一种利用通信网络数据实现高速公路车流量监控的方法与流程

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种利用通信网络数据实现高速公路车流量监控的方法。

背景技术：

以往的高速公路流量监测都是采用传统的感应装置，例如超声波传感器、高速公路出入口磁敏感应装置、IC卡读写等来采集车辆信息采集，实现对行驶在高速公路上的车流量监控

现有高速公路车流量统计，通常是利用一定的硬件感应装置，主要利用红外发射器、红外接收结合计算机处理模块来实现。主机模块包括主MCU控制器、无线接收模块和显示模块等。虽然这种感应装置能对对高速公路上车流量进行精确统计，但目前也仅限于个别收费站采用。面对全国12万公里长度的高速公路，要实现全路段实时车流量的统计，采用硬件感应装置来监测车流量，抛开高昂的硬件成本不说，在每段高速公路上安装感应设备，这样的工作量也是无法估计的。

如今社会，手机已经成为每个人随身必备意见物品，且手机与通信网络无时无刻都在通信。我们利用高速公路上的用户所持有的手机终端与通信网络间的交互数据来定位用户地理位置，再根据交互数据的时间、位移等等来判断用户的移动速度。结合每个用户的移动特征表征出在高速公路上的车辆，即可最终实现高速公路上的实时车流量统计。

技术实现要素：

为了解决以上问题，本发明提出了一种利用通信网络数据实现高速公路车流量监控的方法。利用移动通信网络数据在大数据平台基础上构建大数据高速路公路车流量实时统计服务，重点为政府、公安、旅游、交通行业用户提供高速公路上的实时车流量动态以及实时人流分布。为交通指挥、公共安全预防、游客疏导等提油有利的数据保障。

利用车辆驾驶员所持有的移动通信终端，实时的采集通信终端即手机与通信网络的交互数据，通过车辆行驶特征与通信终端网络交互数据建立数据模型，分析得到最终高速公路上的车流量信息

利用高速公路两旁的基站，结合GIS地图、基站资源数据，通过算法获取任两基站之间的距离，并对高速公路进行路段划分；用户在行进过程中，手机会不断地上报所经过基站的信令数据；通过对信令采集、解码，获取所经过每个基站的位置及时间；通过分析所经过相邻基站的时间及距离，计算出用户在所有基站间行进的速度，结合预先设置的阀值，判断高速公路拥堵状况；通过人车合一算法可统计出当前路段的车流量；从而实现车流量的监测、预警。

事先获取高速公路两边基站，并定义基站切换序列。

在高速公路上行驶的一辆车上，若乘坐一个以上个人；在行驶的过程中，这部分人所经基站顺序基本一致，进入时间大体相同，经过数个路段的统计分析，可判断这部分人属于同一辆车，计算车流量时按一辆车计算。

本发明涉及通信网络资源数据、信令数据、经分数据及高速公路地理信息数据，把这些数据利用大数据处理技术分析并相互结合，按照设计好多数据模型统计汇总，最终实现统计高速公路上的车流量，并根据历史数据对高速公路上车速进行预测。

本发明的有益效果是

本发明利用了现有大数据处理技术，通过通信网络实时信令数据的SDTP方式采集能力，结合常用的处理组件：kafka、storm、codis等。在大数据平台采用批处理集群资源：hadoop集群、hbase集群、Vertica集群的方式完成完成所需数据的接入。这些都是大数据处理技术在高速公路车流量分析中的实际应用。比起一条百公里长的高速公路车流量统计需要近200个感应装置来实现。大数据技术的应用能从中节省80％以上的投资。同时，要实现全部高速公路的实时车流量统计分析，大数据处理技术在时间上也比采用感应装置要快10倍不至。另外，利用通信网络数据实现高速公路车流量监控的新方法，在统计车流量的同时，还可以实时的分析在某段高速路上的人流量，对于公共安全、拥堵分析、事故发现等等都起到了关键作用。

附图说明

图1是整体功能框架示意图；

图2是数据处理逻辑示意图。

具体实施方式

下面对本发明的内容进行更加详细的阐述：

本发明以运营商通信网络资源数据、信令数据、经分数据及高速公路地理信息数据为基础，利用大数据处理技术搭建信令采集平台、大数据处理平台分析并相互结合，按照人车合并数据模型、高速与国道区分模型、高速车流量统计模型、高速车流量监测方法、高速出口车流量监测方法、高速车流量预警方法统计汇总呈现。

在高速公路两旁有很多基站，结合GIS地图、基站资源数据，通过算法获取任两基站之间的距离，并对高速公路进行路段划分；用户在行进过程中，手机会不断地上报所经过基站的信令数据；通过对信令采集、解码，获取所经过每个基站的位置及时间；通过分析所经过相邻基站的时间及距离，计算出用户在所有基站间行进的速度，结合预先设置的阀值，判断高速公路拥堵状况；通过人车合一算法可统计出当前路段的车流量；从而实现车流量的监测、预警。

有的地方高速和国道紧邻，如何区分高速与国道用户？

事先获取高速公路两边基站，并定义基站切换序列；

国道在一段距离后并不总是和高速紧邻，或一直紧邻情况下大部分用户也会驶离该国道，故通过一段距离上高速基站实时信令的分析，国道用户的基站切换序列与高速上的并不一致，可将这些用户(国道用户)从高速用户中筛选掉。

高速公路多个人乘坐一辆车，如何通过信令进行合并？

在高速公路上行驶的一辆车上，可能乘坐多个人；在行驶的过程中，这部分人所经基站顺序基本一致，进入时间大体相同，经过多个路段的统计分析，可判断这部分人属于同一辆车，计算车流量时按一辆车计算。

合并条件：

●高速基站切换序列

●高速用户与基站序列一致

●国道用户与基站序列不一致

●所经基站基本一致

●进入时间相近

●所经基站顺序一致

全路段日常车流量监测：

●交通状态监测

●监测全省路段路况信息，按路段车速判断拥堵路况

●四种颜色显示不同级别交通状态

●基于GIS地图呈现路况信息，支持不同比例缩放操作

●支持交通信息动态更新

●支持路段双向路况信息

●支持人工在GIS地图上点击查看选定路段的交通状态信息

●支持人工选择高速公路名称，并自动在GIS聚焦显示对应道路运行状态

●对拥堵路段以滚动列表形式发布，可查看路况详情，并联动到GIS相应路段

●通过短信进行路况信息发送

●通过APP进行路况信息发送

全路段出口车流量监测：

●监测全省出口路况信息，按出口车流量判断拥堵情况

●支持人工在GIS地图上点击查看选定出口的交通状态信息

●支持人工选择高速公路出口名称，并自动在GIS聚焦显示对应出口状态，以热力图形式呈现车流量

车流量峰值突变预警：

●根据历史车流量，按路段、时间判断车流量峰值是否突变、以滚动预警列表呈现

●支持预警路段详情查看路况拥堵预测

●根据历史车流量数据分析，按路段、时间维度预测下一时刻路况拥堵情况，对拥堵路段以滚动预警列表呈现；支持某个日期、时间点的路况预测

●支持预警路段详情查看

●点击预警列表中路段联动到GIS相应路段全路况分析

●支持高速公路整体路况分析

●支持按路段分析

●支持按出口分析

●支持按服务区分析。