一种城市交通预警系统技术方案

本发明专利技术属于交通控制技术领域，具体涉及一种城市交通预警系统。所述系统包括：区域划分单元，配置用于录入目标城市地图，将目标城市区域进行均匀划分，得到多个子区域，每个子区域的大小记为N*M，且N≠M，M记为行，N记为列；时间矩阵生成单元，配置用于设置一个时间周期T，将时间周期T均匀划为M份，获得M个子时间；将M个子时间与每个N*M大小的子区域按照进行分配，使得每个子区域内的每一列对应一个子时间M。本发明专利技术通过将一个目标城市地图进行划分后，然后设置一个时间构成时间矩阵，再基于每个子区域内的能够影响到交通安全的所有数据纳入考量，实现了道路交通的全面的预警，具有预警准确率高和可信度高的优点。准确率高和可信度高的优点。准确率高和可信度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种城市交通预警系统


[0001]本专利技术属于交通控制
，具体涉及一种城市交通预警系统。

技术介绍

[0002]城市交通是指城市（包括市区和郊区）道路（地面、地下、高架、水道、索道等）系统间的公众出行和客货输送。在人类把车辆作为交通工具之前，城市公众出行以步行为主，或以骑牲畜、乘轿等代步。货物转移多靠肩挑或利用简单的运送工具运输。
[0003]而城市交通发展到现阶段，安全性成为最重要的问题。城市的基础交通设施的不足、驾驶员交通安全意识的浅薄和交通管控策略的不合理导致了交通事故的发生率持续升高。当前的交通安全预警系统主要是针对交通环境中的人或车处于危险状态时，积极采取措施进行调控。例如当驾驶员身心理状态不佳、道路天气状况恶劣、车辆状况不佳、路面状况不佳等情况发生时，经过监测将其向安全的态势转变，或者通过监测，提前预知从而减少损失，避免交通事故的发生。
[0004]专利申请号为CN201610815465.1A的专利文献公开了一种基于动态交通信息的道路交通分级预警方法。本方法包括以下步骤：获取路段平均速度；路段平均速度的融合；按照采样周期的时间戳，将融合以后的路段平均速度进行编号排序并储存；基于时间序列预测下一个采样周期的路段平均速度；获得下一个采样周期的路段交通拥堵指数，实现交通运行分级预警。虽然该专利技术实现了道路交通在道路拥堵方面的分级预警，但由于并未考虑其他能够影响到道路交通安全的因素，以及因为道路拥堵的复杂性，该专利技术的预警方法的准确率也较低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种城市交通预警系统，本专利技术通过将一个目标城市地图进行划分后，然后设置一个时间构成时间矩阵，再基于每个子区域内的能够影响到交通安全的数据纳入考量，实现了道路交通的的预警，具有预警准确率高和可信度高的优点。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种城市交通预警系统，所述系统包括：区域划分单元，配置用于录入目标城市地图，将目标城市区域进行均匀划分，得到多个子区域，每个子区域的大小记为N*M，且N≠M，M记为行，N记为列；时间矩阵生成单元，配置用于设置一个时间周期T，将时间周期T均匀划为M份，获得M个子时间；将M个子时间与每个N*M大小的子区域按照进行分配，使得每个子区域内的每一列对应一个子时间M，同时，获得每个子区域的时间矩阵R；子区域道路质量计算单元，配置用于基于子区域的时间矩阵R，获取每个子区域的每一列内对应的车辆流量、拥堵路段长度、车道数和道路长度，计算得到每个子区域的道路质量指数矩阵L，每个道路质量指数矩阵包括N个道路质量指数；驾驶车辆安全系数计算单元，配置用于获取每个子区域内的每辆车辆内的驾驶员的驾驶数据信息集合Y，每个子区域内的每辆车均对应一个驾驶数据信息集合Y，将驾驶数据信息集合Y代入预设的驾驶车辆安全计算模型，得到驾驶安全系
数D，将所有的驾驶安全系数组合成驾驶安全系数矩阵D；事故预测单元，配置用于获取每个子区域内的每一列的基础数据和交通事故数据，基于预设的交通事故矩阵生成模型，生成每个子区域的交通事故矩阵A；预警单元，配置用于根据交通事故矩阵A，驾驶安全系数矩阵D，道路质量指数矩阵L和子区域的时间矩阵R，分别基于马尔科夫转移链，输出概率，以表征每个子区域的危险系数，基于危险系数，进行交通预警。
[0007]进一步的，所述子区域道路质量计算单元基于子区域的时间矩阵R，获取每个子区域的车辆流量、拥堵路段长度、车道数和道路长度，计算得到每个子区域的道路质量指数矩阵L的方法包括：使用如下公式计算每个子区域内的一列的道路质量指数：；其中，为道路指数，该值由道路中拥堵路段长度决定，为车流量，为车道数，为道路长度，为子区域的总的道路长度；然后将每一列的道路质量指数按照每一列在时间矩阵R中的顺序，生成道路质量指数矩阵L。
[0008]进一步的，所述道路指数的计算公式如下：；其中，为每一列内的拥堵路段长度。
[0009]进一步的，所述驾驶数据信息集合中至少包括以下数据：驾驶员驾龄、驾驶员年龄、驾驶员违章系数、驾驶员性别和驾驶员婚姻状况。
[0010]进一步的，所述驾驶车辆安全系数计算单元，获取每个子区域内的每一列的每辆车辆内的驾驶员的驾驶数据信息集合Y，将驾驶数据信息集合Y代入预设的驾驶车辆安全计算模型，得到驾驶安全系数D的方法包括：；其中，为驾驶员年龄，为驾驶员驾龄，为驾驶员违章系数；为驾驶员婚姻状况，当驾驶员已婚时，取值为1.2，当驾驶员未婚时，取值为0.8；为驾驶员性别，当驾驶员为女性时，取值为0.9，当时驾驶员为男性时，取值为1.1。
[0011]进一步的，所述基础数据包括：卡口流量、天气数据、GPS速度数据、降雨量和能见度；所述交通事故数据包括：交通事故发生率和交通事故发生次数。
[0012]进一步的，所述事故预测单元，获取每个子区域内的每一列的基础数据和交通事故数据，基于预设的交通事故矩阵生成模型，生成每个子区域的交通事故矩阵A的方法包括：基于每一列的基础数据计算子区域中每一列的基础数据系数，基于交通事故数计算子区域中每一列的交通事故系数，将每一列的基础数据系数和交通事故系数组合成一个系数集合，然后将系数集合按照在子区域中每一列的位置，组成一个矩阵，作为交通事故矩阵A。
[0013]进一步的，所述基础数据系数使用如下公式进行计算：
；其中，为卡口流量，为天气数据、为GPS速度数据、为降雨量，为能见度；所述交通事故系数使用如下公式进行计算：；其中，为交通事故系数，为交通事故发生率，为交通事故发生次数。
[0014]进一步的，所述预警单元，根据交通事故矩阵A，驾驶安全系数矩阵D，道路质量指数矩阵L和子区域的时间矩阵R，分别基于马尔科夫转移链，输出概率的方法包括：将交通事故矩阵A视为马尔科夫链中的第一状态，将驾驶安全系数矩阵D视为马尔科夫链中的第二状态，将道路质量指数矩阵L视为马尔科夫链中的第三状态，将子区域的时间矩阵R视为马尔科夫链中的第四状态，构建一个转移矩阵，将第一状态、第二状态、第三状态和第四状态均代入到马尔科夫链的转移矩阵后，输出概率。
[0015]进一步的，所述马尔科夫链的转矩阵为： ；其中，为转移概率值，为转移矩阵，须满足以下约束条件 ：。
[0016]本专利技术的一种城市交通预警系统，具有如下有益效果：1.可信度高：本专利技术的交通预警系统的预警结果是综合了能够影响道路交通安全的各种因素得到的，相较于现有技术的单一因素的判断，其结果可信度更高。在综合各种因素的过程中，使用了基于马尔科夫链的概率生成的过程，在将各个因素导入马尔科夫链之前，生成了各个结果的对应的矩阵，在矩阵生成过程中，进行了特定的算法处理，使得各个结果能够纳入综合考量，使得最终结果的可信度更高。
[0017]2.准确率高：本专利技术的交通预警系统准确率相较于现有技术的准确率更高，除了综合了各种影响因素以外，在处理各个因素时，使用了特有的算法，以使得各个结果的误差更小，提升了准确率。
附图说明
[0018]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市交通预警系统，其特征在于，所述系统包括：区域划分单元，配置用于录入目标城市地图，将目标城市区域进行均匀划分，得到多个子区域，每个子区域的大小记为N*M，且N≠M，M记为行，N记为列；时间矩阵生成单元，配置用于设置一个时间周期T，将时间周期T均匀划为M份，获得M个子时间；将M个子时间与每个N*M大小的子区域按照进行分配，使得每个子区域内的每一列对应一个子时间M，同时，获得每个子区域的时间矩阵R；子区域道路质量计算单元，配置用于基于子区域的时间矩阵R，获取每个子区域的每一列内对应的车辆流量、拥堵路段长度、车道数和道路长度，计算得到每个子区域的道路质量指数矩阵L，每个道路质量指数矩阵包括N个道路质量指数；驾驶车辆安全系数计算单元，配置用于获取每个子区域内的每辆车辆内的驾驶员的驾驶数据信息集合Y，每个子区域内的每辆车均对应一个驾驶数据信息集合Y，将驾驶数据信息集合Y代入预设的驾驶车辆安全计算模型，得到驾驶安全系数D，将所有的驾驶安全系数组合成驾驶安全系数矩阵D；事故预测单元，配置用于获取每个子区域内的每一列的基础数据和交通事故数据，基于预设的交通事故矩阵生成模型，生成每个子区域的交通事故矩阵A；预警单元，配置用于根据交通事故矩阵A，驾驶安全系数矩阵D，道路质量指数矩阵L和子区域的时间矩阵R，分别基于马尔科夫转移链，输出概率，以表征每个子区域的危险系数，基于危险系数，进行交通预警。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述子区域道路质量计算单元基于子区域的时间矩阵R，获取每个子区域的车辆流量、拥堵路段长度、车道数和道路长度，计算得到每个子区域的道路质量指数矩阵L的方法包括：使用如下公式计算每个子区域内的一列的道路质量指数：；其中，为道路指数，该值由道路中拥堵路段长度决定，为车流量，为车道数，为道路长度，为子区域的总的道路长度；然后将每一列的道路质量指数按照每一列在时间矩阵R中的顺序，生成道路质量指数矩阵L。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述道路指数的计算公式如下：；其中，为每一列内的拥堵路段长度。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述驾驶数据信息集合中至少包括以下数据：驾驶员驾龄、驾驶员年龄、驾驶员违章系数、驾驶员性别和驾驶员婚姻状况。...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾浩，王教文，陆鹏，顾冉，石慧，顾威，辛霞，李星光，
申请(专利权)人：山东创安交通预警工程有限公司，
类型：发明
国别省市：