[發(fā)明專利]一種基于大數(shù)據(jù)的用于緩解擁堵的智能交通系統(tǒng)及其運行方法

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• 申請日: 2022-10-08
• 公開（公告）號: CN115662114A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐愷
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州玩鑫信息科技有限公司
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/08;G08G1/0968
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• 代理人: 暫無信息

1.一種基于大數(shù)據(jù)的用于緩解擁堵的智能交通系統(tǒng)，其特征在于，包括有：

數(shù)據(jù)采集模塊，用于實時采集目標道路的車輛數(shù)據(jù)，所述目標道路包括實時或預(yù)先確定的待進行交通緩解的道路；

路網(wǎng)模塊，用于根據(jù)所述車輛數(shù)據(jù)建立路網(wǎng)模型；

車輛速度計算模塊，用于根據(jù)所述路網(wǎng)模型計算路段的平均速度，作為車輛的行駛速度；

車輛位置模塊，用于根據(jù)車輛行駛的距離確定未來不同時刻車輛位置；

車輛密度預(yù)測模塊，用于根據(jù)車輛位置和車輛的行駛速度預(yù)計所述目標道路在未來各時段內(nèi)的密度；

路徑規(guī)劃模塊，用于根據(jù)所述目標道路在未來各時段內(nèi)的密度，來對所述目標車輛進行路徑規(guī)劃，以減少所述目標車輛在所述目標道路的通行時間；其中，所述目標車輛包括位于所述目標道路的車輛。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的用于緩解擁堵的智能交通系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括有數(shù)據(jù)清洗模塊，所述數(shù)據(jù)清洗模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊、路網(wǎng)模塊連接，用于對所述數(shù)據(jù)采集模塊中的車輛數(shù)據(jù)進行清洗，并將清洗后的車輛數(shù)據(jù)傳輸給路網(wǎng)模塊；

其中，所述數(shù)據(jù)清洗模塊對所述車輛數(shù)據(jù)進行清洗的過程包括：

基于不同路段對車輛的行駛速度要求，以最大值作為限定值，設(shè)定以下范圍：0＜v＜v_max，式中，v代表車輛行駛的車速，v_max代表規(guī)定車速范圍最大車速值；

對擁堵路長進行定義，有：0＜c_i＜x_i+ε，式中，ε代表測試誤差，x_i代表路段長度，c_i代表壓車、擁擠條件下車輛行駛的距離；

確定車輛行駛時間，有：式中，τ代表不可抗力原因影響下的等候時間，C代表路段通行能力，L_Q代表路段排隊平均長度，L代表路段長度；其中，所述不可抗力原因包括：交通事故、紅綠燈；

將車輛的行駛速度要求、擁堵路長和車輛行駛時間進行組合，形成數(shù)據(jù)清洗規(guī)則，并根據(jù)所述數(shù)據(jù)清洗規(guī)則對所述車輛數(shù)據(jù)進行清洗。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于大數(shù)據(jù)的用于緩解擁堵的智能交通系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)所述數(shù)據(jù)清洗規(guī)則對所述車輛數(shù)據(jù)進行清洗的過程包括：

如果車輛行駛數(shù)據(jù)為負數(shù)，或者車輛行駛數(shù)據(jù)的數(shù)值超出了對應(yīng)的上限值，則直接清除該數(shù)據(jù)；和/或，

如果車輛地理位置變化數(shù)據(jù)在100m以上，且車輛行駛速度為0km/h時，認為該數(shù)據(jù)無價值，直接清除此數(shù)據(jù)；和/或，

如果采集到多條數(shù)據(jù)來自同一個車輛，并且該車輛行駛速度、位置數(shù)據(jù)沒有發(fā)生變化，則只保留第一條數(shù)據(jù)，并刪除其余數(shù)據(jù)；和/或，

如果采集到兩條相鄰數(shù)據(jù)所對應(yīng)的車輛地理位置超過預(yù)設(shè)距離，則直接清除此數(shù)據(jù)；和/或，

如果相同車輛的數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)異常或者數(shù)據(jù)丟失部分占比超過預(yù)設(shè)比例，則清除對應(yīng)車輛的所有數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于大數(shù)據(jù)的用于緩解擁堵的智能交通系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括有數(shù)據(jù)修復(fù)模塊，所述數(shù)據(jù)修復(fù)模塊分別與數(shù)據(jù)清洗模塊、路網(wǎng)模塊連接，用于對數(shù)據(jù)清洗模塊清洗后的車輛數(shù)據(jù)進行修復(fù)，并將修復(fù)后的車輛數(shù)據(jù)傳輸給路網(wǎng)模塊；

所述數(shù)據(jù)修復(fù)模塊對數(shù)據(jù)清洗模塊清洗后的車輛數(shù)據(jù)進行修復(fù)的過程包括：

根據(jù)車輛行駛過程中，時間與車輛運行速度之間形成的關(guān)系曲線存在光滑、連續(xù)變化特點，選取二次指數(shù)平滑方法建立修復(fù)模型，并利用所述修復(fù)模型來對被清洗掉的車輛數(shù)據(jù)進行修復(fù)，其中，所述修復(fù)模型如下：

x_t+r＝a_t+b_tr；

式中，a_t和b_t代表中間變量，x_t+r代表預(yù)測出的數(shù)據(jù)，r代表被清洗掉的車輛數(shù)據(jù)；其中，

式中，代表一次指數(shù)平滑值，代表二次指數(shù)平滑值，α代表平滑系數(shù)，α∈(0，1)。