专利名称：基于gps的交通流量和道路拥塞检测系统的制作方法
专利说明本发明属于交通流量监控系统领域，尤其是一种城市交通流量监控系统。
背景技术：
随着城市及高速公路交通流量的加大，交通堵塞现象时有发生。人们为了出行的 方便，往往希望能够了解出行所经过各路段的交通流量情况，以便于调整自己的行车路线， 避开交通比较拥堵的路段，从而保证在较短的时间内达到目的地。目前为了满足出行的人 们的这种需求，采用的方法往往是在各路段放置了用于监测交通路况及车辆违章情况的摄 像头，该摄像头可以将采集的图像信息传送至监测中心，监测中心将接收到的图像信息进 行自动识别，从而得到各路段的交通路况。为传输图像信息而专门设置的线路导致该种技 术方案实施的成本很高，同时由于图像自动识别的技术并不成熟，很难准确地获取流量信 息，这种方案在理论上可行，在实际中目前很难应用。另外一种较为常见的检测交通流量方法还有在十字路口埋感应线圈，用来感应通 过感应线圈上方的车辆，从而得到各路口的车流量。这种方法的好处是数据精确，比较不容 易产生误差，相对于上一种方法，对交通流量的检测比较准确。其缺点主要有几点①是线 圈的铺设非常麻烦，铺设线圈时需要挖开道路，而且使用过程中的维护也非常困难；②仅仅 是依据通过线圈上方的车辆来判断交通流量并不严谨，因为红灯时没有车辆通过，道路上 的交通却并不通畅；③这种方案仅对路口的流量进行统计，而不是对整条道路进行监控，并 不能全面反映车辆通行情况。
发明内容
为了克服已有交通流量检测系统的成本高、流量信息的准确性较差、不能获得拥 塞信息、实用性差、不容易推广的不足，本发明提供一种低成本、实用性强、易于推广的基于 GPS的交通流量和道路拥塞检测系统。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
一种基于GPS的交通流量和道路拥塞检测系统，包括用以安装在监测车辆上的车载终 端和用以接收车载终端的信息并进行拥挤计算的服务器；所述车载终端包括 GPS模块，用以接收GPS卫星信号并计算当前监测车辆的坐标信息； 第一通讯模块，用以将当前监测车辆的坐标信息向服务器发送，并接收服务器的数据 fn息；
显示模块，用以显示电子交通地图，并根据经纬度信息，将当前监测车辆的位置显示在 所述电子交通地图上，并显示不同道路的拥堵状态；
信息处理模块，用以将坐标信息数据格式重新组织，并将通讯模块地址加入发送的信 息中并控制发送； 所述服务器包括
拥堵状态计算模块，用以根据不同车载终端回传的坐标信息，通过拥堵函数获得实时交通信息，具体如下
GPS采样的时间间隔为t，以4t为一个分析区间，
^为初始时刻，在、之后有4个GPS采样时亥lj，分别为时刻；
在从、到、的分析区间之中，对每一 GPS采样时刻计算位于监测区间中的车辆的集合 M，分别记为 M。，M1, M2, M3, M4 ；
用下列方法计算集合Aci ,A1，A2 A3，A4:
4
A4 = Pj M.
I=C
I 1+3
A3 =(JlpMl)^A4
}=C ι —ρ I--
A2 =MJ “ Α| “ A4r
!=& ^ = ! 3 丨，i
A1 :. UiJ^ Mt) -Az-A3-A4
J=O ι=ι
拥挤函数的公式如下
I 4-
■W i=x
其中，C表示拥挤度，N表示车道数，Card(Ai)表示集合Ai中元素的个数； 采用拥挤函数计算各个不同路段的拥挤度，如果拥挤度大于预设的拥挤度阈值，判定 为拥挤状态；否则，判定为通畅状态；
作为优选的一种方案所述预设的拥挤度阈值包括拥挤阈值和堵塞阈值，所述堵塞阈 值大于所述拥挤阈值，如果拥挤度小于等于所述拥挤阈值，判定为通畅状态；如果拥挤度大 于所述拥挤阈值且小于等于所述堵塞阈值，判定为拥挤状态；如果拥挤度大于所述堵塞阈 值，判定为堵塞状态。第二通讯模块，用以将各个不同路段的交通状态发送到车载终端。进一步，所述服务器还包括最佳路径规划模块，用于根据车辆的起始位置和目
的位置，对路径上的路段的距离和拥挤度进行加权计算，记L1为某条路径第i个路段的长
度，Ci为某条路径第i个路段拥挤度，记P为路径上所有η个路段长度和拥挤度的加权 和，计算公式如下
权利要求
一种基于GPS的交通流量和道路拥塞检测系统，其特征在于所述检测系统包括用以安装在监测车辆上的车载终端和用以接收车载终端的信息并进行拥挤计算的服务器，所述车载终端通过无线通信网络与服务器通信连接；所述车载终端包括GPS模块，用以接收GPS卫星信号并计算当前监测车辆的坐标信息；第一通讯模块，用以将当前监测车辆的坐标信息向服务器发送，并接收服务器的数据信息；显示模块，用以显示电子交通地图，并根据经纬度信息，将当前监测车辆的位置显示在所述电子交通地图上，并显示不同道路的拥堵状态；信息处理模块，用以将坐标信息数据格式重新组织，并将通讯模块地址加入发送的信息中并控制发送；所述服务器包括拥堵状态计算模块，用以根据不同车载终端回传的坐标信息，通过拥堵函数获得实时交通信息，具体如下GPS采样的时间间隔为t，以4t为一个分析区间，为初始时刻，在之后有4个GPS采样时刻，分别为时刻；在从t0到t4的分析区间之中，对每一GPS采样时刻计算位于监测区间中的车辆的集合M，分别记为M0,M1,M2,M3,M4；用下列方法计算集合A0 、A1 、A2、 A3 、A4 上述公式中 、、都是集合运算操作，其中为取并集运算符，为取交集运算符，为集合减运算符；拥挤函数的公式如下 其中，C表示拥挤度，N表示车道数，card(Ai)表示集合Ai中元素的个数； 采用拥挤函数计算各个不同路段的拥挤度，如果拥挤度大于预设的拥挤度阈值，判定为拥挤状态；否则，判定为通畅状态；第二通讯模块，用于将各个不同路段的交通状态发送到车载终端。83055dest_path_image001.jpg,82236dest_path_image001.jpg,2010102904089100001dest_path_image002.jpg,dest_path_image003.jpg,2010102904089100001dest_path_image004.jpg,dest_path_image005.jpg,2010102904089100001dest_path_image006.jpg,dest_path_image007.jpg,2010102904089100001dest_path_image008.jpg,dest_path_image009.jpg,930368dest_path_image007.jpg,280578dest_path_image008.jpg,246260dest_path_image009.jpg,2010102904089100001dest_path_image010.jpg
2.如权利要求1所述的基于GPS的交通流量和道路拥塞检测系统，其特征在于所述 预设的拥挤度阈值包括拥挤阈值和堵塞阈值，所述堵塞阈值大于所述拥挤阈值，如果拥挤 度小于等于所述拥挤阈值，判定为通畅状态；如果拥挤度大于所述拥挤阈值且小于等于所 述堵塞阈值，判定为拥挤状态；如果拥挤度大于所述堵塞阈值，判定为堵塞状态。
3.如权利要求1或2所述的基于GPS的交通流量和道路拥塞检测系统，其特征在于 所述服务器还包括最佳路规划模块，用以根据车辆的起始位置和目的位置，对路径上的路段的距离和拥 挤度进行加权计算，IilLl为某条路径第i个路段的长度，C1为某条路径第i个路段的拥 挤度，记P为路径上所有η个路段长度和拥挤度的加权和，计算公式如下 = |(巩)利用上述公式对起始位置和目的位置之间的各条路径进行计算，取加权和最小的路径 为最佳路径，并在所述电子交通地图上显示所述最佳路径。
全文摘要
一种基于GPS的交通流量和道路拥塞检测系统，包括用以安装在监测车辆上的车载终端和用以接收车载终端的信息并进行拥挤计算的服务器；所述车载终端通过无线通信网络与服务器通信连接，所述车载终端包括GPS模块、第一通讯模块、显示模块和信息处理模块；所述服务器包括，拥堵状态计算模块，用以根据不同车载终端回传的坐标信息，通过拥堵函数获得实时交通信息采用拥挤函数计算各个不同路段的拥挤度，如果拥挤度大于预设的拥挤度阈值，判定为拥挤状态；否则，判定为通畅状态；第二通讯模块，用以将各个不同路段的交通状态发送到车载终端。本发明低成本、实用性强、易于推广。
文档编号G08G1/0968GK101958052SQ201010290408
公开日2011年1月26日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者方路平, 曹平, 曾文晔, 李国鹏, 陈上万, 陈士骁 申请人:浙江工业大学