[發明專利]一種基于空地協同的高速公路應急處置仿真系統及輔助決策方法

在審

• 申請號: 201810722125.3
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN108986458A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 王云鵬;于海洋;任毅龍;季楠;楊剛;張路
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/04;G08G1/0968;H04N7/18;H04W4/40;H04W4/90;G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.一種基于空地協同的高速公路應急處置仿真系統，其特征在于，所述系統包括：

無人機組，所述無人機組包括至少一架無人機，所述無人機包括通信模塊和圖像采集模塊，通過圖像采集模塊采集高速公路圖像信息并通過所述通信模塊傳送給無人機地基組件；

無人機地基組件包括圖像數據接收模塊、無人機控制模塊、無線通信模塊；無線通信模塊用于無人機地基組件和無人機組間的通信，且支持與使用不同通信傳輸協議的無人機進行通信。圖像數據接收模塊用于接收無人機組在緊急事件區域回傳的視頻數據；無人機控制模塊用于對無人機組的飛行控制。

工控機工控機，所述上加載有交通信息提取模塊、高速公路應急處置仿真模塊、應急處置策略仿真評價模塊；交通信息提取模塊是從無人機組回傳視頻數據中提取高速公路安全態勢信息的數據處理模塊，所述高速公路應急態勢信息包括交通狀態參數信息和緊急事件信息；高速公路應急處置仿真模塊為高速公路安全態勢建立模型，并在仿真環境下實現高速公路應急處置策略的實施。在仿真開始時，交通信息提取模塊從無人機組回傳的視頻數據中提取真實道路態勢信息，并生成交通信息文件，高速公路應急處置仿真模塊接收來自于所述交通信息提取模塊的交通信息，并依此建立仿真模型；然后評估和分析當前的高速公路安全態勢，選擇相應的高速公路應急處置策略，并對實施該應急處置策略的過程進行仿真；應急處置策略仿真評價模塊在仿真結束后，計算車輛平均延誤、平均排隊長度等評價指標。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，當提取信息有限時，仿真模塊向無人機地基組件中的無人機控制模塊反饋信息，無人機控制模再通過無線通信方式控制無人機攝取更多的圖像數據。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，交通狀態參數信息指交通流量、交通密度、排隊長度等交通狀態參數，緊急事件信息包括緊急事件發生的時間、地點、類型等信息。

4.一種基于空地協同的高速公路應急處置仿真輔助決策方法，其特征在于，所述方法采用如權利要求1-3中任一項所述的系統執行，所述方法包括：

步驟1：應急指揮車駛至緊急事件發生區域附近，將無人機組從高速公路應急指揮車中放出，飛至緊急事件發生區域收集圖像數據，并啟動工控機中的交通信息提取模塊、高速公路應急處置仿真模塊，準備開始仿真；

步驟2：交通信息提取模塊從無人機組回傳的視頻數據中提取交通流量、交通密度、排隊長度等交通狀態參數信息，以及緊急事件發生的時間、地點、類型、程度等信息，并將這些信息記入交通信息文件中；

步驟3：高速公路應急處置仿真軟件通過API接口插件請求加載交通信息文件，并據此建立高速公路安全態勢仿真模型；若交通信息文件中的信息有限，不足以建立仿真模型，則向無人機控制模塊反饋，控制無人機組獲取更多視頻數據，并返回步驟2；

步驟4：高速公路應急處置仿真軟件分析當前仿真模型的安全態勢，并根據發生緊急事件的類型和程度實施相應的應急處置策略；

步驟5：應急處置策略仿真評價系統在仿真結束后，計算車輛平均延誤、平均排隊長度等評價指標，對仿真環境下高速公路應急處置策略實施效果進行評價并根據評價結果選擇調整策略或采用策略的決策。