[发明专利]基于路径识别系统的收费公路网交通信息采集与诱导系统

摘要

本发明公开了一种基于路径识别系统的收费公路网交通信息采集与诱导系统，包括收费公路出、入口收费车道系统、联网收费中心系统、5.8G路径标识站、5.8G路径标识站监控系统、MTC车辆的双频通行卡、ETC车辆的OBU和非现金支付卡、车中多媒体终端和交通信息处理系统。本发明利用5.8GHz路径标识站和含有蓝牙模块的双频通行卡与OBU和车中多媒体终端，实现路径标识、交通信息采集和交通信息的推送；采用云计算和5.8G路径标识站的分布式计算相结合的方法实现收费公路段上的旅行时间、交通流量、行程速度、交通状态、车辆位置等信息处理与预测，实时给道路使用者提供准确可靠的前方交通信息。

主权项

基于路径识别系统的收费公路网交通信息采集与诱导系统，包括收费公路出、入口收费车道系统、联网收费中心系统、5.8G路径标识站、5.8G路径标识站监控系统、MTC车辆的双频通行卡、ETC车辆的OBU和非现金支付卡、车中多媒体终端和交通信息处理系统，其特征在于：车辆在自由流状态下通过所述的5.8G路径标识站处，5.8G路径标识站用于与车内的双频通行卡或OBU通过5.8GHz频段进行双向无线通信，接收双频通行卡或OBU内的信息，并对这些信息进行存储、统计、估计与预测，发射标识信息和交通信息；所述的双频通行卡或OBU用于接收并存储5.8G路径标识站发射的信息,并把交通信息通过内置无线传输模块无线中转给车中多媒体终端；所述的交通信息处理系统用于通过5.8G路径标识站监控系统把5.8G路径标识站实时采集与处理的信息和通过联网收费中心系统把收费公路出、入口收费车道系统实时采集与处理的出、入口信息进行融合，结合历史数据进行统计、估计与预测后将交通信息处理系统或5.8G路径标识站估计与预测的交通信息无线发送给处在需求位置车辆中的车中多媒体终端；所述的5.8G路径标识站作为虚拟的不停车的出、入口收费车道系统，车辆进入5.8G路径标识站标识位置时为虚拟的不停车的出口收费车道系统，车辆离开5.8G路径标识站标识位置时为虚拟的不停车的入口收费车道系统；收费公路出、入口收费车道系统和虚拟的不停车的出、入口收费车道系统作为信息采集与处理的云端，用于利用采集时刻的双频通行卡或OBU或非现金支付卡内的信息和已存储的历史数据直接估计与预测出该采集时刻与该云端能采集到的收费公路网的入口到出口、入口到5.8G路径标识站、5.8G路径标识站到5.8G路径标识站、5.8G路径标识站到出口的分车型客货旅行时间和分车型客货流量；所述的交通信息处理系统作为云中心，用于依据各云端处理的结果，将相同时间段相同路段的车辆数据进行融合，估计出收费公路路网各路段分车型客货的交通流量、速度、交通密度、交通状态和旅行时间，以及实现对整个网络的分车型客货的OD流量、旅行时间和交通状态的预测；所述旅行时间的估计是先将收费路段按相邻收费站划分为一基本路段，若某一路段上存在5.8G路径标识站，则该5.8G路径标识站再对该路段进行细分，具体划分为：上游收费站到5.8G路径标识站，5.8G路径标识站到下游收费站，利用收费公路出、入口收费车道系统和5.8G路径标识站实时采集的双频通行卡或OBU或非现金支付卡内的出入口时间差信息，剔出干扰数据，获得不同时间区间的收费公路所有的入口到出口、入口到5.8G路径标识站、5.8G路径标识站到5.8G路径标识站、5.8G路径标识站到出口的分车型旅行时间，然后根据线路上OD间的距离越长旅行时间越准确的原则，对不同出、入口的分车型旅行时间按照路段距离越长权值越大的方法进行加权叠加计算，最后对整个收费公路上所有路段旅行时间进行叠加，准确估计收费公路路网上所有OD间的分车型客货旅行时间；同时云中心根据海量历史数据和实时的旅行时间估计,利用回归分析法研究车辆旅行时间与车辆车型、收费公路路段位置及时间段变量的相关关系，所述时间段变量包括某一月的同一时间段、某一周的同一时间段、某一天的同一时间段；然后根据旅行时间与变量的相关系数确定变量对旅行时间的影响因子，通过对影响因子与历史旅行时间的计算实现对收费公路下一时刻短时间内车辆旅行时间的预测；所述路段交通流量的估计是首先对车辆的平均行驶轨迹进行估计，然后基于不同车型对道路的占有程度不同，把不同车型折算成标准车型，利用计算出来的基本路段旅行时间，把车辆在不同路段上的速度线性化，初始速度为上一行驶路段的末端速度，而终端速度为下一路段的初始速度，通过计算车辆的行驶轨迹可以得到车辆在任意时刻的位置信息，从而得到某一时间内道路上任意路段上的现有车辆数、虚拟的不停车的出口收费车道系统和路段内出口匝道驶离路段的车辆数、上游虚拟的不停车的入口收费车道系统和路段内入口匝道进入路段的车辆数，根据同一时间区间内经过同一断面的车辆数，就可以得到任意路段的断面交通流量；所述速度是根据收费公路所有的入口到出口、入口到5.8G路径标识站、5.8G路径标识站到5.8G路径标识站、5.8G路径标识站到出口的距离与车辆通过该距离所需的旅行时间计算所得；所述交通状态是通过对收费公路路网上实时获得的路段的旅行时间和速度及通过对路段流量的估计与该路段的通行能力分析获得的路段饱和度进行评估与分析，从而得到实时动态交通状态信息。