【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于公路运行状态研判，尤其涉及一种融合互通与主线数据的高速公路运行状态研判方法。
技术介绍
1、随着汽车数量的迅速增加和城市化的快速推进，高速公路系统的交通流量不断攀升，越来越频繁的交通拥堵和事故问题严重影响了交通效率和安全性。传统的高速公路运行状态研判方法主要依赖人工经验和简单的传感器数据，缺乏深入的数据分析和实时响应机制，这导致了对交通流状况的反应滞后，无法有效预测和管理复杂的交通状况。但现有技术存在以下缺陷：数据分散且未整合：现有技术中的数据收集往往是孤立的，不同的传感器和数据源之间没有有效的整合，导致数据的利用率不高，难以形成一个统一的交通流态势；分析能力有限：传统方法缺少复杂的数据处理和分析工具，无法深入挖掘数据中的潜在信息，比如交通流的季节性变化和趋势性特征；预测精度不足：现有技术对于交通流的预测通常是线性的或者基于简单规则的，难以准确预测交通流在特殊事件或恶劣天气下的变化；响应不够及时：由于缺乏高效的实时监控和自动化控制系统，现有技术在紧急情况下的响应时间较长，影响了交通管理的即时性和有效性；用户体验不佳：传统的交通信息服务对于一般用户来说并不友好，缺少直观的数据可视化工具，使得用户难以快速了解交通状况。
技术实现思路
1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种融合互通与主线数据的高速公路运行状态研判方法。
2、为了实现上述目的，采用了如下技术方案：本专利技术提供了一种融合互通与主线数据的高速公路运行状态研判方法，所述研判方法包
3、s1、数据收集：在互通枢纽的各个入口和出口安装高精度的流量计数器和车辆分类设备，用于收集过往车辆的数量和类型，安装高分辨率摄像头和雷达速度测量设备，用于监控车辆的速度和流动模式，通过地磁传感器或压力传感器，记录车辆在特定区域如收费站、匝道口的排队情况和停留时间，在高速公路的关键节点如桥梁、隧道口、重要路段设置流量监控站，实时监测车流量和速度，使用车载gps数据和移动网络信号分析，来获取更广泛的交通流数据，部署环境监测设备，如气象站，来收集与交通流变化相关的环境因素，如雨量、温度、能见度；
4、s2、数据预处理：应用数据清洗技术，来识别和纠正错误或不完整的数据记录，使用数据标准化和归一化技术，以确保来自不同来源的数据在分析时具有可比性，通过时间序列分析，识别数据中的季节性和趋势性变化，为后续分析提供基础；
5、s3、数据融合：利用深度学习模型，以实现不同数据源间的有效整合，构建一个综合的交通流模型，该模型能够反映互通枢纽和主线数据之间的相互影响和依赖关系，实施实时数据流处理，以支持快速的数据融合和即时的状态更新；
6、s4、运行状态判断：开发复杂的交通流状态算法，考虑流量、速度、车辆类型、环境因素等维度，以精确判断当前的交通状态，设计动态的交通状态分类系统，包括传统的畅通、缓行、拥堵以及预警状态，如事故倾向区域、潜在拥堵源头，结合实时数据和历史趋势，使用机器学习技术进行更为精确和动态的状态预测；
7、s5、预测分析：基于深度学习的时间序列分析运用更为复杂的预测模型，以提高预测的准确度和可靠性，分析各种潜在影响因素，如节假日流量变化、特殊事件、天气变化对交通流的长期和短期影响，建立动态更新系统，随时调整预测模型，以适应不断变化的交通环境和数据趋势；
8、s6、决策支持：开发高级的数据可视化工具，如gis地图集成、实时数据仪表盘，这些工具能够将复杂的数据以直观的方式呈现给决策者，基于运行状态判断和预测结果，制定交通管理响应策略，如交通管制、导航系统更新、应急响应计划，使用交通模拟软件来评估不同决策方案的效果，以选择最优的交通管理策略；
9、s7、实时监控和调整：实施综合监控中心，以24/7的方式监控交通数据，部署一系列的智能传感器和摄像头，这些设备能够实时捕捉交通流量、车速、事故、路面状况等关键信息，使用高级的软件平台，集成来自不同设备和数据源的信息，提供实时的交通流分析，实施自动化控制系统，如智能交通信号系统，自动调整信号灯周期和绿灯时间，以缓解拥堵，根据实时交通状况，调整信息发布系统的信息内容，设立紧急响应协议，以便在事故或其他紧急情况下迅速采取行动，如关闭车道、引导车辆绕行等，利用数据分析工具和实时监控数据，进行实时决策支持，以协助交通管理人员作出快速调整，采用预测分析，为即将发生的事件做好准备，并预先部署调整策略；
10、s8、系统评估与优化：为了保证高速公路运行状态研判系统的长期有效性，进行定期的系统性能评估，包括准确性、响应时间、用户满意度等指标，使用模拟技术和历史交通数据，评估系统在不同交通状况下的表现，收集用户反馈，特别是来自交通管理人员和日常用户的意见，根据评估结果，识别需要改进的区域，并针对性地优化数据处理流程和分析算法，更新和改进决策模型，以提高预测的准确性和调整策略的有效性，采用机器学习和人工智能技术，不断提高系统的自动化和智能化水平。
11、进一步地，所述s1采用泊松回归作为处理计数数据的回归模型，用于车流量估计，泊松回归模型的一般形式为：
12、log0＝β0+β1x1+β,x2十...+β,x,
13、y～poisson(λ),
14、其中λ是事件发生的期望率，y是响应变量(即计数)，x1，x2，…，xn是解释变量，β0，β1，…，βn是回归系数。
15、进一步地，所述s2中归一化技术处理目的是将数值属性缩放到一个指定的范围，通常是0到1，最小-最大归一化的公式为：
16、
17、其中x是原始数据，x′是归一化后的数据。
18、进一步地，所述s3中使用卷积神经网络作为深度学习算法，起基本组成单元是卷积层，使用一系列可学习的滤波器来捕捉图像的特征，一个简单的卷积操作可以表示为：
19、
20、其中i是输入图像，k是卷积核(滤波器)，(x，y)是像素位置，*表示卷积操作。
21、进一步地，所述s5中实时更新预测模型，以反映最新的交通流动态和外部影响因素，如天气变化、节假日或社会事件，准确的预测可以帮助交通管理部门提前部署资源，有效缓解或避免交通拥堵。
22、进一步地，所述s7设置一个全面的监控系统，将现场的交通情况与历史数据结合起来，可以为交通流量预测和事故预防提供即时的信息,自动化控制系统的引入，不仅提高了交通效率，还降低了对人工操作的依赖,此外，实时信息发布系统可以通过智能手机应用、广播等多种渠道，快速通知司机即时的交通状况和应对建议。
23、进一步地，所述s8中定期的系统评估是确保高速公路运行状态研判系统长期有效性的关键，通过性能评估可以监控系统的准确性、稳定性和响应速度，用户反馈收集可以为系统提供改进方向，基于评估结果，持续优化数据处理流程和分析算法，确保系统的可靠性和精准性，以适应快速变化的交通环境。
24、本专利技术的有益效果是：
<本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种融合互通与主线数据的高速公路运行状态研判方法，其特征在于：所述研判方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种融合互通与主线数据的高速公路运行状态研判方法，其特征在于：所述S1采用泊松回归作为处理计数数据的回归模型，用于车流量估计，泊松回归模型的一般形式为：
3.根据权利要求2所述的一种融合互通与主线数据的高速公路运行状态研判方法，其特征在于：所述S2中归一化技术处理目的是将数值属性缩放到一个指定的范围，通常是0到1，最小-最大归一化的公式为：
4.根据权利要求3所述的一种融合互通与主线数据的高速公路运行状态研判方法，其特征在于：所述S3中使用卷积神经网络作为深度学习算法，起基本组成单元是卷积层，使用一系列可学习的滤波器来捕捉图像的特征，一个简单的卷积操作可以表示为：
5.根据权利要求4所述的一种融合互通与主线数据的高速公路运行状态研判方法，其特征在于：所述S5中实时更新预测模型，以反映最新的交通流动态和外部影响因素，如天气变化、节假日或社会事件，准确的预测可以帮助交通管理部门提前部署资源，有效缓解或避免交通拥堵。>
6.根据权利要求5所述的一种融合互通与主线数据的高速公路运行状态研判方法，其特征在于：所述S7设置一个全面的监控系统，将现场的交通情况与历史数据结合起来，可以为交通流量预测和事故预防提供即时的信息,自动化控制系统的引入，不仅提高了交通效率，还降低了对人工操作的依赖,此外，实时信息发布系统可以通过智能手机应用、广播等多种渠道，快速通知司机即时的交通状况和应对建议。
7.根据权利要求6所述的一种融合互通与主线数据的高速公路运行状态研判方法，其特征在于：所述S8中定期的系统评估是确保高速公路运行状态研判系统长期有效性的关键，通过性能评估可以监控系统的准确性、稳定性和响应速度，用户反馈收集可以为系统提供改进方向，基于评估结果，持续优化数据处理流程和分析算法，确保系统的可靠性和精准性，以适应快速变化的交通环境。
...【技术特征摘要】
1.一种融合互通与主线数据的高速公路运行状态研判方法，其特征在于：所述研判方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种融合互通与主线数据的高速公路运行状态研判方法，其特征在于：所述s1采用泊松回归作为处理计数数据的回归模型，用于车流量估计，泊松回归模型的一般形式为：
3.根据权利要求2所述的一种融合互通与主线数据的高速公路运行状态研判方法，其特征在于：所述s2中归一化技术处理目的是将数值属性缩放到一个指定的范围，通常是0到1，最小-最大归一化的公式为：
4.根据权利要求3所述的一种融合互通与主线数据的高速公路运行状态研判方法，其特征在于：所述s3中使用卷积神经网络作为深度学习算法，起基本组成单元是卷积层，使用一系列可学习的滤波器来捕捉图像的特征，一个简单的卷积操作可以表示为：
5.根据权利要求4所述的一种融合互通与主线数据的高速公路运行状态研判方法，其特征在于：所述s5中实时更新预测模型，以反映最新...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋文浩，何珍珍，朱小发，
申请(专利权)人：江苏天行科技咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：
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