基于互联网的智慧城市交通管理系统的制作方法

本发明涉及城市交通管理，具体为基于互联网的智慧城市交通管理系统。

背景技术：

1、近几年，随着我国经济的不断发展，人们的收入水平不断提高，城市车辆保有量也在不断增加，城市的交通拥堵问题日益严重，由于城市用地寸土寸金，在处理交通拥堵问题上，一些地方采用限号限行的方法减少车流量，或是调节交通信号灯的时间来处理交通拥堵，然而，人们因为一些因素去到陌生的城市，由于对陌生城市的交通环境不了解，即便有导航系统，但现有技术的实时性差，无法实时提供道路的交通信息，也无法为人们匹配最优的路线，造成不了解城市交通环境的人都选择默认道路，最终导致交通堵塞，并且在天气因素的影响下，人们的视觉受到影响，导致人们判断失误，引发交通事故，而且，由于城市车辆保有量越来越多，导致停车位越来越难找，在停车场中缓慢行驶寻找车位，在停车场狭小的环境中，浪费时间且效率低下，并且在发生佳通拥堵时，现有技术智能对交通信号灯进行简单的时间调节，在一些单独的红路灯情况下，无法快速的对道路拥堵进行调节，疏通效率低下，因此，设计实时性强和效率高的基于互联网的智慧城市交通管理系统是很有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于互联网的智慧城市交通管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于互联网的智慧城市交通管理系统，包括数据收集模块、通行管理模块和交通管理模块，其特征在于：所述数据收集模块用于收集车辆行驶过程中拍摄的视觉图像、车辆的定位信息和测量车辆拥堵的长度，所诉通行管理模块用于根据用户的目的地进行导航、管理系统的数据处理节点和传输节点，所述交通管理模块用于处理交通事故、在发生交通拥堵时调节交通信号灯和保持车组网间的通信畅通，所述数据收集模块、通行管理模块和交通管理模块相互通信连接；

3、所述导航管理模块包括线路匹配子模块、拥堵分析子模块和位置记录子模块，所述路线匹配子模块用于为用户匹配最佳的行驶路线和停车位，所述拥堵分析子模块用于实时分析当前用户行驶路线的交通信息，所述位置记录子模块用于记录车辆的停车位信息；

4、所述节点管理模块包括线程处理子模块和节点优化子模块，所述线程管理子模块用于管理节点多线程传输数据，所述节点优化子模块用于分析节点的效率并保持处理节点能够以最佳效率运行。

5、根据上述技术方案，所述数据收集模块包括视觉模块、红外激光模块和定位模块，所述视觉模块用于收集车辆在道路上行驶过程中的实时视觉图像，所述红外激光模块用于检测实时的车辆间的间距，所述定位模块用于实时获取当前车辆的位置信息。

6、根据上述技术方案，所述通行管理模块包括导航管理模块和节点管理模块，所述导航管理模块用于为用户匹配最佳的导航路线，所述节点管理模块用于管理系统的数据处理节点和数据传输节点。

7、根据上述技术方案，所述交通管理模块包括交通信号灯管理模块，，所述交通信号灯调节模块用于在发生交通拥堵时，根据交通拥堵的具体情况对交通信号灯进行调节。

8、根据上述技术方案，所述交通管理模块还包括通信模块，所述通信模块用于通知驾驶员道路通行状况和在检测到交通事故时联系急救及交警部门。

9、根据上述技术方案，所述城市交通管理系统的运行方法主要包括以下步骤：

10、步骤s1：通过车载视觉模块和路侧视觉模块，实时收集道路的通行信息和拥堵信息及事故信息，通过路侧红外激光模块和车载红外激光模块，实时收集当前车辆之间的距离和道路拥堵长度信息，通过定位模块，实时收集所有车辆的位置信息；

11、步骤s2：在接收到用户的导航请求后，系统发出电信号触发导航模块启动，开始分析用户当前位置到目的地的所有路线，分析各个路线的道路拥堵状况，根据分析结果确定路线；

12、步骤s3：当检测到道路拥堵或发生事故时，系统启动节点管理模块，开始分析节点负载，对节点进行优化，分析当前车辆与周围车辆之间的距离，根据距离发送提醒信息并进行扩散传播；

13、步骤s4：当检测到道路发生拥堵时，启动交通信号灯调节模块，开始分析当前道路的拥堵信息，根据分析结果选择信号灯调节方法来处理交通拥堵，使道路通畅。

14、根据上述技术方案，所述步骤s2进一步包括以下步骤：

15、步骤s21：获取用户目的地及此时定位，锚定目的地位置，在城市地图中将每一条路线拆分为若干段路段，并对每条路段进行标记，调取路段视觉图像，扫描并识别车辆轮廓节点，将识别出的轮廓节点进行标记，若当前车辆拍摄的路段视觉图像中无法识别到完整的车辆轮廓节点，则判断当前路段出现事故，将该段路段剔除，进一步获取当前事故位置信息，通过通信模块向急救部门和交警部门发出告警寻求救援，向周围车辆发出告警，提醒司机注意安全，调取车载视觉模块和路侧视觉模块采集的事故数据，将事故数据进行打包并压缩发送至交警客户端，反之则标记当前路段能够通过；

16、步骤s22：调取车辆的实时定位信息，在城市道路模型中进行标记，识别车辆的数量，识别当前路段的面积，通过公式计算当前路段的车辆密度式中，ρ表示当前路段的车辆密度，κ表示当前路段面积的误差系数，w表示当前路段上车辆的数量，s表示当前路面的面积，当车辆密度大于或等于系统设定阈值时，当前路段发生拥堵将当前路段剔除备选路段，当车辆密度小于系统设定阈值时，标记当前道路能够通过；

17、步骤s23：调取剩余的备选路段，选取路程最短的路线，并实时监测其余路段的交通状况，根据实时的交通信息调整导航路线。

18、根据上述技术方案，所述步骤s23进一步包括以下步骤：

19、步骤s231：调取所有路段，在城市道路模型中测量各个路段的路程，将各个路段进行组合，并计算从当前位置到目的地的总路程，分别将由备选路段组成总路程和所有路段组成的路线总路程进行升序排序，选取有备选路段组成的总路程最小的路线作为导航路线，将总路程小于当前导航路线的非备选路段组成的路线标记为候选路线，在导航的过程中，系统实时监测当前导航路线的交通状况，若当前路线中出现路段拥堵，则更换次级路线，若候选路线中的发生交通拥堵的位置，车辆密度小于阈值，则将导航路线更换为改路线；

20、步骤s232：当车辆在某一地点停留时长大于阈值时，调取当前车辆采集的视觉图像，识别视觉图像中的停车点轮廓特征节点，若识别到的停车点轮廓特征节点数大于阈值，则标记当前位置为停车点，记录并保存到数据库，反之则系统继续检测，当用户到达目的地寻找停车点时，调取历史标点停车点，调取车辆位置，与停车点位置进行重合对比，若相似度小于阈值，则导航前往停车点，反之则继续验证下一停车点。

21、根据上述技术方案，所述步骤s3进一步包括一下步骤：

22、步骤s31：获取出现交通事故或交通堵塞的位置信息，调取当前位置的车辆定位，锚定在路线模型中的位置，通过公式计算当前车辆与交通堵塞位置之间的距离式中，l1表示当前车辆与交通堵塞位置之间的距离，(x1，y1)表示交通拥堵位置，(x2，y2)表示当前车辆位置，对比数据库，若车辆与交通堵塞位置的距离小于系统设定阈值时，则标记此时车辆为第一传播对象，反之则标记为扩散传播对象，根据交通事故或交通堵塞的位置信息调取经由此位置的车辆信息，将经由此位置的车标记为次级传播对象，通过上述公式计算相邻车辆之间的距离l2，根据当前车辆与临近车辆之间的距离对第一传播对象进行分簇，调取簇族中每个车载通信模块中节点的剩余带宽，选取剩余带宽最大的节点所在车辆为簇头；

23、步骤s32：调取簇头，识别第一传播对象的车辆编码，根据车辆编码建立虚拟连接，调取第一传播对象到当前簇头的传播距离，通过公式计算当前车辆节点占用簇头资源的占比式中，i＝1,2,3......n，q表示当前车辆节点占用簇头资源的占比，l表示簇族中车辆节点到簇头节点的距离，l3表示当前车辆节点到簇头节点间的距离，α表示距离对资源占比的影响系数，通过公式计算从邻近车辆节点传输到扩散传播对象的时间式中，t表示从邻近车辆节点传输到扩散传播对象的时间，β表示当前车辆节点到扩散传播对象节点间的距离对传输时间的影响系数，t表示数据的额定传输时间，l定表示额定的传输距离，l4表示扩散传播对象与邻近车辆节点的距离。

24、根据上述技术方案，所述步骤s4中当道路发生交通堵塞时，获取交通堵塞位置，调取当位置的路侧红外激光模块，测量当前路段的拥堵长度，当路段的拥堵长度小于第一阈值时，当前路口的红绿灯正常运行，当路段的拥堵长度大于第一阈值且小于第二阈值时，识别发生拥堵的具体路侧，若当前路段为单侧拥堵，则控制拥堵侧的对向红绿灯亮一个灯，即同时满足直行、左转和右转，并且拥堵侧的红绿灯控制为红灯，若当前路段为对向拥堵，则控制当前红绿灯延长拥堵侧的对向侧的绿灯时长，当路段的拥堵长度大于第二阈值时，控制当前拥堵侧后方的红绿灯保持红灯，直到当前路段拥堵长度小于第二阈值，当红绿灯发生变化时，红绿灯通过通信模块与车辆建立联系，在红绿灯即将变化前一段时间通过通信模块发出语音提示，提醒驾驶员红绿灯的变化走向。

25、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过对道路上的事故实时进行检测同时发出告警性附近车辆司机注意安全，并向急救部门和交警部门寻求帮助，能够使交通事故及时得到处理，使附近车辆司机及时了解道路交通情况，避免造成二次事故，保护驾驶人员的安全，通过计算当前路段上车辆的密度，能够快速给出当前路段是否拥堵，并进行剔除，避免导航系统选择当前路段，减少拥堵的等待时间，进而减少驾车时间，极大地提高了出行效率，通过实时检测当前路线和候选路线，能够在当前路线发生拥堵时更换线路，避免在道路上发生拥堵，浪费人们的出行时间，进一步提高出行效率，通过将系统的历史停车点进行记录，能够将一些更多的停车点记录到系统，进而减少人们寻找停车点的时间，极大地提高了人们的出行效率，通过在簇族中对比节点的剩余带宽选举簇头，能够保障簇头节点有足够的带宽资源用于传输数据，进而减少数据传输的时间，大大提高交通信息的实时性，通过计算能够快速分配簇头节点在进行传输数据时的资源分配，使传输距离较远的车辆节点分配更多的节点资源，进而降低较远距离传输数据的时延，通过由中心向周围扩散的数据传输方法，能够保障处于交通堵塞路段附近的车辆能够迅速接收到提醒，将多数的节点资源运用到近距离的数据传输中，进而降低数据的传输时间，极大地提高了数据的实时性，通过在当前路段拥堵长度不同时对红路灯采取不同的控制方法，能够减少疏通交通拥堵的时间，进一步提高人们的出行效率，并且在路口等红绿灯时，系统将会发出语音提醒驾驶员，能够避免环境因素影响驾驶员对红绿灯的判断，降低事故发生的概率，保护驾驶员的安全，提高出行的安全性。