一种城市隧道交通智能指挥调度方法及系统与流程

本发明涉及交通控制，尤其涉及一种城市隧道交通智能指挥调度方法及系统。

背景技术：

1、在现代城市中，隧道作为重要的交通基础设施，其施工和维护对城市交通流的影响尤为显著，传统的交通管理系统在处理隧道施工期间的交通流动时面临诸多挑战，这些挑战包括施工计划的突然变更、施工区域的交通拥堵、以及施工车辆与公共交通流的协调问题，现有的交通管理方法往往缺乏灵活性，无法实时适应施工计划的变化，也不能有效预测和减轻由施工引起的交通拥堵。

2、此外，现有技术在处理非施工车辆的路线规划方面通常是静态的，缺乏动态优化能力，这导致了在施工期间，非施工车辆经常面临不必要的延误和迂回行驶，增加了交通拥堵和事故风险，同时，施工车辆的调度和管理常常未能充分考虑其对周围交通流的影响，从而降低了施工效率并增加了对普通交通的干扰。

3、因此，迫切需要一种能够实时响应隧道施工变更、优化非施工车辆路线规划，并有效管理施工车辆的智能交通指挥调度方法。

技术实现思路

1、基于上述目的，本发明提供了一种城市隧道交通智能指挥调度方法及系统。

2、一种城市隧道交通智能指挥调度方法，包括以下步骤：

3、s1：施工区域与车流实时监测，使用传感器和摄像头，实时监控隧道施工区域的具体活动和状态，同时监测隧道内外的车流量、车速和车辆类型，关注施工车辆和重型车辆的动态；

4、s2：动态施工车辆调度，根据实时监测数据，动态安排施工车辆的进出时间和路线，确保施工车辆能在不干扰公共交通流的情况下高效进入和离开施工区；

5、s3：交通流量智能控制，对非施工车辆实行智能控制，包括调整车辆进入隧道的速度、间隔和路线，还包括在高峰时段实行车流量控制，减少交通拥堵；

6、s4：临时施工变更快速适应机制，在隧道施工计划突然改变时，调整交通控制策略。

7、进一步的，所述s1中的施工区域与车流实时监测具体包括：

8、传感器和摄像头的配置：在隧道的关键位置安装高分辨率摄像头和多类型的传感器，包括车辆识别摄像头、速度传感器、车辆计数器和环境监测传感器，关键位置包括隧道入口、出口、施工区域及其周边道路；

9、传感器和摄像头实时收集关于车辆流量、车速、车辆类型的数据，并将数据发送至中央处理单元，中央处理单元使用数据及图像处理算法准确分析车辆动态；

10、对于运送危险物质、大型设备或执行特殊运输任务的车辆，使用车辆数据库进行识别，根据实时监测数据和识别结果，通过交警或临时交通信号灯指挥路线。

11、进一步的，所述s2中的动态施工车辆调度具体包括：

12、s21：基于优化算法，动态计算施工车辆的最佳进出时间和路线，考虑实时交通流量、道路容量、施工区域的活动安排，优化算法具体包括：

13、目标函数定义：目标是最小化施工车辆对公共交通流的总影响，同时确保施工车辆及时进入施工区，定义目标函数为施工车辆延误时间和公共交通流的延误时间之和，设最小化总影响为，其中：是施工车辆的数量，是第辆施工车辆对公共交通流的影响权重，是第辆施工车辆的预期延误时间，是第辆施工车辆的行程时间；

14、时间窗口设定：定义每个施工车辆的可用时间窗口，时间窗口由施工计划和道路使用情况确定，；

15、路线评估：对于每个施工车辆，评估所有可能的路线，每条路线根据对公共交通流的影响、行驶时间和路线距离进行评分，路线评估函数：对于每条可能的路线和时间窗口，计算影响和延误：

16、；

17、其中，是第辆车在第条路线上的影响评分，是第辆车在第条路线上的延误评分，和是评估影响和延误的函数，基于交通流量模型、路线长度、预期速度参数；

18、优化公式：对于每辆施工车辆，选择最优路线和时间窗口：

19、；

20、s22：根据施工的紧急程度和施工车辆的特性，合理分配不同车辆的优先级，确保关键施工车辆能够及时进入施工区，具体包括：

21、对每辆施工车辆进行详细分析，包括车辆的大小、载重量、车辆类型及其对施工进度的重要性；

22、根据施工计划和当前施工阶段，评估每项施工任务的紧急程度，紧急程度高的任务需要优先完成，相关车辆赋予高优先级，设定一个优先级分配公式，考虑车辆特性(如大小和载重量)和施工紧急程度，其中是计算优先级的函数，将车辆特性和施工紧急程度转换为优先级分数；

23、根据实时施工进度和现场条件，动态调整车辆的优先级，根据计算出的优先级分数，安排车辆进入和离开施工区，高优先级的车辆安排在更早的时间窗口，或被指定更直接的路线以快速到达施工区；

24、s23：设计施工车辆的行进路线，以最小化对公共交通流的干扰，包括避开交通高峰时段、使用次要道路或临时开辟的专用施工通道。

25、进一步的，所述s3中的交通流量智能控制具体包括：

26、s31：实时监测隧道内外的车流量、车速和车辆类型，使用大数据平台分析预测交通流量和识别高峰时段；

27、s32：根据实时交通数据和预测结果，动态调整进入隧道的车辆的速度限制和车辆间隔，在交通高峰时段，降低速度限制和增加车辆间隔，以平滑交通流并减少拥堵；

28、s33：调整隧道入口和周边道路的交通信号灯，以更好地管理车流量。

29、进一步的，所述s4中的临时施工变更快速适应机制具体包括：

30、s41：根据s1中的实时监控隧道施工区域的具体活动和状态，同时与施工单位主体建立数据信息接口，接收施工计划变更信息；

31、s42：应用预测算法，根据施工变更信息迅速重新预测交通流量和识别可能的拥堵点。

32、s43：当施工计划发生变更时，自动启动路线重规划算法，为非施工车辆提供新的最优路线建议，以绕开新的施工区域或避免拥堵；

33、s44：根据施工变更和重新预测的交通流量，动态调整隧道入口和周边道路的交通信号灯，优化车流量分配，减少拥堵影响。

34、进一步的，所述s41中的施工计划变更信息包括：

35、施工时间延长，若施工计划的结束时间延长，将影响预计的交通恢复时间，从而在延长期间增加周围区域的交通负担；

36、新的施工区域开设，开设新的施工区域导致之前未受影响的道路或隧道段变得拥挤；

37、施工路线更改，改变施工车辆的行进路线导致新的交通瓶颈。

38、进一步的，所述s42中的预测算法具体包括：

39、施工时间延长影响系数：

40、，是新的施工结束时间，是原计划的施工结束时间，是时间延长的权重因子；

41、施工路线更改影响系数，其中，是第条更改路线相比原路线的交通流量增加比例，是更改的路线数量，是路线更改的权重因子；

42、新施工区域开设影响系数，其中，是第个新施工区域占用的道路面积，是新开设的施工区域数量，是总道路面积，是新施工区域的权重因子；

43、综合施工影响系数：

44、；

45、交通流量预测公式的调整：考虑到上述各施工影响系数，调整交通流量预测公式：；

46、拥堵点识别公式的调整：根据细化的交通流量预测，重新识别拥堵点：，如果，则该路段会出现拥堵。

47、进一步的，所述s43中的路线重规划算法具体包括：

48、输入数据：实时交通流量和速度数据，施工变更信息，包括新的施工时间、位置和影响范围；

49、路线评估指标：路线长度、预计行驶时间、预计拥堵程度、施工影响评分；

50、路线评估公式：对于每条待选路线，计算综合评分，其中，是权重系数，用于平衡不同指标的重要性；

51、施工影响评分计算：施工影响评分取决于路线与施工区域的接近程度和施工严重性：

52、，其中，是第个施工区域的影响强度，是路线与施工区域的接近程度；

53、最优路线选择：选择具有最低综合评分的路线作为最优路线，将最优路线的信息反馈至交通管理端，通过智能交通系统、交警指挥以及路边显示屏进行路线指引。

54、进一步的，还包括信息通信与实时反馈，通过路边电子显示屏，向司机实时提供施工隧道内外的交通信息、施工状态、安全预警。

55、一种城市隧道交通智能指挥调度系统，用于实现上述的一种城市隧道交通智能指挥调度方法，包括以下模块：

56、实时监控模块：包括传感器网络和摄像头，用于实时监测隧道施工区域的活动和状态以及隧道内外的车流量、车速和车辆类型；

57、动态施工车辆调度模块：利用实时监控数据，动态安排施工车辆的进出时间和路线，通过算法优化施工车辆的调度，确保进入和离开施工区的安全，同时最小化对公共交通流的影响；

58、交通流量智能控制模块：对非施工车辆实施智能控制，调整进入隧道的速度、间隔和路线，在交通高峰时段，通过数据分析和预测技术实行车流量控制；

59、临时施工变更响应模块：在隧道施工计划发生突然变更时，迅速调整交通控制策略。

60、本发明的有益效果：

61、本发明，通过实时交通监控和动态交通流量预测，结合数据分析和各算法，大幅提高了城市隧道交通管理的效率和适应性，在隧道施工期间，快速适应机制能够即时响应施工计划的变更，如施工时间延长或新施工区域的开设，确保交通控制策略始终与当前交通状况和施工需求保持同步，这种灵活的适应能力显著减少了施工对公共交通流的干扰，确保了交通流畅，减少了因施工引起的交通拥堵。

62、本发明，为非施工车辆提供了高度优化的路线规划，尤其在交通高峰时段和施工变更情况下，利用先进的路线重规划算法，能够动态提供最优路线建议，有效绕开施工区域和潜在拥堵点，通过减少非施工车辆在施工区域的行驶，降低了事故风险，同时提高了整体交通流的效率。

63、本发明，还特别关注施工车辆的调度和管理，通过实时监测和优先级管理，确保关键施工车辆能够及时高效地进入和离开施工区，施工车辆的优先级管理考虑了车辆的特性和施工的紧急程度，使得重要的施工任务能够得到及时的支持，同时最小化对正常交通流的影响。