智能交通大数据交通信息研判分析子系统建设技术方案

智能交通大数据交通信息研判分析子系统建设技术方案1.1系统概述交通数据分析系统提供交通数据的统计分析功能，统计分析交通量数据，总结路网交通运行规律，为交通需求分析、交通现状评估与趋势预测、交通组织管理方案优化、路网规划和建设提供依据。交通数据分析系统包括但不限于以下的具体功能：交通数据统计分析模块：包含道路路段统计分析、道路节点统计分析、区域交通需求分析、道路交通设施统计分析等。交通数据展示模块：按照报表数据参数的要求，将统计结果以表格、曲线、图表、GIS地图的方式等展示。GIS自定义统计对象：用户可以通过GIS用户界面自定义路段、路径、区域等统计对象，并针对所定义的对象进行统计分析，以方便用户分析道路的某一特定范围内的交通状况。统计数据管理模块：建立专用的统计数据库，主要存放各类源历史数据、用于统计分析的基础数据和衍生历史数据。根据统计分析的需要对原始交通数据进行汇总、关联，定时生成统计数据，提高统计分析的效率。1.2系统架构交通数据分析系统主要由B/S用户界面、数据分析Web应用、报表管理服务、GIS统计服务、数据库管理等组成。见下图所示。1、数据分析Web应用用户所有的操作需要通过用户终端界面来调用。数据分析Web应用获得用户的请求，调用报表管理服务和GIS服务，以报表、图形显示等形式将用户请求的结果呈现在用户面前。2、报表管理服务报表管理服务由报表设计、数据分析和报表生成等模块组成。3、GIS统计服务GIS统计服务由GIS统计图层管理、数据展示服务等模块组成。GIS统计图层管理模块提供下列功能：可在GIS地图上将一组连续的自然路段按序构成一用于统计分析的路段。创建路段的目的为方便用户分析道路的某一特定范围内的交通数据。可在GIS地图上创建路径（route）、区域，主要用于旅行时间分析和区域性交通分析。创建路径时需要考虑该路径是否是合理的行车路线。对创建的路段、路径、区域进行分组管理。分组是为了将具有某些相同特性的对象划为一组，在统计分析中一并处理。可根据不同的组别设置不同的显示属性（例如路段宽度），根据不同的数据范围设置不同的颜色，使显示的数据更加容易区分。数据展示服务模块负责按照报表数据参数的要求，将统计结果展示在GIS地图上，并将展示内容以文件的方式返回给Web应用。4、数据库管理交通数据分析子系统需具有专用的数据库，主要存放各类源历史数据、用于统计分析的基础数据和衍生历史数据。从各外场系统传递到集成管理系统的数据，如从检测器、地磁感应器、红绿灯信号控制器、流动车辆GPS信号接收器、电子警察、停车场管理系统等传来的数据，须经过分类、整合、格式规范，存放到数据库中，以让用户实时存取、在线分析。数据库管理是所有模块中最重要的基础模块，存储大量的基础数据和源历史数据。另外，数据库管理的功能还包括一些后台批处理任务（BatchJobs）。这些后台任务负责对源数据进行再加工，符合报表生成所需的衍生数据，以加快报表的生成速度。1.3系统功能1、交通数据分析系统包括以下的统计和分析功能：（1）交通基础网络信息的统计（2）交通出行需求的统计和分析2、路段统计与分析（1）主干路路段断面流量（2）快速路路段断面流量（3）设施统计与分析3、快速路进/出口匝道最大流量排名节点统计与分析平面交叉口车流量互通立交车流量平面交叉口车流量分流统计互通立交车流量分流统计区域统计与分析进入某一自定义的区域的交通量路网总体统计与分析中心区机动车数量中心区车辆出行比例统4、交通运行状态的评价、统计和分析路段统计与分析研判路段行程车速、拥堵时长研判路段异常拥堵判定设施统计与分析快速路平均行程车速、拥堵指数、拥堵里程比例1.1.1交通基础网路信息统计1.功能描述本功能实现对交通基础网络信息的统计。统计的内容包括：快速路、主干路、次干路、支路的长度、面积、平均宽度道路网总长度（分别统计快速路、主干路、次干路、支路的长度，并进行加和运算）快速路、主干路、次干路、支路占道路网长度的比例道路网密度（道路网长度与区域面积之比，km/m2）道路网总面积（m2）人均道路面积（m2/人）2.输入条件:无1.结果展示以表格和饼图相结合的方式在单页面上展示（比例信息通过饼图展示）。4.实现方式各等级道路长度计算：基于GIS自然路段图层分别计算各个等级的道路的长度。各等级道路面积计算：计算该道路等级下所有自然路段的面积，然后加和。路段面积通过路段长度乘以路段宽度得到。各等级道路平均宽度计算：将该等级道路总面积除以总长度得到。路网总长度计算：将各等级道路的总长度进行加和得到。路网总面积计算：将各等级道路的总面积进行加和得到。其它静态数据（地理、人口等）：预先保存在数据库表中。1.1.2主干路路段断面流量统计1.功能描述本功能实现对主干路路段断面流量的统计。路段的选择包括自然路段和统计路段（一条统计路段由若干条连续的自然路段组成）。统计的内容包括：某一断面的实时流量展示统计某一断面的周-天流量变化统计某一断面的月-周流量变化统计某一断面的年-月流量变化2.输入条件a.选择某一路段b.选择某一特定的周（统计周-天流量变化），月份（统计月-周流量变化），或年份（统计年-月流量变化）。1.结果展示实时流量展示24小时实时柱状图（分10，30，60分钟刻度）前5个工作日相同时间刻度该路段的平均流量柱状图前20个工作日相同时间刻度该路段的平均流量柱状图过去4周相同工作日相同时间刻度该路段的平均流量柱状图统计周-天流量变化周-天流量变化柱状图（比对全天的总流量）统计月-周流量变化月-周流量变化柱状图（比对全周的总流量）统计年-月流量变化年-月流量变化柱状图（比对全月的总流量）4.实现方式自然路段的流量采集：自然路段流量数据的来源如下：统计路段的流量采集：一条统计路段的断面流量由该统计路段上某一自然路段的断面流量代表。因此需预先建立匹配表，将每一统计路段与代表该统计路段断面流量的自然路段建立关联。该代表性的自然路段需布设有线圈或电子警察设备点位，该点位采集的流量数据代表该自然路段及该统计路段的断面流量。1.1.3快速路路段断面流量统计本功能实现对快速路断面流量的统计。与“主干路路段断面流量统计”相同。1.1.4快速路进/出口匝道最大流量排名统计1.功能描述本功能根据进入或离开快速路的车流量，对进口或出口匝道进行排名。2.输入条件选择“统计进口匝道”或“统计出口匝道”统计的日期范围（开始日期和结束日期），可快捷选择某一月份。统计的时间范围（可选择统计早高峰，晚高峰，或其它时段）是否包括：（1）星期一~五（2）星期六（3）星期日（4）公共假日1.结果展示通过饼图展示排名前三的进/出口匝道流量在总进/出口流量中的比例。4.实现方式需预先建立匹配表，将每一快速路进/出口匝道与代表该进/出口匝道流量的布设有固定检测设备点位的自然路段（或发布段）建立关联。1.1.5平面交叉口车流量统计1.功能描述本功能实现对平面交叉口车流量的统计。交叉口车流量为从各方向进入该交叉口的所有路段流量之和。在统计结果生成后，可转到“平面交叉口分车道流量统计”查、看在相同输入条件下的车流量分流统计。2.输入条件 平面交叉口名称（在选择了某一交叉口后，展示该交叉口的图片） 统计的日期范围（开始日期和结束日期），可快捷选择某一月份。 统计的时间范围（可选择统计早高峰，晚高峰，或其它时段） 是否包括：（1）星期一~五（2）星期六（3）星期日（4）公共假日1.结果展示统计结果以表格结合曲线图的方式展示。曲线图（以时间为水平轴，刻度为10分钟）展示统计日期范围内的各个10分钟区间的进入交叉口的车辆数。表格除了展示各10分钟区间的进入交叉口的车辆总数外，还需展示各个路段的车辆数。另外，还需对每一小时统计车辆总数，以及对整个时间范围统计车辆总数。4.实现方式路口流量数据是根据数据库保存的路段流量数据而得出。1.1.7互通立交车流量统计1.功能描述本功能实现对互通立交车流量的统计。互通立交车流量为从各方向进入该立交的所有路段流量之和。2.输入条件 互通立交名称（在选择了某一互通立交后，展示该互通立交的图片） 统计的日期范围（开始日期和结束日期），可快捷选择某一月份 统计的时间范围（可选择统计早高峰，晚高峰，或其它时段） 是否包括：（1）星期一~五（2）星期六（3）星期日（4）公共假日1.结果展示同“平面交叉口车流量统计”。4.实现方式同“平面交叉口车流量统计”。1.1.8平面交叉口分车道流量统计1.功能描述本功能统计某平面交叉口的各个方向入口的路段分车道流量。2.输入条件 平面交叉口名称（在选择了某一交叉口后，展示该交叉口的图片） 统计的日期范围（开始日期和结束日期），可快捷选择某一月份。 统计的时间范围（可选择统计早高峰，晚高峰，或其它时段） 是否包括：（1）星期一~五（2）星期六（3）星期日（4）公共假日1.结果展示展示指定日期范围内，在指定时间范围内的从各个方向进入交叉口的各个车道车辆数的平均值。日期：YYY-MM-D-YY-MM-DD时间：H：MM–HH：交叉口称：<叉口称>进入该口的路1名称道路1总辆数车道1车道1车数车道2车道2车数。。。进入该口的路2名称道路2总辆数车道1车道1车数车道2车道2车数。。。。。。。。。。。。。4.实现方式平面交叉口的车道流量数据来自电子警察系统的路口车道流量数据。1.1.9进入某一自定义区域的流量统计1.功能描述本功能实现进入某一自定义区域的车流量的统计。统计的内容包括： 实时流量展示 统计进入该区域车辆的天-时流量变化 统计进入该区域车辆的年-月流量变化2.输入条件实时流量展示:无统计天-时流量变化:选择某一日期统计年-月流量变化:选择某一年份1.结果展示实时流量展示24小时实时柱状图（分10，30，60分钟刻度）统计天-时流量变化天-时流量变化柱状图（比对某一天内各小时时段的流量）统计年-月流量变化年-月流量变化柱状图（比对全月的总流量）4.实现方式需预先建立所有进入该自定义区域的自然路段的列表。进入该区域内的总流量为这些路段流量之和。1.1.10中心区机动车数量估计1.功能描述本功能实现对中心区的机动车数量的估计。通过对采集到的进和出车辆号牌的比对，长期可以达到对中心区车辆数的近似估计。2.输入条件统计某一月内的机动车数量选择某一月份1.结果展示统计结果以曲线图的方式展示。曲线图展示统计日期范围内的每一天的车辆数估计值。4.实现方式分别采集进车辆和出车辆的机动车号牌。在采集到某一进的车辆号牌后，将它加入到机动车车辆号牌列表内，在采集到某一出园的车辆号牌后，将它从机动车车辆号牌列表删除。长期后可得到较为稳定的车辆总数（近似但小于实际的中心区车辆数）。1.1.11中心城区车辆出行比例统计1.功能描述本功能统计某一特定日期范围内的车辆出行比例。2.输入条件统计某一月内的车辆出行比例选择某一月份1.结果展示统计结果以表格和饼图结合的方式展示。其中饼图包括各类车辆的占比图，以及车辆与省内异地和省外车辆的占比图（取决于号牌识别）。4.实现方式利用号牌识别，对各主要道路的所有车辆在通过检测设备时进行记录，并对号牌种类进行分类统计。1.1.12路段行程车速、拥堵时长统计1.功能描述本功能实现对路段（包括主干路路段和快速路路段）行程车速及拥堵时长的统计。这里的路段是统计路段，由若干条连续的自然路段组成。行程车速计算以过车记录为依据，计算车辆在外场设备点位之间的行程时间，除上该两点之间的距离，从而得到车辆在两点之间的行程车速。交通分析者关心的是沿着某一条道路上某两个节点（节点是交叉口，或互通立交桥）之间的行程车速，因此需要为每一条这样的路段（由若干条相连的自然路段组成）寻找两个外场设备点位，以这两个外场设备点位之间的行程车速来近似地代表该路段的行程车速。本功能统计的内容包括：某一路段的实时行程车速统计某一路段的某一日期范围内的24小时平均行程车速变化统计某一路段的周-天行程车速及拥堵时长变化统计某一路段的月-周行程车速及拥堵时长变化统计某一路段的年-月行程车速及拥堵时长变化2.输入条件选择某一统计路段选择某日、某周、或某月（统计某一路段的某一日期范围内的24小时平均行程车速变化），周（统计周-天行程车速及拥堵时长变化），月份（统计月-周行程车速及拥堵时长变化），或年份（统计年-月行程车速及拥堵时长变化）。1.结果展示实时行程车速展示24小时实时行程车速曲线图（分5，10，30，60分钟刻度）前5个工作日（或节假日）相同时间刻度该路段的平均行程车速曲线图前20个工作日（或节假日）相同时间刻度该路段的平均行程车速曲线图过去4周相同工作日（或节假日）相同时间刻度该路段的平均行程车速曲线图统计某一日期范围内的24小时平均行程车速变化24小时平均行程车速曲线图（统计某一特定日期范围内，如某日，某周，某月内各10分钟时段的平均行程车速）统计周-天行程车速及拥堵时长变化周-天行程车速变化曲线图（比对各天的早、晚高峰平均车速，以及拥堵时长）统计月-周行程车速及拥堵时长变化月-周行程车速变化曲线图（比对各周的早、晚高峰平均车速，以及拥堵时长）统计年-月行程车速及拥堵时长变化年-月行程车速变化曲线图（比对各月的早、晚高峰平均车速，以及拥堵时长）4.实现方式对于实时行程车速展示：从统计路段行程时间计算模块得到各统计路段的实时行程车速，并进行展示。对于历史行程车速统计：从统计路段历史交通流数据表中得到给定日期范围内的各统计路段的行程车速，并进行统计。1.1.13路段异常拥堵检测1.功能描述本功能实现对路段（包括主干路路段和快速路路段）异常拥堵的检测。这里的路段是统计路段，由若干条连续的自然路段组成。2.输入条件无1.结果展示通过GIS地图展示当前所检测到的所有异常拥堵的统计路段。4.实现方式对每一统计路段设定该路段在以小时为区间的基准行程车速，并对工作日（周一至周五）、节假日（包括周六和周日）分别设定。基准行程车速为该统计路段在过去20个工作日（或节假日）相同小时区间内的平均行程车速。检测方法如下：第1步：若当前行程车速低于某一阈值（阈值1，主干路缺省为3公里/小时，快速路缺省为10公里/小时），则执行下一步。第2步：若当前行程车速与基准行程车速之比低于某一阈值（阈值2，缺省为0.5），则执行下一步。第3步：若满足上述2个条件的持续时间超过某一阈值（阈值3，缺省为10分钟），则认为该路段发生异常拥堵。1.1.14快速路行程车速、拥堵指数、拥堵里程比例1.功能描述本功能实现对快速路行程车速、拥堵指数及拥堵里程比例的统计。统计的内容包括：某一快速路的实时平均行程车速及拥堵里程比例统计某一快速路的某一日期范围内的24小时平均行程车速变化统计某一快速路的周-天行程车速及拥堵指数变化统计某一快速路的月-周行程车速及拥堵指数变化统计某一快速路的年-月行程车速及拥堵指数变化2.输入条件选择某一快速路选择某日、某周、或某月（统计某一快速路的某一日期范围内的24小时平均行程车速变化），周（统计周-天行程车速及拥堵指数变化），月份（统计月-周行程车速及拥堵指数变化），或年份（统计年-月行程车速及拥堵指数变化）。1.结果展示实时平均行程车速展示24小时实时平均行程车速曲线图（分10，30，60分钟刻度）过去4周相同工作日（或节假日）相同时间刻度该快速路的平均行程车速曲线图该快速路当前的拥堵里程比例统计某一日期范围内的24小时平均行程车速变化24小时平均行程车速曲线图（统计某一特定日期范围内，如某日，某周，某月内各10分钟时段的平均行程车速。可选择将多条快速路同时展示进行对比）统计周-天行程车速及拥堵指数变化周-天行程车速变化曲线图（比对各天的早、晚高峰平均车速，以及拥堵指数（时间范围为0600-2359），并展示该周平均拥堵指数）统计月-周行程车速及拥堵指数变化月-周行程车速变化曲线图（比对各周的早、晚高峰平均车速，以及拥堵指数（时间范围为0600-2359），并展示该月平均拥堵指数）统计年-月行程车速及拥堵指数变化年-月行程车速变化曲线图（比对各月的早、晚高峰平均车速，以及拥堵指数（时间范围为0600-2359），并展示该年平均拥堵指数）4.实现方式快速路的平均行程车速计算：快速路包含多条统计路段。快速路在某一时间范围内