一种交通时空过程建模管理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于动态图及图数据库的交通时空过程建模管理方法及装置，属于智慧城市地理信息服务领域，本发明专利技术利用动态图的优势对交通时空过程进行有效的时空建模与表达，从而体现交通对象的时空动态性及对象间的复杂交通关系；使用该方法将交通时空过程存储到Neo4j图数据库中，并且利用Neo4j图数据库进行历史回溯，从而支持交通时空过程的快速反演；同时该存储方式的可扩展性很好，当发生变化时，可以直接更改节点与关系中属性，有利于在现实世界中深入分析交通时空过程中交通实体间复杂的交通关系，为交通规划及设施建设提供依据。

A management method and device of traffic spatiotemporal process modeling

【技术实现步骤摘要】
一种交通时空过程建模管理方法及装置
本专利技术属于智慧城市地理信息服务领域，更具体地，涉及一种基于动态图及图数据库的交通时空过程建模管理方法及装置。
技术介绍
社会的高速发展推动了城市交通的不断升级，交通建模有助于分析车辆出行规律，为智慧交通提供决策支持。现有的交通建模对象主要面向交通基础设施，如道路网络、加油站等，并基于此开展广泛深入的研究。然而这些服务交通基础设施管理的交通建模方法都是静态的，无法有效表达交通时空过程的动态性及交通对象之间的关联性。交通时空过程是用于描述交通实体在特定时间区间内的演化过程，是一个时间和空间耦合的有机体，具有明显的时空属性。交通时空过程中涉及的交通实体在交通规则引导下发生多种交互，产生交通时空过程的结果。对交通时空过程进行建模与表达，有利于深入分析交通时空过程中交通实体间复杂的交通关系，为交通规划及设施建设提供依据。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提出了一种交通时空过程建模管理方法及装置，由此解决现有服务交通基础设施管理的交通建模无法有效表达交通时空过程的动态性及交通对象之间关联性的技术问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种交通时空过程建模管理方法，包括：描述交通时空过程涵盖的交通对象的时空动态及交通对象间的交通关系；利用动态图分别对所述交通对象及所述交通对象间的交通关系进行建模得到交通时空过程模型，其中，所述动态图的节点表示各交通对象，节点之间的边表示交通对象间的交通关系；将基于动态图构建的所述交通时空过程模型存储到目标图数据库；设计访问接口，通过所述目标图数据库支持交通时空过程的动态查询及交通时空过程的快速反演。优选地，所述交通对象包括静态对象与动态对象；所述静态对象为基础设施，所述基础设施包括道路、红绿灯及交通指示牌；所述动态对象包括车辆及行人。优选地，所述交通对象采用对象快照式表达，所述交通对象的时空动态变化形成一串状态序列。优选地，所述交通关系包括对象间的时间拓扑关系、对象间的空间拓扑关系、对象与道路之间的规则关系和事件关系。优选地，所述时间拓扑关系表示对象间在时间先后次序中表现出来的关联；所述空间拓扑关系表示对象间的相邻和/或相离关系；所述对象与道路之间的规则关系包括车辆速度和行驶方向的限制及通行限制；所述事件关系为交通事件。优选地，所述利用动态图分别对所述交通对象及所述交通对象间的交通关系进行建模得到交通时空过程模型，包括：将交通对象映射到动态图的节点上，并获取各对象的属性信息；根据描述的交通关系，找到该交通关系对应的对象节点，将该交通关系映射到动态图中相对应节点间的关系上，并确定各交通关系的属性，从而得到交通时空过程模型。优选地，所述将基于动态图构建的所述交通时空过程模型存储到目标图数据库，包括：所述交通时空过程模型中的各个节点对应存储在目标图数据库中的节点上，所述交通时空过程模型中节点之间的关系对应存储在目标图数据库中的关系上，并为对象及关系设计存储属性表。优选地，所述存储属性表包括：交通时空过程表、交通对象表、交通关系表及交通状态表。优选地，所述目标图数据库为Neo4j图数据库。按照本专利技术的另一个方面，提供了一种交通时空过程建模管理装置，包括：定义模块，用于描述交通时空过程涵盖的交通对象的时空动态及交通对象间的交通关系；动态图模型构建模块，用于利用动态图分别对所述交通对象及所述交通对象间的交通关系进行建模得到交通时空过程模型，其中，所述动态图的节点表示各交通对象，节点之间的边表示交通对象间的交通关系；存储模块，用于将基于动态图构建的所述交通时空过程模型存储到目标图数据库；查询模块，用于设计访问接口，通过所述目标图数据库支持交通时空过程的动态查询及交通时空过程的快速反演。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：(1)本专利技术支持交通时空过程的动态表达。由于交通对象的几何特征和属性特征随着时间变化而变化，会导致交通对象间的交通关系也发生变化。本专利技术能针对现有基础交通设施静态建模的缺点，实现对交通时空过程进行动态建模，该方法支持对象位置、属性及语义的变更，能够反映交通对象的动态变化，体现交通时空过程的动态性。(2)本专利技术能够体现交通对象间的关联性。现有基于基础设施的交通静态建模从交通对象出发，以其为载体建模表达，但是交通对象之间存在着复杂的交通关系，包括对象类别之间的关系，对象个体之间的关系等。本专利技术针对现有交通模型交通关系表达能力不足的限制，对交通时空过程中存在的交通关系建模表达，进而能够探索交通时空过程演变的深层次原因。(3)本专利技术能够支持交通时空过程的高效时空查询和快速反演分析。本专利技术基于动态图模型及图数据库设计了完整的存储结构、时空索引及访问接口，支持交通时空过程的高效时空查询，能够实现交通时空过程的高效表达与反演分析。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种方法流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种交通时空过程模型涉及的交通对象及关系示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种交通状况示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种T1时刻交通状况在Neo4j图数据库中的存储结果示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种以查询超速车辆为例的交通时空过程反演示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术提供的基于动态图及图数据库的交通时空过程建模管理方法及装置，可以利用动态图的优势对交通时空过程进行有效的建模与表达，从而体现交通对象的时空动态性及对象间的复杂交通关系；使用本专利技术将交通时空过程存储到Neo4j图数据库中，并且利用Neo4j图数据库进行历史回溯，从而支持交通时空过程的快速反演；同时该存储方式的可扩展性很好，当发生变化时，可以直接更改节点与关系中属性，具有广阔的应用前景。图1是本专利技术实施例提供的一种方法流程示意图，包括如下步骤：S1：分析交通时空过程，对交通时空过程涵盖的交通对象时空动态及交通关系进行抽象、定义和表达；在步骤S1中，交通时空过程涉及路段、红绿灯路口(如图3中R1/R2是横向，R3/R4是纵向)、车辆行人及交通事件等，首先对交通时空过程的参与对象进行抽象与定义，如图2所示。在本专利技术实施例中，交通对象分为静态对象与动态对象。静态对象主要包括道路、红绿灯及交通指示牌等基础设施，动态对象包括车辆及行人，采用对象快照式表达，其时空动态变化形成一串状态序列。各类对象描述如下：SI＝(OID,STOID,T,Road,Des)(1)其中，在公式(1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交通时空过程建模管理方法，其特征在于，包括：/n描述交通时空过程涵盖的交通对象的时空动态及交通对象间的交通关系；/n利用动态图分别对所述交通对象及所述交通对象间的交通关系进行建模得到交通时空过程模型，其中，所述动态图的节点表示各交通对象，节点之间的边表示交通对象间的交通关系；/n将基于动态图构建的所述交通时空过程模型存储到目标图数据库；/n设计访问接口，通过所述目标图数据库支持交通时空过程的动态查询及交通时空过程的快速反演。/n

【技术特征摘要】
1.一种交通时空过程建模管理方法，其特征在于，包括：
描述交通时空过程涵盖的交通对象的时空动态及交通对象间的交通关系；
利用动态图分别对所述交通对象及所述交通对象间的交通关系进行建模得到交通时空过程模型，其中，所述动态图的节点表示各交通对象，节点之间的边表示交通对象间的交通关系；
将基于动态图构建的所述交通时空过程模型存储到目标图数据库；
设计访问接口，通过所述目标图数据库支持交通时空过程的动态查询及交通时空过程的快速反演。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交通对象包括静态对象与动态对象；所述静态对象为基础设施，所述基础设施包括道路、红绿灯及交通指示牌；所述动态对象包括车辆及行人。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述交通对象采用对象快照式表达，所述交通对象的时空动态变化形成一串状态序列。


4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述交通关系包括对象间的时间拓扑关系、对象间的空间拓扑关系、对象与道路之间的规则关系和事件关系。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述时间拓扑关系表示对象间在时间先后次序中表现出来的关联；所述空间拓扑关系表示对象间的相邻和/或相离关系；所述对象与道路之间的规则关系包括车辆速度和行驶方向的限制及通行限制；所述事件关系为交通事件。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用动态图分别对所述交通对象及所述交通对象间的交通关系...

【专利技术属性】
技术研发人员：关雪峰，邢巍然，成波，向隆刚，吴华意，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42