基于大数据的融合智能交通管理系统及方法

本发明涉及交通管理，具体涉及基于大数据的融合智能交通管理系统及方法。

背景技术：

1、为了提高高架桥下方十字路口车辆掉头的便利性，通常会在接近十字路口的前段区域增加掉头弧形路段，使得车辆无需等待红绿灯可直接掉头，然而，鉴于高架桥下方十字路口环境复杂，且车辆掉头驶入路段通常较窄，加之车辆进入弧形路段后，在高架桥立柱以及车辆a柱、b柱的遮挡下，驾驶员存在较大的视野盲区，目前，尚无针对高架桥下方十字路口状况的管理系统能够对弧形路段中待掉头的车辆进行有效管理和提示，仅依靠驾驶员自行判断是否掉头，容易导致判断失误，从而引发交通事故，此外，高架桥下方十字路口发生交通事故时，容易导致高架桥立柱遭受撞击，进而对高架桥的安全使用产生不利影响。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供基于大数据的融合智能交通管理系统及方法，以解决背景技术中不足。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于大数据的融合智能交通管理方法，所述管理方法包括以下步骤：

3、管理系统端口通过设置在弧形掉头路段入口处的摄像头监测有无车辆进入弧形掉头路段，当有车辆进入弧形掉头路段时，通过十字路口的交通信号灯系统获取交通信号灯的实时信息，当车辆位于弧形掉头路段中部时，判断弧形掉头路段出口连接路段对应的交通信号灯是否为绿灯；

4、若为直行绿灯，通过摄像头获取直行路段驶入弧形掉头路段出口连接路段的车辆数以及平均车辆速度，若为左转弯绿灯，通过摄像头获取左转弯路段驶入弧形掉头路段出口连接路段的车辆数以及平均车辆速度；

5、当直行或左转弯绿灯亮起时，获取弧形掉头路段出口连接路段的相邻路段中右转车道上的车辆数，并综合分析直行路段或左转弯路段驶入弧形掉头路段出口连接路段的车辆数、平均车辆速度与相邻路段中右转车道上的车辆数；

6、依据综合分析结果判断弧形掉头路段出口连接路段是否支持掉头，根据判断结果生成相应的提示信号向弧形掉头路段内车辆驾驶员显示，提示信号包括提示驾驶员掉头，或提示驾驶员停止掉头；

7、定期从大数据库中获取当提示驾驶员停止掉头时车辆停止掉头等待时长，并对车辆停止掉头等待时长进行离散分析，根据分析结果向该十字路口的管理平台生成相应的管理策略。

8、在一个优选的实施方式中，判断弧形掉头路段出口连接路段是否支持掉头包括以下步骤：

9、在弧形掉头路段中存在车辆时，获取相邻路段右转车道总车辆数，并将右转车道总车辆数标记为cl右转；

10、若弧形掉头路段出口连接路段对应的信号灯为直行绿灯，则获取直行路段直行车道车辆数以及车辆平均速度，将直行车道车辆数标记为cl直行，将直行车道车辆平均速度标记为sd直行；

11、若弧形掉头路段出口连接路段对应的信号灯为左转弯绿灯，则获取左转弯车道车辆数以及车辆平均速度，将左转弯车道车辆数标记为cl左转，将左转弯车道车辆平均速度标记为sd左转；

12、综合分析直行路段或左转弯路段驶入弧形掉头路段出口连接路段的车辆数、平均车辆速度与相邻路段中右转车道上的车辆数，判断弧形掉头路段出口连接路段是否支持掉头包括以下步骤：

13、综合分析直行路段或左转弯路段驶入弧形掉头路段出口连接路段的车辆数、平均车辆速度与相邻路段中右转车道上的车辆数获取提示赋值；

14、若提示赋值大于等于预设的提示阈值，控制系统判断弧形掉头路段出口连接路段不支持掉头；

15、若提示赋值小于预设的提示阈值，控制系统判断弧形掉头路段出口连接路段支持掉头。

16、在一个优选的实施方式中，根据判断结果生成相应的提示信号向弧形掉头路段内车辆驾驶员显示包括以下步骤：

17、当控制系统判断弧形掉头路段出口连接路段支持掉头时，通过设置在弧形掉头路段出口处的led像素屏生成提示，提示包括led像素屏发出绿光或显示“允许掉头”文字提示车辆驾驶员掉头；

18、当控制系统判断弧形掉头路段出口连接路段不支持掉头时，通过设置在弧形掉头路段出口处的led像素屏生成提示，提示包括led像素屏发出红光或显示“禁止掉头”文字提示车辆驾驶员停止掉头。

19、在一个优选的实施方式中，对车辆停止掉头等待时长进行离散分析，根据分析结果向该十字路口的管理平台生成相应的管理策略包括以下步骤：

20、定期从大数据库中获取当提示驾驶员停止掉头时车辆停止掉头等待时长，提示驾驶员停止掉头时作为一个取样点；

21、将历史多个取样点建立取样点集合，并计算取样点集合中的车辆平均等待时长以及等待时长离散程度；

22、若车辆平均等待时长≤时长阈值，且等待时长离散程度≤离散阈值，管理系统不向该十字路口的管理平台生成管理策略；

23、若车辆平均等待时长≤时长阈值，且等待时长离散程度＞离散阈值，管理系统向该十字路口的管理平台生成对交通信号灯进行管理建议；

24、若车辆平均等待时长＞时长阈值，管理系统向该十字路口的管理平台生成交通信号灯管理提示。

25、在一个优选的实施方式中，车辆平均等待时长以及等待时长离散程度的计算表达式为：

26、式中，i＝{1、2、3、...、n}，n表示取样点集合中取样点的数量，n为正整数，sci表示第i个取样点处的车辆停止掉头等待时长，scavg表示车辆平均等待时长。

27、在一个优选的实施方式中，当直行或左转弯绿灯亮起时，获取弧形掉头路段出口连接路段的相邻路段中右转车道上的车辆数包括以下步骤：

28、判断车辆是否位于弧形掉头路段；

29、若车辆位于弧形掉头路段，判断弧形掉头路段出口连接路段对应的交通信号灯是否为绿灯；

30、若为直行绿灯或左转弯绿灯，获取弧形掉头路段出口连接路段的相邻路段中右转车道上的车辆数；

31、获取相邻路段右转弯车道中，距离停止实线200m内该的车辆数，若相邻路段的右转弯车道数为1，直接统计右转弯车道距离停止实线200m内该的车辆数；

32、若相邻路段的右转弯车道数大于1，则先获取多条右转弯车道距离停止实线200m内的车辆数，然后再将所有右转弯车道上的车辆数进行相加获取右转弯总车道数。

33、在一个优选的实施方式中，通过摄像头获取驶入弧形掉头路段出口连接路段的车辆数以及平均车辆速度包括以下步骤：

34、通过安装在弧形掉头路段中部的摄像头实时监测车辆是否位于弧形掉头路段中部；

35、判断弧形掉头路段出口连接路段对应的交通信号灯是否为绿灯，并确定是直行绿灯还是左转弯绿灯；

36、若判断为直行绿灯，通过摄像头获取直行路段驶入弧形掉头路段出口连接路段的车辆数和平均车辆速度；

37、若判断为左转弯绿灯，通过摄像头获取左转弯路段驶入弧形掉头路段出口连接路段的车辆数和平均车辆速度；

38、将获取的车辆数和平均车辆速度实时更新到交通管理系统的大数据库中。

39、在一个优选的实施方式中，当日均交通流量大于预设流量阈值时，生成警示信号，包括以下步骤：

40、在交通管理系统中设定预设的流量阈值，流量阈值用于触发警示信号的生成，当日均交通流量超过预设阈值时，交通管理系统生成警示信号，警示信号内容包括提示车辆驾驶员降低车辆速度的信息，将生成的警示信号发送到弧形掉头路段的显示屏，在显示屏上实时更新交通流量信息、车道数以及警示信号。

41、在一个优选的实施方式中，当有车辆进入弧形掉头路段时，基于大数据库获取弧形掉头路段出口连接路段的车道数以及历史日均交通流量包括以下步骤：

42、查询大数据库，获取弧形掉头路段出口连接路段的相关信息，相关信息包括车道数、道路宽度、道路等级；

43、从大数据库中检索历史日均交通流量数据，包括过去一段时间内在弧形掉头路段出口连接路段的车辆流量情况；

44、整合实时车辆进入数据和历史日均交通流量数据，形成车辆流信息，利用数据分析工具对车辆流量进行统计和趋势分析，了解交通状况；

45、根据分析结果生成报告，报告包括弧形掉头路段出口连接路段的车道数和历史日均交通流量，利用可视化工具展示数据。

46、本发明还提供基于大数据的融合智能交通管理系统，包括掉头路段监测模块、数据获取模块、警示模块、信号灯信息模块、数据采集模块、数据分析模块、掉头判断模块、管理模块；

47、掉头路段监测模块：通过设置在弧形掉头路段入口处的摄像头监测有无车辆进入弧形掉头路段；

48、数据获取模块：当有车辆进入弧形掉头路段时，基于大数据库获取弧形掉头路段出口连接路段的车道数以及历史日均交通流量；

49、警示模块：当日均交通流量大于预设流量阈值时，生成警示信号，并通过设置在弧形掉头路段中部的显示屏显示；

50、信号灯信息模块：通过十字路口的交通信号灯系统获取交通信号灯的实时信息，当车辆位于弧形掉头路段中部时，判断弧形掉头路段出口连接路段对应的交通信号灯是否为绿灯；

51、数据采集模块：若为直行绿灯，通过摄像头获取直行路段驶入弧形掉头路段出口连接路段的车辆数以及平均车辆速度，若为左转弯绿灯，通过摄像头获取左转弯路段驶入弧形掉头路段出口连接路段的车辆数以及平均车辆速度；

52、数据分析模块：当直行或左转弯绿灯亮起时，获取弧形掉头路段出口连接路段的相邻路段中右转车道上的车辆数，并综合分析直行路段或左转弯路段驶入弧形掉头路段出口连接路段的车辆数、平均车辆速度与相邻路段中右转车道上的车辆数；

53、掉头判断模块：依据综合分析结果判断弧形掉头路段出口连接路段是否支持掉头，并根据判断结果生成相应的提示信号向弧形掉头路段内车辆驾驶员显示，提示信号包括提示驾驶员掉头，或提示驾驶员停止掉头；

54、管理模块：定期从大数据库中获取当提示驾驶员停止掉头时车辆停止掉头等待时长，并对车辆停止掉头等待时长进行离散分析，根据分析结果向该十字路口的管理平台生成相应的管理策略。

55、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

56、本发明在有车辆进入高架桥底部十字路口的弧形掉头路段时，获取弧形掉头路段出口连接路段的相邻路段中右转车道上的车辆数，并综合分析直行路段或左转弯路段驶入弧形掉头路段出口连接路段的车辆数、平均车辆速度与相邻路段中右转车道上的车辆数，判断弧形掉头路段出口连接路段是否支持掉头，并根据判断结果生成相应的提示信号向弧形掉头路段内车辆驾驶员显示，提示信号包括提示驾驶员掉头，或提示驾驶员停止掉头。该管理系统通过综合分析车辆掉头后驶入路段的交通流信息，来判断当前驶入路段是否支持驶入，从而向掉头车辆的驾驶员进行提示，有效提高高架桥下十字路口处掉头的安全性，从而降低发生交通事故的概率。