[發明專利]基于空氣指數的城市交通誘導系統

在審

• 申請號: 202011079487.9
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112183871A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 張正華;房崇鑫;李斌;高銳;蘇權;劉國澍
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06N3/02;G06F30/20
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

1.一種基于空氣指數的城市交通誘導系統，其特征在于，包括數據庫、城市數學模型地圖模塊、REI數據融合模塊、天氣結果預測模塊、誘導路徑最優選擇云平臺；REI為道路環保指數；

所述數據庫用于保存當前和歷史空氣質量數據和實況交通道路信息；

所述城市數學模型地圖模塊是以城市真實地圖作為背景，加入交通樞紐路口點、空氣環境監測點、誘導路徑起始點和誘導路徑終止點建立的城市數學模型地圖；

所述天氣結果預測模塊利用神經網絡預測空氣質量指數，從數據庫中統計的城市空氣環境監測點附近過去十年內歷史空氣質量數據和實況交通道路信息選出交通擁堵情況下的空氣質量數據，然后進行神經網絡預測處理，得到空氣環境監測點區域內的空氣質量指數的預測值；

所述REI數據融合模塊將預測的空氣質量指數與實際路徑長度常量進行融合得到道路環保指數；融合的公式如下，

其中，第i條路的道路環保指數簡稱R_i，x_i是第i條路可配置的權重，w_i是第i條路的權重，n是道路條數；L_i和AQI_i分別是第i條路的實際路徑長度常量長度和預測的空氣質量指數；α和β是與對應參數L_i和AQI_i的兩個系數，α在道路上未發生突發事件情況下默認為1，若某道路上發生突發事件增大α，0β1；

所述誘導路徑最優選擇云平臺通過最短路徑算法計算路徑權值進行比較，最終系統生成包含最優誘導路徑與最短路徑的地圖，地圖通過所述平臺公布。

2.根據權利要求1所述的基于空氣指數的城市交通誘導系統，其特征在于，所述空氣質量數據包括PM2.5、PM10以及空氣中SO2、CO、NO2和O3含量數據，實況交通道路信息包括車流量、車流量密度、車道占有率。

3.根據權利要求1所述的基于空氣指數的城市交通誘導系統，其特征在于，所述加入交通樞紐路口點具體為通過API技術將地圖上的交通樞紐路口點、干道以及城市的交通樞紐入口進行經緯坐標轉換，將省道、國道和高速的交叉口的路口處用紅色浮點進行標記，并標注城市環城的四個入口與模擬目的地；給予每個岔路口標記編號。

4.根據權利要求3所述的基于空氣指數的城市交通誘導系統，其特征在于，所述建立的城市數學模型地圖是利用實際路徑長度測量功能與道路環保指數在Python中構建出的數學模型骨架地圖。

5.根據權利要求1所述的基于空氣指數的城市交通誘導系統，其特征在于，所述誘導路徑最優選擇云平臺通過最短路徑算法計算路徑權值進行比較具體步驟為：

(1)根據權重s構建一張無向圖Graph，設定起點start和終點end；

(2)構建一個集合Q，用來存放起點start到其余各點的距離，如果某個點和start之間不直接相連，則距離為∞；

(3)從集合Q中選取值最小對應的點作為參考點，將起點與其相連；

(4)從參考點開始，遍歷它的鄰接點；將起點到參考點的距離與參考點到其鄰接點的距離分別求和得到求和值；將最小求和值與起點到參考點的鄰接點的距離進行比較；如果前者較小，則將參考點放入數prev并作為起點，如果后者較小，起點不變；然后將最小求和值對應的鄰接點作為參考點，重復步驟(4)，直至到達終點end；

(5)返回數組prev，遍歷求和其可得最優路徑。