【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及智慧交通，具體為基于智慧交通大數(shù)據(jù)的車輛行駛路徑控制系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、隨著城市化進(jìn)程的加快，城市道路交通壓力日益增加，尤其是在交通高峰期和城市中心地帶，交通擁堵問(wèn)題十分嚴(yán)重，傳統(tǒng)的交通管理系統(tǒng)在面對(duì)復(fù)雜的交通流量變化和突發(fā)事件時(shí)反應(yīng)滯后，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛行駛路徑的精準(zhǔn)控制，導(dǎo)致?lián)矶聽(tīng)顩r無(wú)法有效緩解，為此，智慧交通大數(shù)據(jù)技術(shù)逐漸成為解決交通擁堵的關(guān)鍵，通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與分析，可以對(duì)交通狀況進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)和高效管理；
2、目前的交通管理系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)城市交通擁堵時(shí)存在兩大主要問(wèn)題：一是缺乏對(duì)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)分析，難以及時(shí)優(yōu)化車輛的行駛路徑；二是貨運(yùn)車輛在交通高峰期對(duì)公共交通和私家車的影響較大，尤其在城市中心或主干道路，貨運(yùn)車輛往往導(dǎo)致更嚴(yán)重的擁堵，現(xiàn)有系統(tǒng)無(wú)法合理調(diào)度和分流貨運(yùn)車輛，也無(wú)法有效緩解高峰期的交通壓力，迫切需要一種更智能的路徑控制系統(tǒng)，因此，針對(duì)上述問(wèn)題提出基于智慧交通大數(shù)據(jù)的車輛行駛路徑控制系統(tǒng)及方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供基于智慧交通大數(shù)據(jù)的車輛行駛路徑控制系統(tǒng)及方法，以解決目前的交通管理系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)城市交通擁堵時(shí)存在兩大主要問(wèn)題：一是缺乏對(duì)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)分析，難以及時(shí)優(yōu)化車輛的行駛路徑；二是貨運(yùn)車輛在交通高峰期對(duì)公共交通和私家車的影響較大，尤其在城市中心或主干道路，貨運(yùn)車輛往往導(dǎo)致更嚴(yán)重的擁堵，現(xiàn)有系統(tǒng)無(wú)法合理調(diào)度和分流貨運(yùn)車輛，也無(wú)法有效緩解高峰期的交通壓力的問(wèn)題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供
3、基于智慧交通大數(shù)據(jù)的車輛行駛路徑控制系統(tǒng)及方法，包括以下步驟：步驟a：通過(guò)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)采集模塊采集車輛的實(shí)時(shí)位置、道路交通流量及擁堵?tīng)顩r的交通數(shù)據(jù)；
4、步驟b：通過(guò)大數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)模塊對(duì)歷史交通數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)高峰時(shí)段、事故風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域及交通瓶頸點(diǎn)；
5、步驟c：通過(guò)路徑優(yōu)化模塊動(dòng)態(tài)優(yōu)化車輛的行駛路徑，避開(kāi)擁堵區(qū)域，規(guī)劃備用路線；
6、步驟d：通過(guò)信號(hào)燈調(diào)控模塊調(diào)整交通信號(hào)燈時(shí)長(zhǎng)，優(yōu)化車輛通行效率；
7、步驟e：通過(guò)貨運(yùn)車輛限行與分流模塊在高峰期對(duì)貨運(yùn)車輛進(jìn)行限行與分流，減少其對(duì)公共交通和私家車的影響；
8、步驟f：通過(guò)車聯(lián)網(wǎng)協(xié)同模塊向車輛終端推送實(shí)時(shí)路徑調(diào)整信息；
9、步驟g：通過(guò)提前預(yù)警與信息發(fā)布模塊向駕駛員發(fā)布預(yù)警信息及路徑調(diào)整建議。
10、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述步驟b的預(yù)測(cè)包括基于天氣狀況和特殊事件對(duì)交通流量的影響進(jìn)行調(diào)度規(guī)劃。
11、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述步驟c中，路徑優(yōu)化模塊根據(jù)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)進(jìn)行多次路徑動(dòng)態(tài)計(jì)算，并向不同類型的車輛推薦個(gè)性化的最優(yōu)路徑。
12、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述路徑動(dòng)態(tài)計(jì)算包括以下步驟：
13、步驟一：將城市交通網(wǎng)絡(luò)表示為有向圖g＝(v,e)，其中v為節(jié)點(diǎn)集合，代表道路交叉點(diǎn)或地理位置，e為邊集合，代表道路，邊的初始權(quán)重基于路段距離或歷史交通流量進(jìn)行設(shè)置；
14、步驟二：通過(guò)以下公式計(jì)算每條邊eij的通行代價(jià)wij，權(quán)重包括距離、實(shí)時(shí)交通流量和擁堵系數(shù)：
15、wij＝dij+αtij+βcij
16、式中，dij為道路距離，tij為實(shí)時(shí)交通流量，cij為擁堵系數(shù)，α和β為調(diào)節(jié)系數(shù)；
17、步驟三：通過(guò)最優(yōu)路徑搜索算法di?jkstra算法確定起點(diǎn)s和終點(diǎn)t之間的最優(yōu)路徑p，目標(biāo)是最小化路徑總權(quán)重：
18、
19、式中，p為從起點(diǎn)s到終點(diǎn)t的路徑集合；
20、步驟四：根據(jù)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)對(duì)路徑進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，實(shí)時(shí)更新每條邊的權(quán)重：
21、
22、式中，為下一時(shí)間步的權(quán)重，δtij為交通流量變化，δcij為擁堵系數(shù)變化，γ和δ為調(diào)節(jié)系數(shù)；
23、步驟五：通過(guò)多次路徑動(dòng)態(tài)計(jì)算，在每個(gè)時(shí)間步根據(jù)更新后的權(quán)重重新計(jì)算最優(yōu)路徑，直至滿足預(yù)設(shè)停止條件，并輸出代價(jià)最小的最優(yōu)路徑。
24、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：包括實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)采集模塊、大數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)模塊、路徑優(yōu)化模塊、信號(hào)燈調(diào)控模塊、貨運(yùn)車輛限行與分流模塊、車聯(lián)網(wǎng)協(xié)同模塊和提前預(yù)警與信息發(fā)布模塊；
25、所述實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)采集模塊用于通過(guò)車載gps、路面攝像頭、交通傳感器采集車輛實(shí)時(shí)位置、車速、行駛方向、道路交通流量及擁堵?tīng)顩r的交通數(shù)據(jù)；
26、所述大數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)模塊用于對(duì)歷史交通數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法，預(yù)測(cè)交通高峰時(shí)段、交通事故易發(fā)區(qū)域以及潛在的交通瓶頸點(diǎn)，并根據(jù)不同類型車輛的行駛模式進(jìn)行調(diào)度；
27、所述路徑優(yōu)化模塊用于基于大數(shù)據(jù)分析結(jié)果，動(dòng)態(tài)優(yōu)化貨運(yùn)車輛和私家車的行駛路徑，避免進(jìn)入擁堵路段，其中包括避讓高峰期、優(yōu)化通行路線及分流策略；
28、所述信號(hào)燈調(diào)控模塊用于根據(jù)實(shí)時(shí)交通流量，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)交通信號(hào)燈時(shí)長(zhǎng)，優(yōu)先放行重要車輛，并減少貨運(yùn)車輛與公共交通或私家車的交匯；
29、所述貨運(yùn)車輛限行與分流模塊用于在高峰期對(duì)貨運(yùn)車輛實(shí)施限行、分流，避免其進(jìn)入城市中心或主干道路，減輕道路交通負(fù)荷；
30、所述車聯(lián)網(wǎng)協(xié)同模塊用于與貨運(yùn)車輛、私家車的車載終端設(shè)備連接，實(shí)時(shí)推送動(dòng)態(tài)路徑調(diào)整信息，優(yōu)化車輛行駛路線；
31、所述提前預(yù)警與信息發(fā)布模塊用于在檢測(cè)到可能發(fā)生的交通擁堵時(shí)，向駕駛員發(fā)布預(yù)警信息，并推薦備用路線。
32、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述大數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)模塊結(jié)合歷史交通數(shù)據(jù)進(jìn)行交通流量預(yù)測(cè)，以調(diào)整系統(tǒng)的調(diào)度方案。
33、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述路徑優(yōu)化模塊基于實(shí)時(shí)路況、車輛類型及駕駛員需求，個(gè)性化規(guī)劃出行路徑，并通過(guò)動(dòng)態(tài)計(jì)算生成不同時(shí)間段的最優(yōu)通行路線。
34、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述信號(hào)燈調(diào)控模塊根據(jù)車輛種類、擁堵?tīng)顩r及通行優(yōu)先級(jí)，自動(dòng)調(diào)整信號(hào)燈的時(shí)長(zhǎng)分配，使得緊急車輛或重要貨運(yùn)車輛能夠優(yōu)先通過(guò)特定路段。
35、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述車聯(lián)網(wǎng)協(xié)同模塊通過(guò)云端系統(tǒng)與車輛通信，實(shí)時(shí)更新并推送交通信息、路線調(diào)整建議以及潛在風(fēng)險(xiǎn)提示。
36、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述提前預(yù)警與信息發(fā)布模塊能夠根據(jù)交通流量預(yù)測(cè)結(jié)果，在潛在高峰期或突發(fā)事件前發(fā)布路徑優(yōu)化建議，以減少車輛在關(guān)鍵路段的停滯時(shí)間。
37、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：
38、1、本專利技術(shù)中，通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)采集和大數(shù)據(jù)分析，能夠精確預(yù)測(cè)高峰期和擁堵區(qū)域，從而優(yōu)化車輛的行駛路徑，減少擁堵，此外，該系統(tǒng)還通過(guò)信號(hào)燈智能調(diào)控和貨運(yùn)車輛分流機(jī)制，避免了貨運(yùn)車輛在高峰期對(duì)公共交通的干擾，提升了道路通行效率，該系統(tǒng)還提供了實(shí)時(shí)的路徑調(diào)整建議與預(yù)警服務(wù)，為駕駛員提供更加便捷、安全的出行體驗(yàn)；
39、2、本專利技術(shù)中，系統(tǒng)通過(guò)信號(hào)燈調(diào)控模塊，在高峰期自動(dòng)調(diào)整本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.基于智慧交通大數(shù)據(jù)的車輛行駛路徑控制方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智慧交通大數(shù)據(jù)的車輛行駛路徑控制方法，其特征在于：所述步驟b的預(yù)測(cè)包括基于天氣狀況和特殊事件對(duì)交通流量的影響進(jìn)行調(diào)度規(guī)劃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智慧交通大數(shù)據(jù)的車輛行駛路徑控制方法，其特征在于：所述步驟c中，路徑優(yōu)化模塊根據(jù)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)進(jìn)行多次路徑動(dòng)態(tài)計(jì)算，并向不同類型的車輛推薦個(gè)性化的最優(yōu)路徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智慧交通大數(shù)據(jù)的車輛行駛路徑控制方法，其特征在于：所述路徑動(dòng)態(tài)計(jì)算包括以下步驟：
5.基于權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的基于智慧交通大數(shù)據(jù)的車輛行駛路徑控制系統(tǒng)，其特征在于：包括實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)采集模塊、大數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)模塊、路徑優(yōu)化模塊、信號(hào)燈調(diào)控模塊、貨運(yùn)車輛限行與分流模塊、車聯(lián)網(wǎng)協(xié)同模塊和提前預(yù)警與信息發(fā)布模塊；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于智慧交通大數(shù)據(jù)的車輛行駛路徑控制系統(tǒng)，其特征在于：所述大數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)模塊結(jié)合歷史交通數(shù)據(jù)進(jìn)行交通流量預(yù)測(cè)，以調(diào)整系統(tǒng)的調(diào)度方案。
7.根據(jù)權(quán)
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于智慧交通大數(shù)據(jù)的車輛行駛路徑控制系統(tǒng)，其特征在于：所述信號(hào)燈調(diào)控模塊根據(jù)車輛種類、擁堵?tīng)顩r及通行優(yōu)先級(jí)，自動(dòng)調(diào)整信號(hào)燈的時(shí)長(zhǎng)分配，使得緊急車輛或重要貨運(yùn)車輛能夠優(yōu)先通過(guò)特定路段。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于智慧交通大數(shù)據(jù)的車輛行駛路徑控制系統(tǒng)，其特征在于：所述車聯(lián)網(wǎng)協(xié)同模塊通過(guò)云端系統(tǒng)與車輛通信，實(shí)時(shí)更新并推送交通信息、路線調(diào)整建議以及潛在風(fēng)險(xiǎn)提示。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于智慧交通大數(shù)據(jù)的車輛行駛路徑控制系統(tǒng)，其特征在于：所述提前預(yù)警與信息發(fā)布模塊能夠根據(jù)交通流量預(yù)測(cè)結(jié)果，在潛在高峰期或突發(fā)事件前發(fā)布路徑優(yōu)化建議，以減少車輛在關(guān)鍵路段的停滯時(shí)間。
...【技術(shù)特征摘要】
1.基于智慧交通大數(shù)據(jù)的車輛行駛路徑控制方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智慧交通大數(shù)據(jù)的車輛行駛路徑控制方法，其特征在于：所述步驟b的預(yù)測(cè)包括基于天氣狀況和特殊事件對(duì)交通流量的影響進(jìn)行調(diào)度規(guī)劃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智慧交通大數(shù)據(jù)的車輛行駛路徑控制方法，其特征在于：所述步驟c中，路徑優(yōu)化模塊根據(jù)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)進(jìn)行多次路徑動(dòng)態(tài)計(jì)算，并向不同類型的車輛推薦個(gè)性化的最優(yōu)路徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智慧交通大數(shù)據(jù)的車輛行駛路徑控制方法，其特征在于：所述路徑動(dòng)態(tài)計(jì)算包括以下步驟：
5.基于權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的基于智慧交通大數(shù)據(jù)的車輛行駛路徑控制系統(tǒng)，其特征在于：包括實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)采集模塊、大數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)模塊、路徑優(yōu)化模塊、信號(hào)燈調(diào)控模塊、貨運(yùn)車輛限行與分流模塊、車聯(lián)網(wǎng)協(xié)同模塊和提前預(yù)警與信息發(fā)布模塊；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于智慧交通大數(shù)據(jù)的車輛行駛路徑控制系統(tǒng)，其特征在于：所述大數(shù)據(jù)分析...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張遠(yuǎn)，吳樂(lè)飛，郭瀧鍰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：鎮(zhèn)江暢行交通科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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