本發(fā)明涉及交通管理技術領域，具體的說是一種特別適用于城市交通道路管理的智能交通管理系統(tǒng)。

背景技術：
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目前，機動車已經(jīng)是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚慕煌üぞ?，機動車的種類和數(shù)量均在快速增加，因此，為了保證機動車的正常通行，需要在道路對機動車的行駛狀況進行統(tǒng)計，從而達到交通管理的目的。

在進行交通管理時，檢測機動車的通行是最基本的環(huán)節(jié)。目前，主要的檢測方式包括：環(huán)路線圈、超聲波、微波、視頻等方式。其中，環(huán)路線圈、超聲波、微波等檢測方式雖然能夠檢測車輛駛過并且能夠判斷車輛的速度和大致行駛方向，但是無法對不同車輛進行區(qū)分，不能夠完成對于指定車輛的追蹤；視頻檢測的方式(例如，通過攝像機或紅外線攝像機進行拍攝)雖然能夠顯示車輛的標識(例如，車牌)、外形、規(guī)格、顏色等信息，并且可以借助環(huán)路線圈、超聲波、微波等方式確定車輛的行駛速度，但是視頻檢測時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量很大，而且城市道路上的車量數(shù)目很多，如果需要追蹤指定車輛，則需要從視頻畫面中提取每個車輛標識并進行識別和對比，因此幾乎無法實現(xiàn)對指定車輛的追蹤。

此外，上述車輛檢測方法中，如果采用環(huán)路線圈檢測，就需要對道路的路面進行重新修整從而設置線圈，并且需要在每個車道上均設置線圈(據(jù)估算，對于近100個路口檢測需要設置近千個線圈，且需要對路面進行數(shù)萬米的挖掘)其工作量和成本都很大，并且會影響道路的正常使用；如果采用視頻檢測方式，通常需要借助紅外線或超聲波、微波來進行測速，不僅成本投入高，而且檢測設備的復雜度較高，需要對設備進行維護，耗費人力和物力。

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是城市交通控制系統(tǒng)的重要組成部分之一，它通過數(shù)據(jù)采集、傳輸和管理技術，使監(jiān)控中心能夠準確地獲取路網(wǎng)各個路口的交通流量和交通信號機的運行狀態(tài)，從而為保證路網(wǎng)的控制效果創(chuàng)造條件。因此，如何能夠快速、準確、實時地將各個路口的交通流數(shù)據(jù)和交通信號機運行狀態(tài)上傳給監(jiān)控中心以及由監(jiān)控中心下傳控制指令給信號機就成了整個控制系統(tǒng)高效運行的重要環(huán)節(jié)。目前我國現(xiàn)有的城市交通控制系統(tǒng)網(wǎng)絡主要采用電話或專用電纜等有線方式進行數(shù)據(jù)通信，已不能滿足智能交通系統(tǒng)ITS及各種智能車載移動終端數(shù)據(jù)通信的實時性和移動性要求。

通用分組無線業(yè)務GPRS(GeneralPacketRadioService)作為一種高速、高效、經(jīng)濟的無線系統(tǒng)，具有網(wǎng)絡覆蓋范圍廣、接入迅速、按流量計費、實時在線、沒有任何布線的優(yōu)點，特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適合短時的突發(fā)大數(shù)據(jù)量通信，完全滿足分布式的城市交通實時、多點交通信號機數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控的雙向數(shù)據(jù)通信需求。

技術實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的缺點和不足，提出了一種特別適用于城市交通道路管理的智能交通管理系統(tǒng)。

本發(fā)明可以通過以下措施達到：

一種智能交通管理系統(tǒng)，其特征在于設有監(jiān)控平臺以及兩個以上的用戶終端，監(jiān)控平臺與用戶終端經(jīng)無線通信電路完成數(shù)據(jù)溝通，所述監(jiān)控平臺包括數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)下發(fā)模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)分析模塊中設有道路狀態(tài)判別模塊，所述道路狀態(tài)判別模塊包括道路子段自動劃分模塊、道路交通參數(shù)實時接收模塊、道路交通狀態(tài)實時辨識模塊以及辨識結果輸出模塊，所述用戶終端設有本地控制器、攝像頭、存儲器、電源、通信電路、顯示電路、觸控屏、語音提示電路、串/并轉換模塊、GPS定位模塊，其中本地控制器分別與攝像頭、存儲器、電源、通信電路、顯示電路、語音提示電路、串/并轉換模塊、GPS定位模塊相連接，顯示電路與觸控屏相連接。

本發(fā)明中用戶終端與監(jiān)控平臺經(jīng)過以太網(wǎng)通信電路連接，所述用戶終端中設有與本地控制器相連接的網(wǎng)絡擁塞檢測模塊和數(shù)據(jù)通信快速切換模塊，其中網(wǎng)絡擁塞檢測模塊包括傳輸延時變化率獲取模塊、基準值調(diào)整模塊、判斷是否重置基準值模塊、基準值重置模塊、抖動值計算模塊，其中傳輸延時變化率獲取模塊、基準值調(diào)整模塊、判斷是否重置基準值模塊依次連接，判斷是否重置基準值模塊的輸出端分別與基準值重置模塊和抖動值計算模塊相連接，基準值重置模塊的輸出端與基準值調(diào)整模塊相連接。

本發(fā)明中道路狀態(tài)判別模塊中的道路子段自動劃分模塊和道路交通參數(shù)實時接收模塊的輸出端均與道路交通狀態(tài)實時辨識模塊的輸入端相連接，道路交通狀態(tài)實時辨識模塊的輸出端與辨識結果輸出模塊相連接。

本發(fā)明道路子段自動劃分模塊用于將一條道路自動劃分為兩個子段U1和U2，其長度表示為dU1和dU2，dU1和dU2的劃分取決參數(shù)包括整條道路長度前方信號燈綠信比t、道路設計飽和率s、表示道路限制速度、a是與道路總長相關的控制參數(shù)，b是與道路限制速度相關的控制參數(shù)，具體按照如下公式劃分：

本發(fā)明所述道路交通狀態(tài)實時辨識模塊通過以下步驟完成交通狀態(tài)實時辨識：對各個道路子段建立評定對象單因素集U_i；針對各個道路子段建立評定集F_i；建立從單因素集U_i到評定集F_i的一個模糊關系映射，由笛卡兒乘積對應關系導出單因素評定矩陣R_i；第一級模糊綜合評定，選擇分段高斯模糊數(shù)學綜合函數(shù)進行綜合并將其作歸一化處理；二級模糊綜合評定；對二級判定結果進行模糊分析判斷，得出城市道路狀態(tài)辨別的結果。

本發(fā)明中網(wǎng)絡擁塞檢測模塊的輸出端與數(shù)據(jù)通信快速切換模塊相連接，數(shù)據(jù)通信快速切換模塊的輸入端與網(wǎng)絡擁塞檢測模塊中抖動值計算模塊的輸出端相連接，數(shù)據(jù)通信快速切換模塊包括門限值比對模塊、地址分配模塊、當前服務網(wǎng)絡信號強度接收模塊、當前節(jié)點與基站距離判斷模塊、邊緣觸發(fā)模塊、通信通道更新/建立模塊，其中抖動值計算模塊的輸出端與門限值比對模塊相連接，門限值比對模塊的輸出端與地址分配模塊相連接，地址分配模塊與當前節(jié)點與基站距離判斷模塊、邊緣觸發(fā)模塊、通信通道更新/建立模塊依次相連接，當前服務網(wǎng)絡信號強度接收模塊的額輸出端與門限值比對模塊相連接。

本發(fā)明所述傳輸延時變化率獲取模塊把連續(xù)的時間離散化，以幀作為離散化的時間單位，T_i至T_i+1時間間隔內(nèi)共20幀，用D_i表示數(shù)據(jù)包的傳輸延時，傳輸時延D_i的計算公式為：D_i＝(R_i‐S_i)，其中R_i為接收端收到數(shù)據(jù)包的時間，S_i為數(shù)據(jù)包自帶的發(fā)送時間，計算T_i‐₁到T_i時間內(nèi)傳輸延時的平均值和T_i到T_i+1時間內(nèi)傳輸延時的平均值根據(jù)和得到傳輸延時的變化率DR_i。

本發(fā)明所述基準值調(diào)整模塊進行每單位時間調(diào)整基準值：E＝E+DR_i×Δt，其中，E為期望值，Δt為兩幀間的時間差。

本發(fā)明所述判斷是否重置基準值模塊判斷是否需要重置基準值：若是，則通過基準值重置模塊將基準值重置為：E＝D_i+DR_i×(T_i+1‐T_i)/2，然后送入抖動值計算模塊，否則直接送入抖動值計算模塊。

本發(fā)明中抖動值計算模塊求平均值與基準值的差值，并對這個差值的絕對值做指數(shù)平滑，計算抖動值J_i為：J_i＝(15×J_i‐1+|D_i‐E|)/16，用抖動值表征網(wǎng)絡擁塞情況，抖動值越大則即將發(fā)生的網(wǎng)絡擁塞越嚴重。

本發(fā)明在工作時，監(jiān)控平臺通過無線通信電路完成與兩個以上的用戶終端的數(shù)據(jù)溝通，用戶終端設置在用戶車輛中，用戶終端中的串/并轉換模塊提供用戶終端與車輛BMS的通信通道，獲取車輛行駛信息，并將所獲取的信息存入存儲器，此外，攝像頭實時抓取或攝錄當前道路圖像信息，并將所采集圖像存入存儲器，存儲器內(nèi)數(shù)據(jù)經(jīng)無線通信電路上傳至監(jiān)控平臺，監(jiān)控平臺中的數(shù)據(jù)接收模塊接收上傳數(shù)據(jù)并將其送入數(shù)據(jù)分析模塊進行分析處理，數(shù)據(jù)分析模塊通過分析做出道路狀況辨識結果，然后將結果顯示輸出，同時可以將結果通過數(shù)據(jù)下發(fā)模塊下發(fā)至用戶終端；在用戶終端與監(jiān)控平臺進行數(shù)據(jù)通信的過程中，通過網(wǎng)絡擁塞檢測模塊對通信信道進行檢測，并根據(jù)檢測結果及時切換信道，從而保證數(shù)據(jù)的實時傳輸，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有通信成本低、傳輸可靠，能夠緩解道路交通堵塞等顯著的優(yōu)點。

附圖說明：

附圖1是本發(fā)明的結構框圖。

附圖2是本發(fā)明中數(shù)據(jù)分析模塊的框圖。

附圖3是本發(fā)明中用戶終端的結構框圖。

附圖標記：監(jiān)控平臺1、用戶終端2、數(shù)據(jù)接收模塊3、數(shù)據(jù)下發(fā)模塊4、數(shù)據(jù)分析模塊5、數(shù)據(jù)庫6、道路子段自動劃分模塊7、道路交通參數(shù)實時接收模塊8、道路交通狀態(tài)實時辨識模塊9、辨識結果輸出模塊10、本地控制器11、攝像頭12、存儲器13、電源14、通信電路15、顯示電路16、觸控屏17、語音提示電路18、串/并轉換模塊19、GPS定位模塊20、網(wǎng)絡擁塞檢測模塊21、數(shù)據(jù)通信快速切換模塊22。

具體實施方式：

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

如附圖所示，本發(fā)明提出了一種智能交通管理系統(tǒng)，其特征在于設有監(jiān)控平臺1以及兩個以上的用戶終端2，監(jiān)控平臺1與用戶終端2經(jīng)無線通信電路完成數(shù)據(jù)溝通，所述監(jiān)控平臺1包括數(shù)據(jù)接收模塊3、數(shù)據(jù)下發(fā)模塊4、數(shù)據(jù)分析模塊5、數(shù)據(jù)庫6，其中數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)下發(fā)模塊以及數(shù)據(jù)分析模塊分別與數(shù)據(jù)庫6相連接，所述數(shù)據(jù)分析模塊5中設有道路狀態(tài)判別模塊，所述道路狀態(tài)判別模塊包括道路子段自動劃分模塊7、道路交通參數(shù)實時接收模塊8、道路交通狀態(tài)實時辨識模塊9以及辨識結果輸出模塊10，所述用戶終端2設有本地控制器11、攝像頭12、存儲器13、電源14、通信電路15、顯示電路16、觸控屏17、語音提示電路18、串/并轉換模塊19、GPS定位模塊20，其中本地控制器11分別與攝像頭12、存儲器13、電源14、通信電路15、顯示電路16、語音提示電路18、串/并轉換模塊19、GPS定位模塊20相連接，顯示電路16與觸控屏17相連接。

本發(fā)明中用戶終端與監(jiān)控平臺經(jīng)過以太網(wǎng)通信電路連接，所述用戶終端中設有與本地控制器相連接的網(wǎng)絡擁塞檢測模塊21和數(shù)據(jù)通信快速切換模塊22，其中網(wǎng)絡擁塞檢測模塊21包括傳輸延時變化率獲取模塊、基準值調(diào)整模塊、判斷是否重置基準值模塊、基準值重置模塊、抖動值計算模塊，其中傳輸延時變化率獲取模塊、基準值調(diào)整模塊、判斷是否重置基準值模塊依次連接，判斷是否重置基準值模塊的輸出端分別與基準值重置模塊和抖動值計算模塊相連接，基準值重置模塊的輸出端與基準值調(diào)整模塊相連接。

本發(fā)明中道路狀態(tài)判別模塊中的道路子段自動劃分模塊7和道路交通參數(shù)實時接收模塊8的輸出端均與道路交通狀態(tài)實時辨識模塊9的輸入端相連接，道路交通狀態(tài)實時辨識模塊9的輸出端與辨識結果輸出模塊10相連接。

本發(fā)明道路子段自動劃分模塊7用于將一條道路自動劃分為兩個子段U1和U2，其長度表示為dU1和dU2，dU1和dU2的劃分取決參數(shù)包括整條道路長度前方信號燈綠信比t、道路設計飽和率s、表示道路限制速度、a是與道路總長相關的控制參數(shù)，b是與道路限制速度相關的控制參數(shù)，具體按照如下公式劃分：

本發(fā)明所述道路交通狀態(tài)實時辨識模塊9通過以下步驟完成交通狀態(tài)實時辨識：對各個道路子段建立評定對象單因素集U_i；針對各個道路子段建立評定集F_i；建立從單因素集U_i到評定集F_i的一個模糊關系映射，由笛卡兒乘積對應關系導出單因素評定矩陣R_i；第一級模糊綜合評定，選擇分段高斯模糊數(shù)學綜合函數(shù)進行綜合并將其作歸一化處理；二級模糊綜合評定；對二級判定結果進行模糊分析判斷，得出城市道路狀態(tài)辨別的結果。

本發(fā)明中網(wǎng)絡擁塞檢測模塊21的輸出端與數(shù)據(jù)通信快速切換模塊22相連接，數(shù)據(jù)通信快速切換模塊的輸入端與網(wǎng)絡擁塞檢測模塊中抖動值計算模塊的輸出端相連接，數(shù)據(jù)通信快速切換模塊包括門限值比對模塊、地址分配模塊、當前服務網(wǎng)絡信號強度接收模塊、當前節(jié)點與基站距離判斷模塊、邊緣觸發(fā)模塊、通信通道更新/建立模塊，其中抖動值計算模塊的輸出端與門限值比對模塊相連接，門限值比對模塊的輸出端與地址分配模塊相連接，地址分配模塊與當前節(jié)點與基站距離判斷模塊、邊緣觸發(fā)模塊、通信通道更新/建立模塊依次相連接，當前服務網(wǎng)絡信號強度接收模塊的額輸出端與門限值比對模塊相連接。

本發(fā)明所述傳輸延時變化率獲取模塊把連續(xù)的時間離散化，以幀作為離散化的時間單位，T_i至T_i+1時間間隔內(nèi)共20幀，用D_i表示數(shù)據(jù)包的傳輸延時，傳輸時延D_i的計算公式為：D_i＝(R_i‐S_i)，其中R_i為接收端收到數(shù)據(jù)包的時間，S_i為數(shù)據(jù)包自帶的發(fā)送時間，計算T_i‐₁到T_i時間內(nèi)傳輸延時的平均值和T_i到T_i+1時間內(nèi)傳輸延時的平均值根據(jù)和得到傳輸延時的變化率DR_i。

本發(fā)明所述基準值調(diào)整模塊進行每單位時間調(diào)整基準值：E＝E+DR_i×Δt，其中，E為期望值，Δt為兩幀間的時間差。

本發(fā)明所述判斷是否重置基準值模塊判斷是否需要重置基準值：若是，則通過基準值重置模塊將基準值重置為：E＝D_i+DR_i×(T_i+1‐T_i)/2，然后送入抖動值計算模塊，否則直接送入抖動值計算模塊。

本發(fā)明中抖動值計算模塊求平均值與基準值的差值，并對這個差值的絕對值做指數(shù)平滑，計算抖動值J_i為：J_i＝(15×J_i‐1+|D_i‐E|)/16，用抖動值表征網(wǎng)絡擁塞情況，抖動值越大則即將發(fā)生的網(wǎng)絡擁塞越嚴重。

本發(fā)明在工作時，監(jiān)控平臺通過無線通信電路完成與兩個以上的用戶終端的數(shù)據(jù)溝通，用戶終端設置在用戶車輛中，用戶終端中的串/并轉換模塊提供用戶終端與車輛BMS的通信通道，獲取車輛行駛信息，并將所獲取的信息存入存儲器，此外，攝像頭實時抓取或攝錄當前道路圖像信息，并將所采集圖像存入存儲器，存儲器內(nèi)數(shù)據(jù)經(jīng)無線通信電路上傳至監(jiān)控平臺，監(jiān)控平臺中的數(shù)據(jù)接收模塊接收上傳數(shù)據(jù)并將其送入數(shù)據(jù)分析模塊進行分析處理，數(shù)據(jù)分析模塊通過分析做出道路狀況辨識結果，然后將結果顯示輸出，同時可以將結果通過數(shù)據(jù)下發(fā)模塊下發(fā)至用戶終端；在用戶終端與監(jiān)控平臺進行數(shù)據(jù)通信的過程中，通過網(wǎng)絡擁塞檢測模塊對通信信道進行檢測，并根據(jù)檢測結果及時切換信道，從而保證數(shù)據(jù)的實時傳輸，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有通信成本低、傳輸可靠，能夠緩解道路交通堵塞等顯著的優(yōu)點。