专利名称：一种前瞻性解决城市交通拥堵的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是城市交通技术领域，尤其涉及一种前瞻性解决城市交通拥堵的系统。
背景技术：
城市交通拥堵的问题已经成为国计民生问题。在大中城市，交通拥堵及其导致的时间浪费、运营成本上升、交通事故增加、环境污染加剧等给人民的生活、工作带来了诸多不便，严重阻碍了城市的持续健康发展。因此，深入研究并解决城市交通拥堵问题，规划设计新的交通方案，成为当务之急。当前，我国采用的城市交通管理方法主要以下几类:一是优化道路规划，使道路交通趋于更加科学合理，从而达到易于管理，解决交通拥堵的目的。但这种方法一般只适用于新城区，对于已形成基本交通道路格局的老城区不适用。基于改善交通拥堵的目的对老城区进行改造，投资巨大，收效甚微。二是实施限制措施，如限制车辆数量、限制出行的车牌类型等，这种方法治标不治本，只是延续了交通拥堵的时间，没有从根本上解决交通拥堵问题。三是智能交通管理系统，通过智能电子设备，监控城市交通状况，对发生拥堵的地段及时采取相应的措施。这种方法已为国内大中城市采用，有效地增强城市交通管理能力。缺点是这种方法只能在拥堵已发生时提供相应的信息，从而促使管理部门采取措施进行解决，当某个路段发生拥堵时，即便及时告知在道路上的出行者，也无法改变拥堵加剧的趋势。申请号01119483.9的中国专利公开了一种智能化城市交通网络系统。由指挥中心局域网、宽带城域专网、以及路口局域网采用网络互联技术连接成一个完整的城市交通管理网络；其智能路口机本身是具有运行智能化路口信号灯监控程序能力的独立控制系统；整个城市交通管理网络采用全分布式处理的两层扁平式控制方法和执行多重代理协议的管理模式。申请号200710067061.X的中国专利公开了一种城市交通行程时间智能化分析系统。包括安装在城市交通网络的各个路口的抓拍识别设备、智能化服务器，各个抓拍识别设备连接智能化服务器；智能化服务器包括城市交通网络拓扑结构模块、车辆抓拍识别模块、路段平均行驶时间计算模块、违章判别模块，并建立路网拓扑结构与OD矩阵的对应关系。由于采用了抓拍设备获取车辆的号牌信息，并且利用道路表存放路网的拓扑结构，较之以往单纯基于理论分析的方法不同，该系统能够应用于复杂城市路网，并可在后台动态增加道路节点。本发明提供一种基于OD矩阵，同时考虑车流量、行程时间带来的约束、能够应用到城市复杂网路、适用性好的城市交通行程时间智能化分析系统。以上二专利均属于智能交通管理系统，存在上述无法前瞻性预知交通拥堵状况的缺点。2011年，美国IBM公司和加州交通局开发的一个“堵车预警系统”，通过收集每辆汽车的GPS信息，通过数学模型，在堵车尚未发生时便可以预测出哪儿会发生拥堵。该系统在旧金山湾一带设下了 1000多个感应器，安装在收费站、大桥、公路路面等地方，它们可以收集交通情况的密度和速度。当汽车开过这些感应器时，车轮会令感应器的线圈产生瞬间电流，然后，一个叫做“交通预测工具”的项目会将这些电流数据收集起来进行分析，这是了解车流下一步可能会在哪儿变得密集的一个途径。该系统是前瞻性解决交通拥堵问题的一个最新的解决方案，其有效性还在试验之中。存在的缺点有:1、投资巨大，需要布置大量的感应器及相关的软件系统；2、车流的实时情况监测虽然更加快捷、准确，但无法判定车辆的目的地，使得判断未来拥堵的地段存在不确定性；3、如果每个人都接收到了同样的信息，那这个预测系统可能就会反应过度，当它告诉人们一个地方可能会发生堵塞，结果人们都跑另一条路上去了，那儿反而会产生新的堵塞。4、该系统虽然具有收集出行者出行计划的功能，但没有作为重点加以应用，收集的对象及数据量少，主动性不强，难以达到前瞻性预测的目的。

发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足，将提供一种前瞻性解决城市交通拥堵的系统，通过手机短信或导航客户端的方式收集人们的出行信息，结合传统最短路径算法及实时监测分析系统，计算出最优通行路径，发送给出行者，从而达到前瞻性解决交通拥堵的目的。本发明解决的技术问题所采用的技术方案是:一种前瞻性解决城市交通拥堵的系统，包括信息处理中心、实时交通监测与分析系统、移动导航客户端和短信平台，其特征是:上述信息处理中心包括城市路网数据库、静态最短路径计算系统、实时最少用时路径计算系统、实时最佳路径分析系统。城市路网数据库提供城市路网信息，为静态最短路径计算系统、实时最少用时路径计算系统、实时最佳路径分析系统提供最新路网数据。静态最短路径计算系统分析计算移动导航客户端或短信平台提交的出发点与目的地之间的最短路径及备选方案；实时最少用时路径计算系统根据实时交通监测分析系统提交的实时交通信息，计算移动导航客户端或短信平台提交的出发点与目的地之间当下最少用时路径；实时最佳路径分析系统对大量出行者发送的出发地与目的地信息，结合路网进行分析，得到城市中当下各关键节点与路段的繁忙程度，结合静态最短路径计算系统和实时最少用时路径计算系统提交的备选方案进行优化筛选，兼顾路径最短和用时最少两方面的因素，选择出两地点之间的最佳通行路径，发送给短信平台或导航客户端；实时最佳路径分析系统同时对大量出行者发送的出发地与目的地信息进行分析统计，得到当前城市交通的动态数据分析结果，供交通管理部门及市民出行参考。上述实时交通监测与分析系统由实时监测电子设备与实时交通流量统计数据库、城市交通管制系统、交通流量实时采集系统、城市道路事故实时监测系统组成。实时监测电子设备安装于道路交接点，通过电子感应等方式获取道路实时交通状况，并发送至交通流量实时采集系统。城市交通管制系统、城市道路事故实时监测系统中的交通管制与事故信息与实时采集系统采集的实时交通状况构成完整的交通实时信息提供给上述信息处理中心;上述移动导航客户端用于向信息处理中心发送导航客户端手持设备所处的GPS信息及目的地；
上述短信平台供没有安装导航客户端的用户通过手机向信息处理中心发送出发地及目的地，并向手机用户发送最佳路径信息。采用本发明，前瞻性解决城市交通拥堵的方法，包括如下步骤:(I)出行者通过手机向短信平台发送出发地和目的地信息。安装有导航客户端用户开启客户端软件后，信息处理中心即可捕捉到出行者的GPS位置信息，用户输入目的地后，客户端将其发送至信息处理中心。(2)实时交通监测与分析系统监测分析实时交通状况，提供给信息处理中心。(3)信息处理中心将收到的出发地与目的地数据提供给静态最短路径计算系统、实时最少用时路径计算系统分析计算，静态最短路径计算系统采用传统算法获得静态最短路径，实时最少用时路径计算系统按同一车辆经过多个路口的时间计算实时最少用时路径。(4)实时最佳路径分析系统根据大量用户发送的出发点和目的地，结合城市路网图进行分析计算，筛选出未来一段时间里车流量较大的枢纽和路段，按车流量的大小给每个关键节点与路段标识繁忙程度。实时最佳路径分析系统结合静态最短路径计算系统、实时最少用时路径计算系统的结果和关键节点与路段的繁忙程度进行路径优化分析，得到最佳路径。实时最佳路径分析系统同时对大量出行者发送的出发地与目的地信息进行分析统计，得到未来一段时间城市交通的动态数据分析预测结果。(5)信息处理中心将每个最佳路径发送给用户的导航客户端，或者通过短信平台发送给出行者手机，出行者根据推荐的最佳路径行驶。如果出发地与目的地相距较远，出行者可在中途再次向信息处理中心发送当前位置与目的地，对最佳路径进行修正。信息处理中心将当前城市交通的预测结果供交通部门参考，供新闻媒体发布。本发明的有益效果是:在不用改变交通设施现状，充分利用现有的实时交通监测系统，结合出行者发送的出行信息，得到未来一段时间城市交通的预测结果及每个出行者的最佳出行路径，用较小的投入大幅提高城市交通效率，减少拥堵。同时，信息处理中心将出行预测分析结果提供给交通部门及新闻媒体，预先发布交通态势，供出行者参考，可减少一些不必要的出行，减轻交通压力。


下面结合附图和实施例对发明进一步说明。图1是本发明实施例系统示意图。图2是本发明实施例解决拥堵方法流程图。图1中:1、信息处理中心2、城市路网数据库3、静态最短路径计算系统4、实时最佳路径分析系统5、实时最少用时路径计算系统6、短信平台7、手机用户8、最佳路径结果9、未来交通状况预报结果10、导航客户端11、实时交通监测与分析系统12、实时交通流量统计数据库13、城市交通管制系统14、交通流量实时采集系统15、城市道路事故实时监测系统16、实时监测电子设备
具体实施例方式图1中，一种前瞻性解决城市交通拥堵的系统，包括信息处理中心(I)、实时交通监测与分析系统(11)、移动导航客户端(10)和短信平台￠)，信息处理中心(I)包括城市路网数据库(2)、静态最短路径计算系统(3)、实时最少用时路径计算系统(5)、实时最佳路径分析系统(4)。城市路网数据库(2)提供城市路网信息，为静态最短路径计算系统(3)、实时最少用时路径计算系统(5)、实时最佳路径分析系统(4)提供最新路网数据。静态最短路径计算系统(3)分析计算移动导航客户端(10)或短信平台(6)提交的出发点与目的地之间的最短路径及备选方案；实时最少用时路径计算系统(5)根据实时交通监测分析系统(11)提交的实时交通信息，计算移动导航客户端(10)或短信平台(6)提交的出发点与目的地之间当下最少用时路径；实时最佳路径分析系统(4)对大量出行者发送的出发地与目的地信息，结合路网进行分析，得到城市中当下各关键节点与路段的繁忙程度，结合静态最短路径计算系统(3)和实时最少用时路径计算系统(5)提交的备选方案进行优化筛选，兼顾路径最短和用时最少两方面的因素，选择出两地点之间的最佳通行路径，发送给短信平台(6)或导航客户端(10);实时最佳路径分析系统(4)同时对大量出行者发送的出发地与目的地信息进行分析统计，得到未来交通状况预报结果(9)，供交通管理部门及市民出行参考。实时交通监测与分析系统(11)由实时监测电子设备(16)与实时交通流量统计数据库(12)、城市交通管制系统(13)、交通流量实时采集系统(14)、城市道路事故实时监测系统(15)组成。实时监测电子设备(16)安装于道路交接点，通过电子感应等方式获取道路实时交通状况，并发送至交通流量实时采集系统(14)。城市交通管制系统(13)、城市道路事故实时监测系统(15)中的交通管制与事故信息与实时采集系统(14)采集的实时交通状况构成完整的交通实时信息提供给上述信息处理中心(I)。移动导航客户端(10)用于向信息处理中心(I)发送导航客户端(10)手持设备所处的GPS信息及目的地。短信平台(6)供没有安装导航客户端(10)的用户通过手机(7)向信息处理中心(I)发送出发地及目的地，并向手机(7)发送最佳路径信息(8)。采用本发明，前瞻性解决城市交通拥堵的方法，包括如下步骤:1、出行者通过手机(7)向短信平台(6)发送出发地和目的地信息。安装有导航客户端(10)用户开启客户端软件后，信息处理中心(I)即可捕捉到出行者的GPS位置信息，用户输入目的地后，导航客户端(10)将其发送至信息处理中心(I)。2、实时交通监测与分析系统(11)监测分析实时交通状况，提供给信息处理中心⑴。3、信息处理中心(I)将收到的出发地与目的地数据提供给静态最短路径计算系统(3)、实时最少用时路径计算系统(5)分析计算，获得静态最短路径和实时最少用时路径。4、实时最佳路径分析系统(4)根据大量用户发送的出发点和目的地，结合城市路网图(2)进行分析计算，筛选出未来一段时间里车流量较大的枢纽和路段，按车流量的大小给每个关键节点与路段标识繁忙程度。实时最佳路径分析系统(4)结合静态最短路径计算系统(3)、实时最少用时路径计算系统的结果(5)和关键节点与路段的繁忙程度进行路径优化分析，得到最佳路径(8)。实时最佳路径分析系统(4)同时对大量出行者发送的出发地与目的地信息进行分析统计，得到未来交通状况预报结果(9)。5、信息处理中心⑴将每个最佳路径⑶发送给用户的导航客户端(10)，或者通过短信平台(6)发送给出行者手机(7)， 出行者根据推荐的最佳路径行驶。如果出发地与目的地相距较远，出行者可在中途再次向信息处理中心(I)发送当前位置与目的地，对最佳路径进行修正。信息处理中心将未来交通状况预报结果(9)供交通部门参考，供新闻媒体发布。最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种前瞻性解决城市交通拥堵的系统，包括信息处理中心、实时交通监测与分析系统、移动导航客户端和短信平台。其特征是:通过手机短信或导航客户端的方式收集人们的出行信息，结合传统最短路径算法及实时监测分析系统，计算出最优通行路径，发送给出行者，从而达到前瞻性解决交通拥堵的目的。
2.根据权利I所述的前瞻性解决城市交通拥堵的系统，其特征是:上述信息处理中心包括城市路网数据库、静态最短路径计算系统、实时最少用时路径计算系统、实时最佳路径分析系统。
城市路网数据库提供城市路网信息，为静态最短路径计算系统、实时最少用时路径计算系统、实时最佳路径分析系统提供最新路网数据； 静态最短路径计算系统分析计算移动导航客户端或短信平台提交的出发点与目的地之间的最短路径及备选方案； 实时最少用时路径计算系统根据实时交通监测分析系统提交的实时交通信息，计算移动导航客户端或短信平台提交的出发点与目的地之间当下最少用时路径； 实时最佳路径分析系统对大量出行者发送的出发地与目的地信息，结合路网进行分析，得到城市中当下各关键节点与路段的繁忙程度，结合静态最短路径计算系统和实时最少用时路径计算系统提交的备选方案进行优化筛选，在预知未来一段时间里节点与路段繁忙程度的基础上，兼顾路径最短和用时最少两方面的因素，选择出两地点之间的最佳通行路径，发送给短信平台或导航客户端； 实时最佳路径分析系统同时对大量出行者发送的出发地与目的地信息进行分析统计，得到未来一段时间城市交通态势预测结果，供交通管理部门及市民出行参考。
3.根据权利I所述的前瞻性解决城市交通拥堵的系统，其特征是:上述实时交通监测与分析系统由实时监测电子设备与实时交通流量统计数据库、城市交通管制系统、交通流量实时采集系统、城市道路事故实时监测系统组成。
实时监测电子设备安装于道路交接点，通过电子感应等方式获取道路实时交通状况，并发送至交通流量实时采集系统。
城市交通管制系统、城市道路事故实时监测系统中的交通管制与事故信息与实时采集系统采集的实时交通状况构成完整的交通实时信息提供给上述信息处理中心。
4.根据权利I所述的前瞻性解决城市交通拥堵的系统，其特征是:上述移动导航客户端启动后可自动被信息处理中心捕获，并向信息处理中心发送导航客户端手持设备所处的GPS信息及用户输入的目的地。
5.根据权利I所述的前瞻性解决城市交通拥堵的系统，其特征是:上述短信平台供没有安装导航客户端的用户通过手机向信息处理中心发送出发地及目的地，并向手机用户发送最佳路径信息。
6.根据权利I所述的前瞻性解决城市交通拥堵的系统，其特征是:采用该系统，其方法包括如下步骤: (1)出行者通过手机向短信平台发送出发地和目的地信息。安装有导航客户端用户开启客户端软件后，信息处理中心捕捉到出行者的GPS位置信息，用户输入目的地后，客户端将其发送至信息处理中心。
(2)实时交通监测与分析系统监测分析实时交通状况，提供给信息处理中心。(3)信息处理中心将收到的出发地与目的地数据提供给静态最短路径计算系统、实时最少用时路径计算系统分析计算，静态最短路径计算系统采用传统算法获得静态最短路径，实时最少用时路径计算系统按同一车辆经过多个路口的时间计算实时最少用时路径。
(4)实时最佳路径分析系统根据大量用户发送的出发点和目的地，结合城市路网图进行分析计算，筛选出未来一段时间里车流量较大的枢纽和路段，按车流量的大小给每个关键节点与路段标识繁忙程度。实时最佳路径分析系统结合静态最短路径计算系统、实时最少用时路径计算系统的结果和关键节点与路段的繁忙程度进行路径优化分析，得到最佳路径。实时最佳路径分析系统同时对大量出行者发送的出发地与目的地信息进行分析统计，得到未来一段时间城市交通的动态数据分析预测结果。
(5)信息处理中心将每个最佳路径发送给用户的导航客户端，或者通过短信平台发送给出行者手机，出行者根据推荐的最佳路径行驶。如果出发地与目的地相距较远，出行者可在中途再次向信息处理中心发送当前位置与目的地，对最佳路径进行修正。信息处理中心将当前城市交通的预测结果供交通部门参考，供新闻媒体发布。
全文摘要
一种前瞻性解决城市交通拥堵的系统，通过收集出行者出行信息的方式预测交通状况，使出行者能主动规避繁忙地段。其运行过程为大量出行者通过导航客户端或手机向信息处理中心发送出发地和目的地信息，实时交通监测与分析系统监测分析实时交通状况，信息处理中心根据收到的出发地与目的地数据计算出静态最短路径和实时最少用时路径；实时最佳路径分析系统根据大量用户发送的出发点和目的地，结合城市路网图进行分析计算，筛选出未来一段时间里车流量较大的枢纽和路段，按车流量的大小给每个关键节点与路段标识繁忙程度，并结合静态最短路径、实时最少用时路径和关键节点与路段的繁忙程度进行路径优化分析，得到最佳路径发送给出行者。
文档编号G01C21/26GK103106787SQ20121059646
公开日2013年5月15日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者周晓东 申请人:周晓东