区域交通拥堵引发点记录分析系统及其运行方法

摘要

本发明系一种区域交通拥堵引发点记录分析系统及其运行方法，系统由设置在控制中心的分析处理计算机、设置在道路上各检测点的交通拥堵快速报警装置及通讯线路构成。分析处理计算机上预设一个拥堵检测点上下游关系数据库，运行有引发点分析程序。每次分析处理计算机接收到一条拥堵快速报警装置所发送的拥堵报警信息后，立即启动引发点分析程序。引发点分析程序发现某一拥堵检测点发生了交通拥堵后，先到上下游关系数据库查找该点的下游拥堵检测点，并根据其下游拥堵检测点的当前拥堵状态、当前拥堵状态的发生时间推断本次拥堵是否是受下游交通拥堵波及而产生，是则寻找出该拥堵链的头做为引发点并给出提示信息，提示信息可以另行保存以供日后使用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种在城市交通管理中对一个区域范围内交通拥堵引发点的快速记录分析系统及其运行方法。

背景技术

随着城市的快速发展，大中城市高峰时间道路交通流量接近饱和。由于某一点段的道路规划、道路设计、交通管理等存在问题，经常会引发一个区域范围内的交通在高峰时间产生大面积拥堵，因而大幅度地降低了道路通行能力，给人们出行带来极大不便。

准确找出引发大范围内交通拥堵的引发点，并采取相应手段加以解决是提高城市道路通行能力的关键。

在目前的城市道路交通管理中，已有针对道路交通拥堵的检测报警装置，此类装置能够根据所采集到的交通信息及所配置的相应算法来检测道路交通拥堵，并且将道路拥堵信息传送至控制中心。通常情况下，交通指挥控制中心指挥人员发现交通拥堵时，其实已经在一定范围内形成大面积拥堵。除了交通事故、车辆故障等明显事件引发的交通拥堵，可以准确确定引发点外，因某一点的道路规划、道路设计、交通管理、天气等原因而引发的一个区域范围内交通，在高峰时间产生拥堵甚至瘫痪的现象，一般是不容易被发现的。因此也就不能及时地进行有针对性的改进和纠正，从而导致道路通行能力大幅度下降。

发明目的

为克服现有技术中不足，提供一种能准确发现、分析造成一个区域范围内交通拥堵的引发点的工作系统及其运行方法。

发明内容

系统由设置在控制中心的分析处理计算机、设置在城市路网上的交通拥堵快速报警装置及通讯线路构成。分析处理计算机上预设一个被检测点上下游关系数据库，运行有引发点分析程序。

在经常发生大范围交通拥堵区域，在交叉路口、快速路或环路的匝道口或合流点，或是根据实际需要在快速路或环路的每隔一段距离，分别设置被检测点，安装拥堵快速报警装置。某被检测点发生拥堵后，该点所安装的拥堵快速报警装置能够快速向交通指挥控制中心的分析处理计算机发送拥堵报警信息。

设置在有信号灯控制路口的拥堵检测点及无信号灯控制路段的拥堵检测点的拥堵快速报警装置，其向控制中心的分析处理计算机发送的拥堵报警信息所包含的主要字段包括“拥堵检测点编号拥堵状态”等，拥堵状态为1表示发生了交通拥堵，为0表示未发生交通拥堵。

分析处理计算机上预设了针对被检测点的上下游关系数据库，主要字段包括上游被检测点编号u、下游检测点编号d、下游影响上游的最短波及时间tmin、下游影响上游的最长波及时间tmax等字段。

其基本工作原理是：

首先为每个检测点定义一个唯一的编号。当某个拥堵检测点发生交通拥堵后，拥堵或排队会慢慢向后延续，逐渐波及到该交通流上游的某个拥堵检测点，从而引发该点也发生交通拥堵。这样的一对下游对上游有影响关系的上游拥堵检测点、下游拥堵检测点的编号就被保存到上下游关系数据库中。

但是，并非每次一对上游拥堵检测点、下游拥堵检测点都发生交通拥堵时，都一定是下游的交通拥堵引发了上游交通拥堵。如果上游拥堵检测点先于下游拥堵检测点发生交通拥堵，或是虽然比下游拥堵检测点发生的晚但时间间隔很短，则显然上游拥堵检测点的交通拥堵并非由下游所引发。因此，根据每组上下游拥堵检测点的间距、车辆排队堆积的速度等因素，为每组上下游拥堵检测点设置了相应的下游影响上游的最短波及时间并保存到上下游关系数据库中。当上游交通拥堵所发生的时间与下游交通拥堵所发生的时间间隔小于该值时，则不认为本次上游的拥堵是由下游的拥堵所引发的。

同样，如果上游拥堵检测点的交通拥堵是在下游拥堵检测点发生交通拥堵后的很长时间后才发生，那么此次拥堵并非是由于下游拥堵检测点的交通拥堵所引发。因此，上下游关系数据库中，还为每组上下游拥堵检测点设置了相应的下游影响上游的最长波及时间。当上游交通拥堵所发生的时间与下游交通拥堵所发生的时间间隔大于该值时，亦不认为本次上游的拥堵是由下游的拥堵所引发的。

下游影响上游的最短波及时间、下游影响上游的最长波及时间均应由交通工程师根据每组上下游拥堵检测点的间距、车辆排队堆积的速度等具体情况而设定。

本发明所提供的区域交通拥堵引发点分析的运行方法是：

系统启动后首先建立一个动态的拥堵检测点状态表，主要字段包括拥堵检测点编号n、当前拥堵状态s、当前拥堵状态发生时间t、拥堵链头等字段。

拥堵链头的含义：实际中某一拥堵检测点A发生交通拥堵时，可能出现波及了其上游拥堵检测点B，引发B产生了交通拥堵，而稍后拥堵检测点B的交通拥堵又波及了B的上游拥堵检测点C，引发C也产生了交通拥堵，这样，就产生了一个拥堵链头为A的拥堵链，A、B、C三个点的拥堵链头均为A。

分析处理计算机每当接收到一条来自拥堵检测点的拥堵快速报警装置的拥堵报警信息时，立即运行一次引发点分析程序，并将拥堵报警信息的拥堵检测点编号和拥堵状态作为引发点分析程序的两个入口参数。引发点分析程序对该条拥堵报警信息进行分析，发现该拥堵检测点的交通拥堵是受下游拥堵波及而引发时，立即发出相应的提示信息。

分析结果亦可另行保存到其他数据库中以供日后交通分析或道路改造、规划时使用，此处不再详述。

引发点分析程序的流程图如图1所示：

(1)首先到拥堵检测点状态表中查找拥堵检测点编号n＝N的记录，没有则在拥堵检测点状态表中添加一条拥堵检测点编号n＝N、

当前拥堵状态s＝S、当前拥堵状态发生时间t＝当前系统时间的记录并转到(3)，有则判断记录中的当前拥堵状态是否与S相同，相同则表示该点的拥堵状态未发生变化，直接转到(8)退出，不相同则表示该点的拥堵状态发生了变化，则

(2)将该条记录的当前拥堵状态s置为S、将当前拥堵状态发生时间t置为当前系统时间，然后

(3)判断S是否为1且在上下游关系数据库中能够查找到上游拥堵检测点编号u＝N的记录，否则表示该点刚变为不拥堵或没有下游拥堵检测点，将该记录的拥堵链头置为0，然后转到(8)退出；是则表示该点新发生了交通拥堵且有下游拥堵检测点，则

(4)读取记录中其下游拥堵检测点编号d、下游影响上游的最短波及时间tmin、下游影响上游的最长波及时间tmax，并到拥堵检测点状态表中查找是否有拥堵检测点编号为d的记录，否则说明表中没有下游拥堵检测点d的拥堵状态记录，下游不拥堵，转到(8)退出；是则说明有下游拥堵检测点d的记录，则

(5)继续判断下游拥堵检测点d的当前拥堵状态是否为1且当前拥堵状态发生时间与当前系统时间的间隔大于tmin且小于tmax，否则说明拥堵检测点N的拥堵并非由其下游拥堵检测点d所引发，转到(8)退出；是则说明拥堵检测点N的拥堵是受下游拥堵检测点d的波及所引发，则

(6)判断该条下游拥堵检测点d的记录的拥堵链头是否为0，不为0说明下游拥堵检测点d的拥堵亦是受其他点的波及所引发，可认为拥堵检测点N和其下游拥堵检测点d的拥堵均由同一个拥堵链头所引发，处于同一个拥堵链中，令拥堵检测点N的拥堵链头＝拥堵检测点d的拥堵链头；为0则说明拥堵检测点d为拥堵链的头，令拥堵检测点d和拥堵检测点N的拥堵链头均等于拥堵检测点d，然后

(7)发出拥堵检测点d的拥堵链头引发了拥堵检测点N的拥堵的提示，以便另行保存和日后使用，然后

(8)退出本次引发点分析程序的运行。

说明书附图

图1是引发点分析程序流程图

具体实施方式

假定在某一区域里设置了若干个拥堵检测点，其中有三个信号灯控制路口，在每个路口的由东向西分别设置了编号为1001、1002、1003的拥堵检测点，在上下游关系数据库中进行了可如下定义：

  上游拥堵检测点  编号u  下游拥堵检测点  编号d  下游影响上游的  最短波及时间  tmin(秒)  下游影响上游的  最长波及时间  tmax(秒)  1002  1001  60  600  1003  1002  80  800  …  …  …  …

系统启动后首先建立一个动态的拥堵检测点状态表，刚启动时由于尚未有拥堵检测点上报的拥堵报警信息，所以该表暂时为空：

  拥堵检测点编号  n 当前拥堵状态s  当前拥堵状态发  生时间t  拥堵链头

假定08:00:00，拥堵检测点1002出现了交通拥堵，该拥堵检测点的信号灯控制路口的交通拥堵快速报警装置向控制中心的分析处理计算机发出了“10021”的报警信息，分析处理计算机接到该信息后立即启动引发点分析程序，入口参数为拥堵检测点编号＝1002、拥堵状态＝1。

引发点分析程序首先到拥堵检测点状态表中查找拥堵检测点编号n＝1002的记录，没有，则在拥堵检测点状态表中添加一条拥堵检测点编号n＝1002、当前拥堵状态s＝1、当前拥堵状态发生时间t＝08:00:00的记录，然后判断S(＝1)是否为1且在上下游关系数据库中能够查找到上游拥堵检测点编号u＝1002的记录，是，则表示1002点新发生了交通拥堵且有下游拥堵检测点，则其下游拥堵检测点编号d(＝1001)、下游影响上游的最短波及时间tmin(＝60秒)、下游影响上游的最长波及时间tmax(＝600秒)，并到拥堵检测点状态表中查找是否有拥堵检测点编号为d(＝1001)的记录，否，则说明表中没有下游拥堵检测点d的拥堵状态记录，下游不拥堵，退出本次引发点分析程序的运行，本次1002的交通拥堵没有引发点。

再假定08:05:00，拥堵检测点1003出现了交通拥堵，该拥堵检测点的信号灯控制路口的交通拥堵快速报警装置向控制中心的分析处理计算机发出了“10031”的报警信息，分析处理计算机接到该信息后立即启动引发点分析程序，入口参数为拥堵检测点编号＝1003、拥堵状态＝1。

引发点分析程序首先到拥堵检测点状态表中查找拥堵检测点编号n＝1003的记录，没有则在拥堵检测点状态表中添加一条拥堵检测点编号n＝1003、当前拥堵状态s＝1、当前拥堵状态发生时间t＝08:05:00的记录，然后判断S(＝1)是否为1且在上下游关系数据库中能够查找到上游拥堵检测点编号u＝1003的记录，是则表示该点新发生了交通拥堵且有下游拥堵检测点，则读取其下游拥堵检测点编号d(＝1002)、下游影响上游的最短波及时间tmin(＝80秒)、下游影响上游的最长波及时间tmax(＝800秒)，并到拥堵检测点状态表中查找是否有拥堵检测点编号为d(＝1002)的记录，有，则继续判断下游拥堵检测点d(＝1002)的当前拥堵状态(＝1)是否为1且当前拥堵状态发生时间(＝08:00:00)与当前系统时间(＝08:05:00)的间隔(＝300秒)大于tmin(＝80秒)且小于tmax(＝800秒)，是，则说明拥堵检测点N(＝1003)的拥堵是受下游拥堵检测点d(＝1002)的波及所引发，则下游拥堵检测点d(＝1002)的记录的拥堵链头是否为0，是，则说明拥堵检测点d(＝1002)为拥堵链的头，令拥堵检测点d(＝1002)和拥堵检测点N(＝1003)的拥堵链头均等于拥堵检测点d(＝1002)，然后发出拥堵检测点d的拥堵链头(＝1002)引发了拥堵检测点N(＝1003)的拥堵的提示，以便另行保存和日后使用，然后退出本次引发点分析程序的运行。