基于简化路网模型的实时路况监控方法技术

本发明专利技术公开了一种基于简化路网模型的实时路况监控方法，属于路口监控领域。该方法首先建立简化路网模型，将普通交叉路口、红绿灯交叉路口、立交桥和环道均抽象为节点，两节点之间的单行路段抽象成一条有向弧，两节点之间的双行路段抽象成两条有向弧，在每条有向弧上加权有至少一个时间花费权值，其次周期地采集车辆进入起始节点y和终止节点z的时间以及车辆当前所处的位置信息和驶入方向信息，接着判断道路的类型，通过不同的步骤分别获得普通道路、环路和立交桥道路的路况状态。通过本发明专利技术，简单且准确地获得普通路径、环道和立交桥道路的路况状态，且将路况状态绘制于地图上，从而实现路况的实时监控。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种路况监控方法，尤其是一种。
技术介绍
城市道路交通运行状况信息(路况信息)一直是智能交通运输系统(ITS)中的关键信息，它的准确、实时的获取和处理是交通诱导、交通控制等应用的基础。实时交通监控服务则通过获得的交通状况信息，科学地将这些信息以广播、短信、路边电子显示牌等方式向出行者(上班簇，私车、出租车、救护车等)提供道路实时信息，帮助出行者在选择交通时能够避开这些路段，快捷到达目的地，并可为交警查找道路阻塞路段和安排人力排堵提供帮助。实时交通监控服务不仅要求数据采集的精确性，如何根据采集的数据再现城市道路当前通行状况，包括当前拥堵区域、拥堵路段、拥堵程度等也是一个难题。目前，智能交通监控方法有智能视频监控、基于计算机视觉的智能交通监控、基于 ROI的智能交通等。这些方法主要是用视频采集的方法，利用视频图像处理、模式识别、人工智能等领域的先进技术，对摄像机拍摄的图形序列进行自动分析，实现对交通场景中的车辆、行人等目标的检测、分类和跟踪，并在此基础上对被监控目标的行为进行描述和判别， 从而完成日常管理的同时能对交通事件作出及时的反应。它们的共同特点是数据采集成本高，硬件设备要求严格，涉及到的技术较复杂。浮动车技术是近年来先进交通信息系统中获取实时路况信息的先进技术手段之一。其基本原理是通过装备车载全球定位系统GPS和无线通信系统的浮动车，一般使用大量的出租车或公交车作为浮动车，在其行驶过程中发送车辆的位置、方向和速度等信息，在处理中心应用地图匹配、路径推测和信息融合等算法，最终获得浮动车所经道路的交通拥堵fe息。最基本的方法是利用路段的平均行驶速度来表示拥堵信息。通过采集到多台车辆在相同时间段上相同路段上的瞬时速度，计算出该时间段内车辆的平均行驶速度，再作出本条道路是否拥堵的判断。但是由于这些车辆的数据分布在一定时间段内，而且具有瞬时特性，据此计算某一个时间段内车辆的平均行驶速度可能导致重大偏差，致使可靠性不强。另一种方法则是通过路段的平均通行时间来表示道路的拥堵信息。由于车载终端设备不会总是在路口处发送位置信息，需要用部分路段的通过时间来计算整个路段的通过时间，这涉及到使用Logit模型，计算方法较复杂且存在一定的误差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，其可以简单且准确地获得普通路径，即起始节点为红绿灯交叉口或者普通交叉口的路径的路况状态，并且根据车辆提供的位置信息和驶入方向信息，将路况状态绘制于地图上，从而实现路况的4实时监控。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种， 其包括以下步骤(01)建立简化路网模型，将普通交叉路口、红绿灯交叉路口、立交桥和环道均抽象为节点，两节点之间的单行路段抽象成一条有向弧，两节点之间的双行路段抽象成两条有向弧， 在每条有向弧上加权有至少一个时间花费权值txyz，其中txyz表示从χ方向驶来的车辆经过起始节点y到达所述终止节点ζ所花费的实际通行时间，即为从χ方向驶来的车辆经过所述起始节点y所花费的节点通行时间ty与经过路段<y，z>所花费的路段通行时间tyz的总和；(02)根据路况的堵塞程度高低将路况分为拥堵状态、微堵状态、缓行状态和畅通状态， 且设定用于表征路况的三个临界值al、a2和a3，路径的畅通通行时间为Txyz，其中al < a2 < a3，根据城市的不同情况进行设定，当实际通行时间< al*Txyz时表示处于畅通状态， al*Txyz <实际通行时间< a2*Txyz时表示处于缓行状态，a2*Txyz <实际通行时间< a3*Txyz 时表示处于微堵状态，实际通行时间> a3*Txyz时表示处于拥堵状态；(03)周期地采集车辆进入起始节点y和终止节点ζ的时间以及车辆当前所处的位置信息和驶入方向信息，起始节点y与终止节点ζ的时间差即为加权至有向弧<y，z>的通行时间，如果在该周期内同一有向弧采集到的多个车辆的通行时间，则取所有通行时间的平均值作为所述有向弧<y，z>的时间花费权值txyz，以此方法采集所述简化路网模型中各有向弧的时间花费权值txyz，且与位置信息和驶入方向信息一起存储于道路信息表中；(04)判断道路的类型如果判定道路的起始节点为普通交叉路口或者红绿灯交叉路口，即为普通道路，则将各时间花费权值txyz中的最小时间花费权值Min (txyz)与al*Txyz进行比较如果Min (txyz) < al*Txyz，则判断其他时间花费权值中是否存在大于a2*Txyz的时间花费权值，存在则表示路径的起始节点处于堵塞状态，不存在则表示路段和起始节点均处于畅通状态；如果Min (txyz)彡al*Txyz，则判断Min (txyz)是否小于a3*Txyz，小于则表示所述路径处于微堵状态，否则表示所述路径处于拥堵状态；(05)继续执行步骤(04)，直至得出所述道路信息表中所有路径的路况状态；(06)根据车辆提供的位置信息和驶入方向信息，将道路的路况状态绘制于地图上。在所述步骤(04)中如果判定道路为环道，则将加权至有向弧的各时间花费权值两两相减，获得所述环道上各弧段的实际通行时间，将各弧段的实际通行时间tarc与畅通通行时间τ 。进行比较tarc < al*Tarc，表示所述弧段处于畅通状态；al*T 。< tarc彡a2*Tarc, 表示所述弧段处于缓行状态；a2*T_ < tarc ( a3*Ta,。，表示所述弧段处于微堵状态；taM > a3*T 。，表示所述弧段处于拥堵状态；如果一条弧段比较得出不同的路况状态，则判定所述弧段处于堵塞程度较低的路况状态。在所述步骤(04)中如果判定道路的起始节点为立交桥，即为立交桥道路，则设定加权至有向弧上的时间花费权值的最小时间花费权值Min (txyz)中，从χ方向驶来的车辆经过路径的起始节点y所花费的节点通行时间ty为0，即在立交桥上所花费的通行时间为0，则最小时间花费权值Min (txyz)仅表示车辆经过路段<y，z>所花费的路段通行时间tyz ； 有向弧上各时间花费权值txyz与所述最小时间花费权值Min (txyz)相减，得到经过所述立交桥中各路径所花费的实际通行时间t 。；将各路径的实际通行时间tarc与畅通通行时间TaM进行比较，taM < al*Tarc,表示所述路径处于畅通状态；al*TaM < tarc ( a2*Tarc，表示所述路径处于缓行状态； < tarc ( a3*Tarc，表示所述路径处于微堵状态；tarc > a3*T 。，表示所述路径处于拥堵状态； 判定立交桥上弧段的状态为其所在路径的状态；如果一条弧段存在于多条路径上，计算得出了不同的路况状态，则判定所述弧段处于堵塞程度较低的路况状态。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是1、传统的路况监控方法中采用的路网模型有的直接忽略交叉口延时或者简单将其设为一个常数，使得交叉口延时时间的采集不准确；有的则仅将普通交叉口、红绿灯交叉口抽象成一个节点，将环道、立交桥单独抽象为一个交叉口模型，针对单独的交叉口模型需要考虑道路的等级、状况、车道数量、容量和流量等复杂因本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于简化路网模型的实时路况监控方法，其特征在于包括以下步骤：（０１）建立简化路网模型，将普通交叉路口、红绿灯交叉路口、立交桥和环道均抽象为节点，两节点之间的单行路段抽象成一条有向弧，两节点之间的双行路段抽象成两条有向弧，在每条有向弧上加权有至少一个时间花费权值ｔｘｙｚ，其中ｔｘｙｚ表示从ｘ方向驶来的车辆经过起始节点ｙ到达所述终止节点ｚ所花费的实际通行时间，即为从ｘ方向驶来的车辆经过所述起始节点ｙ所花费的节点通行时间ｔｙ与经过路段（ｙ，ｚ）所花费的路段通行时间ｔｙｚ的总和；（０２）根据路况的堵塞程度高低将路况分为拥堵状态、微堵状态、缓行状态和畅通状态，且设定用于表征路况的三个临界值ａ１、ａ２和ａ３，路径的畅通通行时间为Ｔｘｙｚ，其中ａ１＜ａ２＜ａ３，根据城市的不同情况进行设定，当实际通行时间＜ａ１＊Ｔｘｙｚ时表示处于畅通状态，ａ１＊Ｔｘｙｚ＜实际通行时间≤ａ２＊Ｔｘｙｚ时表示处于缓行状态，ａ２＊Ｔｘｙｚ＜实际通行时间≤ａ３＊Ｔｘｙｚ时表示处于微堵状态，实际通行时间＞ａ３＊Ｔｘｙｚ时表示处于拥堵状态；（０３）周期地采集车辆进入起始节点ｙ和终止节点ｚ的时间以及车辆当前所处的位置信息和驶入方向信息，起始节点ｙ与终止节点ｚ的时间差即为加权至有向弧（ｙ，ｚ）的通行时间，如果在该周期内同一有向弧采集到的多个车辆的通行时间，则取所有通行时间的平均值作为所述有向弧（ｙ，ｚ）的时间花费权值ｔｘｙｚ，以此方法采集所述简化路网模型中各有向弧的时间花费权值ｔｘｙｚ，且与位置信息和驶入方向信息一起存储于道路信息表中；（０４）判断道路的类型：如果判定道路的起始节点为普通交叉路口或者红绿灯交叉路口，即为普通道路，则将各时间花费权值ｔｘｙｚ中的最小时间花费权值Ｍｉｎ（ｔｘｙｚ）与ａ１＊Ｔｘｙｚ进行比较：如果Ｍｉｎ（ｔｘｙｚ）＜ａ１＊Ｔｘｙｚ，则判断其他时间花费权值中是否存在大于ａ２＊Ｔｘｙｚ的时间花费权值，存在则表示路径的起始节点处于堵塞状态，不存在则表示路段和起始节点均处于畅通状态；如果Ｍｉｎ（ｔｘｙｚ）≥ａ１＊Ｔｘｙｚ，则判断Ｍｉｎ（ｔｘｙｚ）是否小于ａ３＊Ｔｘｙｚ，小于则表示所述路径处于微堵状态，否则表示所述路径处于拥堵状态；（０５）继续执行步骤（０４），直至得出所述道路信息表中所有道路的路况状态；（０６）根据车辆提供的位置信息和驶入方向信息，将道路的路况状态绘制于地图上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱征宇，刘琳，郭崇霄，崔明，甘中强，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85