[发明专利]一种基于多数据源融合的高速公路车辆拥堵判别方法

权利要求书

1.一种基于多数据源融合的高速公路车辆拥堵判别方法，其特征在于，包括：

A1，通过高速门架系统采集通行车辆信息数据，在高速路段布置两到三个门架设备，相邻两门架之间为一个断面，获取断面小时流量阈值：根据每个断面的使用年限、车道数、道路施工情况、当天天气情况、当前时间段确定出断面的最大通行当量交通量；

A2，利用自由流交易数据，采用大数据实时流分析技术，实时计算出断面实时流量和断面平均速度；

A3，实时获取拥堵数据，数据包含拥堵里程，拥堵起始点的经纬度，拥堵结束点的经纬度，拥堵可信度，并借助高速地理信息平台将拥堵经纬度信息数据转换为断面设施的桩号数据；

A4，实时获取高速事件数据，包括事件发生时间、事件的类型、事件发生的桩号信息、路段ID、路段所属单位，根据事件信息，明确拥堵发生原因，将拥堵原因推送给管理单位，以制定相应的管制措施；

A5，定义拥堵级别为三级拥堵，其中一级拥堵为轻度拥堵，二级拥堵为重度拥堵，三级拥堵为异常拥堵，收集历史路段拥堵数据，根据断面流量N、断面流量阈值T、断面速度V、拥堵里程S判别拥堵级数；

步骤A1中，对于阈值的确定，先根据对历史数据的先验经验选择一个合适的当量阈值T1，并且阈值会跟着环境w1、现场施工情况w2、当前时间段情况w3动态变化:

当量阈值计算公式为:T＝w1×w2×w3×T1；

其中w1表示气候变化情况，将气候分为优良、一般、恶劣三类，对应的值为1，0.8，0.6；

其中w2表示道路施工情况，道路施工而封部分车道，对道路拥堵会造成很大的影响，计算公式为:其中N为断面车道总数，n为封闭车道数；

其中w3为当前时间段情况，可见度对道路承载车流量有很大影响，可见度高道路承载能力越大，反之越小，在5:00-19:00时间段w3的值为1，在00:00-4:59或19:00-23:59时间段w3的值为0.9；

步骤A2中，车辆根据车型分为客车一类二类三类四类、货车一类二类三类四类五类六类，转化规则为：一类二类客车当量转化系数为1，三类四类客车当量转化系数为1.5，一类货车转化系数为1，二类三类货车转化系数为1.5，四类货车转化系数为2.5，五类六类货车转化系数为4；

断面实时流量为：

N＝S1+1×S2+1.5×S3+1.5×S4+S11+1.5×S12+1.5×S13+2.5×S14+4×S15+4×S16，其中S1-S4为1-4型客车流量，S11-S16为1-6型货车流量；

断面平均速度为:

其中l为断面里程，单位为km；t为每辆车的断面通行时间，单位为h；v为每辆车的断面速度，单位为km/h；v1-v4为1-4类客车的平均速度，单位为km/h；s1-s4为1-4类客车当量，单位为辆；v11-v16为1-6类货车的平均速度，单位为km/h；s11-s16为1-6类货车当量，单位为辆；N为断面当量，单位为辆；V为断面平均速度，单位为km/h；

步骤A3中，对原始拥堵数据进行筛选，取出拥堵可信度大于80％的路段信息，并且将拥堵路段的起止经纬度信息通过高速地理信息平台转换为高速桩号信息，以此关联出拥堵点所属路段、管辖单位相关业务信息，为后续发布准确的拥堵信息制定管制政策；

步骤A5中，拥堵的级别的计算方法为：通过断面实时流量和断面平均速度配合地图运营商提供的拥堵数据进行拥堵判定；当断面实时流量介于阈值和1.1倍阈值之间且断面平均速度介于30km/h和60km/h之间时判定为一级拥堵，或者地图运营商提供的拥堵里程小于等于2公里时判定为一级拥堵；当断面实时流量介于1.1倍阈值和1.2倍阈值之间且断面平均速度介于10km/h和30km/h之间时判定为二级拥堵，或者地图运营商提供的拥堵里程大于2公里且小于等于5公里时判定为二级拥堵；当断面实时流量大于1.2倍阈值且断面平均速度小于等于10km/h时判定为三级拥堵，或者地图运营商提供的拥堵里程大于5公里时判定为三级拥堵。

2.如权利要求1所述的基于多数据源融合的高速公路车辆拥堵判别方法，其特征在于，步骤A5中，通过K-Means聚类算法建模，定K＝3，在确定了k的个数后，随机选择3个质心，样本值为D＝{N,T,V,S}，其中N为断面流量，T为断面流量阈值，V为断面平均速度，S为拥堵里程。