一種利用通信網絡數據實現高速公路車流量監控的方法與流程

本發明涉及通信技術，尤其涉及一種利用通信網絡數據實現高速公路車流量監控的方法。

背景技術：

以往的高速公路流量監測都是采用傳統的感應裝置，例如超聲波傳感器、高速公路出入口磁敏感應裝置、IC卡讀寫等來采集車輛信息采集，實現對行駛在高速公路上的車流量監控

現有高速公路車流量統計，通常是利用一定的硬件感應裝置，主要利用紅外發射器、紅外接收結合計算機處理模塊來實現。主機模塊包括主MCU控制器、無線接收模塊和顯示模塊等。雖然這種感應裝置能對對高速公路上車流量進行精確統計，但目前也僅限于個別收費站采用。面對全國12萬公里長度的高速公路，要實現全路段實時車流量的統計，采用硬件感應裝置來監測車流量，拋開高昂的硬件成本不說，在每段高速公路上安裝感應設備，這樣的工作量也是無法估計的。

如今社會，手機已經成為每個人隨身必備意見物品，且手機與通信網絡無時無刻都在通信。我們利用高速公路上的用戶所持有的手機終端與通信網絡間的交互數據來定位用戶地理位置，再根據交互數據的時間、位移等等來判斷用戶的移動速度。結合每個用戶的移動特征表征出在高速公路上的車輛，即可最終實現高速公路上的實時車流量統計。

技術實現要素：

為了解決以上問題，本發明提出了一種利用通信網絡數據實現高速公路車流量監控的方法。利用移動通信網絡數據在大數據平臺基礎上構建大數據高速路公路車流量實時統計服務，重點為政府、公安、旅游、交通行業用戶提供高速公路上的實時車流量動態以及實時人流分布。為交通指揮、公共安全預防、游客疏導等提油有利的數據保障。

利用車輛駕駛員所持有的移動通信終端，實時的采集通信終端即手機與通信網絡的交互數據，通過車輛行駛特征與通信終端網絡交互數據建立數據模型，分析得到最終高速公路上的車流量信息

利用高速公路兩旁的基站，結合GIS地圖、基站資源數據，通過算法獲取任兩基站之間的距離，并對高速公路進行路段劃分；用戶在行進過程中，手機會不斷地上報所經過基站的信令數據；通過對信令采集、解碼，獲取所經過每個基站的位置及時間；通過分析所經過相鄰基站的時間及距離，計算出用戶在所有基站間行進的速度，結合預先設置的閥值，判斷高速公路擁堵狀況；通過人車合一算法可統計出當前路段的車流量；從而實現車流量的監測、預警。

事先獲取高速公路兩邊基站，并定義基站切換序列。

在高速公路上行駛的一輛車上，若乘坐一個以上個人；在行駛的過程中，這部分人所經基站順序基本一致，進入時間大體相同，經過數個路段的統計分析，可判斷這部分人屬于同一輛車，計算車流量時按一輛車計算。

本發明涉及通信網絡資源數據、信令數據、經分數據及高速公路地理信息數據，把這些數據利用大數據處理技術分析并相互結合，按照設計好多數據模型統計匯總，最終實現統計高速公路上的車流量，并根據歷史數據對高速公路上車速進行預測。

本發明的有益效果是

本發明利用了現有大數據處理技術，通過通信網絡實時信令數據的SDTP方式采集能力，結合常用的處理組件：kafka、storm、codis等。在大數據平臺采用批處理集群資源：hadoop集群、hbase集群、Vertica集群的方式完成完成所需數據的接入。這些都是大數據處理技術在高速公路車流量分析中的實際應用。比起一條百公里長的高速公路車流量統計需要近200個感應裝置來實現。大數據技術的應用能從中節省80％以上的投資。同時，要實現全部高速公路的實時車流量統計分析，大數據處理技術在時間上也比采用感應裝置要快10倍不至。另外，利用通信網絡數據實現高速公路車流量監控的新方法，在統計車流量的同時，還可以實時的分析在某段高速路上的人流量，對于公共安全、擁堵分析、事故發現等等都起到了關鍵作用。

附圖說明

圖1是整體功能框架示意圖；

圖2是數據處理邏輯示意圖。

具體實施方式

下面對本發明的內容進行更加詳細的闡述：

本發明以運營商通信網絡資源數據、信令數據、經分數據及高速公路地理信息數據為基礎，利用大數據處理技術搭建信令采集平臺、大數據處理平臺分析并相互結合，按照人車合并數據模型、高速與國道區分模型、高速車流量統計模型、高速車流量監測方法、高速出口車流量監測方法、高速車流量預警方法統計匯總呈現。

在高速公路兩旁有很多基站，結合GIS地圖、基站資源數據，通過算法獲取任兩基站之間的距離，并對高速公路進行路段劃分；用戶在行進過程中，手機會不斷地上報所經過基站的信令數據；通過對信令采集、解碼，獲取所經過每個基站的位置及時間；通過分析所經過相鄰基站的時間及距離，計算出用戶在所有基站間行進的速度，結合預先設置的閥值，判斷高速公路擁堵狀況；通過人車合一算法可統計出當前路段的車流量；從而實現車流量的監測、預警。

有的地方高速和國道緊鄰，如何區分高速與國道用戶？

事先獲取高速公路兩邊基站，并定義基站切換序列；

國道在一段距離后并不總是和高速緊鄰，或一直緊鄰情況下大部分用戶也會駛離該國道，故通過一段距離上高速基站實時信令的分析，國道用戶的基站切換序列與高速上的并不一致，可將這些用戶(國道用戶)從高速用戶中篩選掉。

高速公路多個人乘坐一輛車，如何通過信令進行合并？

在高速公路上行駛的一輛車上，可能乘坐多個人；在行駛的過程中，這部分人所經基站順序基本一致，進入時間大體相同，經過多個路段的統計分析，可判斷這部分人屬于同一輛車，計算車流量時按一輛車計算。

合并條件：

●高速基站切換序列

●高速用戶與基站序列一致

●國道用戶與基站序列不一致

●所經基站基本一致

●進入時間相近

●所經基站順序一致

全路段日常車流量監測：

●交通狀態監測

●監測全省路段路況信息，按路段車速判斷擁堵路況

●四種顏色顯示不同級別交通狀態

●基于GIS地圖呈現路況信息，支持不同比例縮放操作

●支持交通信息動態更新

●支持路段雙向路況信息

●支持人工在GIS地圖上點擊查看選定路段的交通狀態信息

●支持人工選擇高速公路名稱，并自動在GIS聚焦顯示對應道路運行狀態

●對擁堵路段以滾動列表形式發布，可查看路況詳情，并聯動到GIS相應路段

●通過短信進行路況信息發送

●通過APP進行路況信息發送

全路段出口車流量監測：

●監測全省出口路況信息，按出口車流量判斷擁堵情況

●支持人工在GIS地圖上點擊查看選定出口的交通狀態信息

●支持人工選擇高速公路出口名稱，并自動在GIS聚焦顯示對應出口狀態，以熱力圖形式呈現車流量

車流量峰值突變預警：

●根據歷史車流量，按路段、時間判斷車流量峰值是否突變、以滾動預警列表呈現

●支持預警路段詳情查看路況擁堵預測

●根據歷史車流量數據分析，按路段、時間維度預測下一時刻路況擁堵情況，對擁堵路段以滾動預警列表呈現；支持某個日期、時間點的路況預測

●支持預警路段詳情查看

●點擊預警列表中路段聯動到GIS相應路段全路況分析

●支持高速公路整體路況分析

●支持按路段分析

●支持按出口分析

●支持按服務區分析。