增加拥堵路段的路口通行时间；根据当前时间段所有路段的实时交通情况和路段资源，并结合突发情况，实时控制当前路段交通，不仅避免造成拥堵，而且还尽可能满足在不拥堵的情况下最大车辆通过。

49、2、本发明将每天划分为x个时间段，获取第i个路段的每个时间段的拥堵指标σi，并获取第i个路段最大拥堵指标maxσi，根据获取的数据计算所有路段的路段改善指标ρn，将所有路段的路段改善指标ρn从大到小排序，以预设阈值ρ0作为分界点，选取排名前s名的路段，改善路段情况，并根据拥堵指标σi的计算公式，判断是什么原因造成拥堵，从根本解决拥堵问题。

50、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。