一种基于智慧高速的交通流采集、预测、管控及信息化推送系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于智慧高速的交通流采集、预测、管控及信息化推送系统及方法，将当前时刻流量以及当前时刻车辆平均车速输入车速预测模型，得到预测车辆平均速度，利用预测车辆平均速度划分交通拥堵情况，基于拥堵情况和高速公路实时路况，制定协同管控策略；将行驶车辆目前所在高速公路的实时情况，与协同管控策略匹配，车辆终端根据协同管控策略对应的提示控制车辆行驶。本发明专利技术针对车辆信息为驾驶员提供定制化推送服务，从而缓解高速公路交通拥堵、提高城际间通行效率。提高城际间通行效率。提高城际间通行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智慧高速的交通流采集、预测、管控及信息化推送系统及方法


[0001]本专利技术属于智能交通
，特别涉及一种基于智慧高速的交通流采集、预测、管控及信息化推送系统及方法。

技术介绍

[0002]由于社会经济稳步发展，我国高速公路需求随之扩大，管控难度也越来越大，高速公路拥堵时有发生，严重影响了居民出行需求，有甚者会造成严重的高速公路交通事故，阻碍城际协调发展。
[0003]现有技术在智能化、网联化、服务化、共享化水平等方面均存在不足。首先，目前高速公路在交通流数据采集、预测、管控及定制化推送各角度大多仅关注单一技术创新，未整合成一套完整的框架；其次，现有建成智慧公路仅注重单一场景实现，人、车、路协同程度不高，道路设施与路侧设施之间、各子系统之间彼此独立；再其次，出行信息发布手段较为单一，大多依赖广播播报或可变情报板，对移动网络、移动智能终端等工具缺乏利用。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种基于智慧高速的交通流采集、预测、管控及信息化推送系统及方法。
[0005]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0006]一种基于智慧高速的交通流采集、预测、管控及信息化推送方法：
[0007]将当前时刻流量以及当前时刻车辆平均车速输入车速预测模型，得到预测车辆平均速度；
[0008]利用所述预测车辆平均速度划分交通拥堵情况；
[0009]基于拥堵情况和高速公路实时路况，制定协同管控策略；
[0010]将行驶车辆目前所在高速公路的实时情况，与所述协同管控策略匹配，车辆终端根据协同管控策略对应的提示控制车辆行驶；
[0011]所述协同管控策略包括精细化动态速度管控、应急车道动态紧急扩容管控、施工类事件交通管控、交通事故类事件交通管控、大雾事件交通管控和强降雨事件交通管控。
[0012]进一步地，所述交通拥堵情况具体为：当预测车辆平均速度∈[90,+∞)，拥堵等级是畅通无阻；当预测车辆平均速度∈[65,90)，拥堵等级是较为畅通；当预测车辆平均速度∈[50,65)，拥堵等级是畅通；当预测车辆平均速度∈[40,50)，拥堵等级是比较拥堵；当预测车辆平均速度∈[20,40)，拥堵等级是拥堵；当预测车辆平均速度∈[0,20)，拥堵等级是严重拥堵。
[0013]更进一步地，所述精细化动态速度管控具体为：当拥堵等级低于畅通时，向车辆终端发送更新上游限速值的指令，使上、下游相邻1公里内限速值的差不大于10km/h。
[0014]更进一步地，所述应急车道动态紧急扩容管控具体为：当拥堵等级低于比较拥堵
时，开放应急车道，若拥堵等级恢复至畅通则立刻关闭应急车道。
[0015]更进一步地，所述施工类事件交通管控具体为：当拥堵等级低于畅通时，且该路段存在施工类事件；关闭施工区域车道，并提醒该车道车辆汇入其余车道；将施工地前后300米的限速值设置为80km/h，并对施工路段封闭车道进行提示。
[0016]更进一步地，所述交通事故类事件交通管控具体为：当拥堵等级低于畅通时，且该路段存在交通事故类事件；关闭事故区域车道，并提醒该车道车辆汇入其余车道；在故障车上游600米处，向行驶车辆发送警告信息，限速设置80km/h；当预测点横截面拥堵等级低于比较拥堵时，开放应急车道，应急车道的限制车速设置为60km/h，若拥堵等级恢复至畅通则立刻关闭应急车道。
[0017]更进一步地，基于最小安全停车视距确定大雾场景、强降雨场景的限速值其中S为最小安全停车视距，且V为行车速度，t1为驾驶员反应时间，t2为制动系统的迟滞时间，L为制动系数，g为重力加速度，u为车轮与路面间滑动摩阻系数，i为路段的纵向坡度。
[0018]进一步地，所述车速预测模型由麻雀搜索算法优化长短时记忆网络获取，具体为：
[0019]将当前时刻流量及平均车速数据按照4：1的比例分为测试集与训练集；
[0020]初始化麻雀搜索算法的参数，包括麻雀种群位置和最大迭代次数；将长短时记忆网络的隐层节点数和学习率作为麻雀搜索算法的优化目标；
[0021]基于初始化的麻雀搜索算法的参数，计算初始麻雀种群的适应度值并进行排序，找出最优和最差的适应度值；
[0022]基于初次计算得出的最优和最差的适应度值，更新发现者、跟随者和警戒者的位置；重新计算当前最优值，如果优于上一次迭代的最优值，则再次进行更新操作，否则不更新；继续进行迭代直到满足条件为止，最终得到全局最佳的适应度值和全局最优解值；
[0023]将麻雀搜索算法得到的最优隐层节点数和学习率构建长短时记忆网络模型，并利用训练集进行训练，再利用测试集进行测试，得到车速预测模型。
[0024]更进一步地，所述当前时刻流量满足：
[0025]R
o
＝R
MAIN
+∑R
ENTi
‑
∑R
EXITj
[0026]其中，R
o
为预测点当前时刻流量，R
MAIN
为当前时刻上游主路段流量，ΣR
ENTi
为当前时刻所有上游入口匝道汇入流量，ΣR
EXITj
为当前时刻所有上游出口匝道汇出流量，i为上游入口匝道数，j为上游出口匝道数。
[0027]一种基于智慧高速的通流采集、预测、管控及信息化推送系统，包括高速公路车辆信息感知模块、横断面交通流量预测模块和高速公路主动协同管控模块，所述高速公路车辆信息感知模块、横断面交通流量预测模块和高速公路主动协同管控模块均与智慧高速云端系统进行通信；
[0028]所述高速公路车辆信息感知模块用于采集高速公路上每一辆车的车辆画像特征，行驶车辆通过车载终端上传至智慧高速云端系统的信息，与所述车辆画像特征进行匹配；
[0029]横断面交通流量预测模块根据车速预测模型预测车辆平均速度；
[0030]高速公路主动协同管控模块根据具体的道路情况，制定管控策略。
[0031]本专利技术的有益效果为：本专利技术由SSA优化LSTM的车速预测模型预测车辆平均速度，判断预测点拥堵情况，基于拥堵情况和高速公路实时路况，制定协同管控策略；由行驶车辆所在高速公路的实时情况，与协同管控策略匹配，向车辆终端发出对应提示；本专利技术将定制化的管控措施发送至车辆终端，针对拥堵情况、施工类事、交通事故类事件、大雾事件和强降雨事件的各类交通场景，满足车辆行驶过程中的各种应对措施需求；本专利技术能同时实现交通流数据采集、预测、管控及定制化推送，也不是各功能的简单叠加。本专利技术较好地对大规模交通流量进行预测，帮助交管部门提供决策依据并给出决策建议，并针对车辆信息为驾驶员提供定制化推送服务，从而缓解高速公路交通拥堵、提高城际间通行效率。
附图说明
[0032]图1为本专利技术所述基于智慧高速的交通流采集、预测、管控及信息化推送流程图；
[0033]图2为专利技术所述基于智慧高速的交通流采集、预测、管控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于智慧高速的交通流采集、预测、管控及信息化推送方法，其特征在于：将当前时刻流量以及当前时刻车辆平均车速输入车速预测模型，得到预测车辆平均速度；利用所述预测车辆平均速度划分交通拥堵情况；基于拥堵情况和高速公路实时路况，制定协同管控策略；将行驶车辆目前所在高速公路的实时情况，与所述协同管控策略匹配，车辆终端根据协同管控策略对应的提示控制车辆行驶；所述协同管控策略包括精细化动态速度管控、应急车道动态紧急扩容管控、施工类事件交通管控、交通事故类事件交通管控、大雾事件交通管控和强降雨事件交通管控。2.根据权利要求1所述的交通流采集、预测、管控及信息化推送方法，其特征在于，所述交通拥堵情况具体为：当预测车辆平均速度∈[90,+∞)，拥堵等级是畅通无阻；当预测车辆平均速度∈[65,90)，拥堵等级是较为畅通；当预测车辆平均速度∈[50,65)，拥堵等级是畅通；当预测车辆平均速度∈[40,50)，拥堵等级是比较拥堵；当预测车辆平均速度∈[20,40)，拥堵等级是拥堵；当预测车辆平均速度∈[0,20)，拥堵等级是严重拥堵。3.根据权利要求2所述的交通流采集、预测、管控及信息化推送方法，其特征在于，所述精细化动态速度管控具体为：当拥堵等级低于畅通时，向车辆终端发送更新上游限速值的指令，使上、下游相邻1公里内限速值的差不大于10km/h。4.根据权利要求2所述的交通流采集、预测、管控及信息化推送方法，其特征在于，所述应急车道动态紧急扩容管控具体为：当拥堵等级低于比较拥堵时，开放应急车道，若拥堵等级恢复至畅通则立刻关闭应急车道。5.根据权利要求2所述的交通流采集、预测、管控及信息化推送方法，其特征在于，所述施工类事件交通管控具体为：当拥堵等级低于畅通时，且该路段存在施工类事件；关闭施工区域车道，并提醒该车道车辆汇入其余车道；将施工地前后300米的限速值设置为80km/h，并对施工路段封闭车道进行提示。6.根据权利要求2所述的交通流采集、预测、管控及信息化推送方法，其特征在于，所述交通事故类事件交通管控具体为：当拥堵等级低于畅通时，且该路段存在交通事故类事件；关闭事故区域车道，并提醒该车道车辆汇入其余车道；在故障车上游600米处，向行驶车辆发送警告信息，限速设置80km/h；当预测点横截面拥堵等级低于比较拥堵时，开放应急车道，应急车道的限制车速设置为60km/h，若拥堵等级恢复至畅通则立刻关闭应急车道。7.根据权利要求2所述的交通流采集、预测、管控及信息化推送方法，其特征在于：基于最小安全停车视距确定大雾场景、强降雨场景...

【专利技术属性】
技术研发人员：景鹏，蒋成玺，蔡云昊，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：