本发明涉及交通管理技术领域，具体涉及具备车辆诱导功能的智能交通运维方法及系统。
背景技术：
随着电子设备、通信技术和新一代互联网等技术的不断发展，智能交通，特别是车路协同系统得到大力推广和广泛应用。车路协同系统可以实现车车、车路动态实时信息交互，并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理，对实现人车路的有效协同，保证交通安全，提高通行效率有着重要意义。公路的交叉路口是一个极易发生交通拥堵的区域，经常成为道路交通的瓶颈，对于交通流变化较大的城市交通路口，经常会遇到绿灯信号的车道无车通过，而另一方向的车辆在排队等待的情况，车辆等待通行的时间过长，严重影响城市的交通运行效率，而目前的道路交通信号机大多不具备动态诱导功能。
技术实现要素：
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种具备车辆诱导功能的智能交通运维方法及系统，有效提高交通路口车辆诱导效率。该技术方案如下：
本发明实施例一方面提供了具备车辆诱导功能的智能交通运维方法，包括：
接收来自各个监控点的监控视频图像，分析交通运行状态和交通设备运行状态，根据状态分析结果生成运维指令；
基于运维指令种类，执行运维任务，若运维指令为设备故障维修，则生成设备故障维修任务，若所述运维指令为车辆诱导，则生成诱导策略；
所述诱导策略至少向两种通行方向的车流提供通行策略，包括：
监测各个车道的车流队列情况，当监测到所述车流队列情况出现变化时，根据变化后的各个车道的车流队列情况，确定各个车道对应的通行优先级；
根据确定出的各个车道对应的通行优先级，对各个车道通行方向的红绿灯信号调控。
本发明实施例一方面提供了具备车辆诱导功能的智能交通运维系统，包括：
运维分析模块，用于接收来自各个监控点的监控视频图像，分析交通运行状态和交通设备运行状态，根据状态分析结果生成运维指令；
车辆诱导模块，用于基于运维指令种类，执行运维任务，若运维指令为设备故障维修，则生成设备故障维修任务，若所述运维指令为车辆诱导，则生成诱导策略；
所述诱导策略至少向两种通行方向的车流提供通行策略，包括：
车道优先级确定单元，用于监测各个车道的车流队列情况，当监测到所述车流队列情况出现变化时，根据变化后的各个车道的车流队列情况，确定各个车道对应的通行优先级；
红绿灯信号控制单元，用于根据确定出的各个车道对应的通行优先级，对各个车道通行方向的红绿灯信号调控。
本发明实施例一方面提供了一种计算机设备，包括：处理器、存储器以及网络接口；
所述处理器与所述存储器、所述网络接口相连，其中，所述网络接口用于提供数据通信功能，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用所述计算机程序，以使得所述计算机设备执行本发明实施例中所述的智能交通运维方法。
本发明实施例一方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序适于由处理器加载并执行，以使得具有所述处理器的计算机设备执行本发明实施例中所述的智能交通运维方法。
本发明的具备车辆诱导功能的智能交通运维方法及系统，具备如下有益效果：
1、通过监测各个车道的车流队列情况，当监测到所述车流队列情况出现变化时，根据变化后的各个车道的车流队列情况，确定各个车道对应的通行优先级，实现基于各个车道动态变化的车流队列，产生动态变化的优先级，决定各个车道放行的优先级。继而根据动态变化的优先级，有效的平衡各车道的放行顺序以及放行时间，实现了对各个车道车流的高效诱导，进而改善交通状况。
2、对通行优先级为第一优先级的车道与当前处于通行状态的车道一致时，通过限制当前通行车道的连续通行时间，避免了避免了各个车道上车辆分布不均衡时，造成诱导方案中对第一优先级车道的通行时间过长，影响其它车道车辆的通行。
附图说明
图1是本发明实施例具备车辆诱导功能的智能交通运维方法的流程图；
图2是本发明实施例具备车辆诱导功能的智能交通运维系统的结构图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
本发明实施例提供了一种具备车辆诱导功能的智能交通运维方法，包括：
接收来自各个监控点的监控视频图像，分析交通运行状态和交通设备运行状态，根据状态分析结果生成运维指令；
基于运维指令种类，执行运维任务，若运维指令为设备故障维修，则生成设备故障维修任务，若所述运维指令为车辆诱导，则生成诱导策略；
所述诱导策略至少向两种通行方向的车流提供通行策略，包括：
监测各个车道的车流队列情况，当监测到所述车流队列情况出现变化时，根据变化后的各个车道的车流队列情况，确定各个车道对应的通行优先级；
根据确定出的各个车道对应的通行优先级，对各个车道通行方向的红绿灯信号调控。
本发明实施例中，可以基于各个车道动态变化的车流队列，产生动态变化的优先级，决定各个车道放行的优先级。这样可以根据动态变化的优先级，有效的平衡各车道的放行顺序以及放行时间，实现了对各个车道车流的高效诱导，进而改善交通状况。
本发明实施例中的诱导策略可以向多种不同通行方向上的车流提供通行策略，比如说两种通行方向时，可以是对交叉路口呈十字交叉的两个通行方向。
上述当监测到所述车流队列情况出现变化时，根据变化后的各个车道的车流队列情况，确定各个车道对应的通行优先级，包括：
根据变化后的各个车道的车辆在不同位置的分布以及不同位置车辆的速度预测车道待驶出车辆的车辆分布参数；
根据车道待驶出车辆的车辆分布参数，确定车道的通行优先级，其中车辆分布参数越大，该车道的通行优先级越大。
本发明实施例中，各个车道的车辆在不同位置的分布，可以是在以交叉路口为中心的，各个车道上的车辆与该交叉路口的距离，进一步的，为了便于描述该位置分布，可以以交叉路口为中心建立坐标系，并获取各个车辆的位置坐标，对于车道待驶出车辆的车辆分布参数，是指该以交叉路口为中心的一个区域范围内各个车辆的位置和速度，本发明实施例中，每次生成的诱导策略是针对该区域范围内各个车道的各个车辆的诱导方案。通过设置对以交叉路口为中心的一个区域范围内各个车辆进行诱导，提高了车辆诱导的速度以及车辆诱导方案的实时适应性。
上述根据变化后的各个车道的车辆在不同位置的分布以及不同位置车辆的速度预测车道待驶出车辆的车辆分布参数，包括：
基于上一车辆诱导方案，获取当前通行车道的通行截止时间；
对于当前通行车道，基于车道的车辆在不同位置的分布和不同位置车辆的速度预测在所述通行截止时间时，距离交叉路口预设距离范围内待驶出车辆的车辆分布参数，所述预设距离范围内待驶出车辆包括当前时刻的部分待驶出车辆和当前时刻和所述通行截止时间之间新增的到达所述预设距离范围内的车辆；
对于当前非通行车道，基于车道的车辆在不同位置的分布和不同位置车辆的速度预测在所述通行截止时间时，距离交叉路口预设距离范围内待驶出车辆的车辆分布参数，所述预设距离范围内待驶出车辆包括当前时刻的全部待驶出车辆和当前时刻和所述通行截止时间之间新增的到达所述预设距离范围内的车辆。
本发明实施例中，对于当前通行车道，根据当前时刻距离交叉路口预设距离范围内的车辆的位置分布、交叉路口的预设通行速度、待进入该预设距离范围内的车辆的位置和速度，对距离交叉路口预设距离范围内的车辆的驶出量以及新增进入该预设距离范围内的车辆进行预测，进而预测在当前通行车道按照上一车辆诱导方案的通行截止时间时，各个车道的车辆分布参数；
对于当前非通行车道，根据当前时刻距离交叉路口预设距离范围内的车辆的位置分布和车速，依据预设车间距离，预测截止所述当前通行车道按照上一车辆诱导方案的通行截止时间时，当前时刻在所述预设距离范围内的车辆的位置和速度变化，以及在距离交叉路口预设距离范围内新增的车辆以及新增车辆的位置、速度。具体的，比如对于当前时刻在所述预设距离范围内的车辆的位置和速度变化，对于在当前时刻速度为0的等待红绿灯的车辆在当前时刻和所述通行截止时间的位置和速度不变化，对于当前时刻速度不为0的车辆在当前时刻和所述通行截止时间内，根据其当前速度，可以预测在预设距离范围内的位置和速度变化。
上述根据车道待驶出车辆的车辆分布参数，确定车道的通行优先级，包括：
以各个车道的通行优先级以及各个车道的通行时间为粒子，通过粒子群搜索算法搜索到满足各个车道待驶出车辆全部通过交叉路口的时间最短以及各个车道车辆等待时间最短的粒子。
本发明实施例中，该粒子群算法步骤包括：
初始化每个粒子的位置和速度；
基于各个车道待驶出车辆全部通过交叉路口的时间以及各个车道车辆等待时间构造适应度函数f(m)；
计算当前迭次数中每个粒子的适应度，并获得每个粒子的历史最优值pbestis和全局粒子的最优值gbestgs；
根据公式对每次迭代过程的权重更新：
根据速度和位移更新公式对粒子进行更新：
vis 1＝wvis c1r1(pbestis-xis) c2r2(gbestgs-xis)，
xis 1＝xis vis 1
其中，vis为粒子当前速度，xis为粒子当前位置，pbestis为粒子当前迭代历史最优值，gbestgs为全局粒子当前迭代历史最优值，c1、c2为非负常数，r1、r2为0到1之间的随机数；
计算当前迭次数中每个粒子的适应度，并获得每个粒子的历史最优值pbestis和全局粒子的最优值gbestgs；
重复上述过程直至到达粒子群算法的适应度函数小于预设值或者达到最大迭代次数smax；
基于粒子群算法结束时的全局粒子最优值，获得各个车道的通行优先级以及各个车道的通行时间最优解。
上述粒子群算法过程中，每次迭代过程的速度更新公式中的权重参数w根据迭代次数变化动态更新，在迭代刚开始时，迭代次数较小，w较大，此时全局搜索能力较强，在迭代次数逐渐增大时，w逐渐变小，此时局部搜索能力较好，通过对w的动态更新设置，提高了粒子群算法的最优值搜索速度，加快粒子群收敛同时避免陷入局部最优值。
上述根据车道待驶出车辆的车辆分布参数，确定车道的通行优先级之后，还包括：
若通行优先级为第一优先级的车道，与当前处于通行状态的车道一致，则获取当前处于通行状态的车道按照下一车辆诱导方案的通行截止时间时的连续通行时间最大值，若所述连续通行时间最大值小于第一预设阈值，则按照下一车辆诱导方案将当前通行车道作为第一优先级；
若根据车辆分布参数确定的通行优先级最大的车道，与当前处于通行状态的车道不一致，则在当前处于通行状态的车道按照上一车辆诱导方案的通行截止时间时结束通行时间，并通过调节红绿灯放行通行优先级最大的车道。
本发明实施例中，对于通行优先级为第一优先级的车道，与当前处于通行状态的车道一致时，通过限制当前通行车道的连续通行时间，避免了避免了各个车道上车辆分布不均衡时，比如单个车道上车辆队列过多，造成诱导方案中对该车道通行时间过长，影响其它车道车辆的通行。其中，若连续通行时间最大值大于第一预设阈值，则将下一车辆诱导方案中的第二优先级的车道作为第一优先级。
上述述监测各个车道的车流队列情况，判定所述车流队列情况出现变化的方法包括：
获取当前时刻各个车道上处于停止等待状态的车辆位置分布状态；
基于预设坐标系，获取所述处于停止等待状态的车辆位置坐标集；
基于当前时刻与上一时刻的所述车辆位置坐标集的相似性获取车流队列变化数据；
当所述车辆位置坐标集的相似性大于第三预设阈值时，判定车流队列情况出现变化。
本发明实施例中，对于交通路口车流量的动态变化，包括各个车道上的车辆驶入驶出后动态变化的各个车道的车辆数量变化和车辆位置变化，对于该交通路口各个车道的车辆队列变化，通过坐标集合相似性计算，实现对各个车道的车辆数量变化和车辆位置变化的综合衡量，同时，基于第三预设阈值的设置，避免了当车流队列变化较小时，对各个车道对应的通行优先级产生影响，即避免了小幅度车流队列变化对车道通行优先级的频繁变更。
本发明实施例的具备车辆诱导功能的智能交通运维方法，还包括：基于预测出的车道待驶出车辆的车辆分布参数，若车辆分布参数值超过第二预设阈值，则对于用户的出行路径规划请求中的当前途径点进行替换。即当某一车道的车辆分布参数太大时，引导车辆用户避免该车道，对用户生成换道诱导方案，具体的该换道诱导方案，可以基于多个可选换道方案，根据预测的车道车流量计算用户车辆通行时间，选择通行时间最短的换道方案对用户车辆进行诱导。
进一步的，本发明实施例提供了一种具备车辆诱导功能的智能交通运维系统，该智能交通运维系统可以是运行于计算机设备中的一个计算机程序(包括程序代码)，例如该智能交通运维系统为一个应用软件；该智能交通运维系统可以用于执行本发明实施例提供的智能交通运维方法中的相应步骤。该数据处理装置可以包括：
运维分析模块，用于接收来自各个监控点的监控视频图像，分析交通运行状态和交通设备运行状态，根据状态分析结果生成运维指令；
车辆诱导模块，用于基于运维指令种类，执行运维任务，若运维指令为设备故障维修，则生成设备故障维修任务，若所述运维指令为车辆诱导，则生成诱导策略；
所述诱导策略至少向两种通行方向的车流提供通行策略，包括：
车道优先级确定单元，用于监测各个车道的车流队列情况，当监测到所述车流队列情况出现变化时，根据变化后的各个车道的车流队列情况，确定各个车道对应的通行优先级；
红绿灯信号控制单元，用于根据确定出的各个车道对应的通行优先级，对各个车道通行方向的红绿灯信号调控。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括：处理器、存储器以及网络接口；
所述处理器与所述存储器、所述网络接口相连，其中，所述网络接口用于提供数据通信功能，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用所述计算机程序，以使得所述计算机设备执行上述的智能交通运维方法。
应当理解，本申请实施例中所描述的计算机设备可执行前文实施例中对具备车辆诱导功能的智能交通运维方法的描述，也可执行前文实施例中对具备车辆诱导功能的智能交通运维系统的描述，在此不再赘述。另外，对采用相同方法的有益效果描述，也不再进行赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序适于由处理器加载并执行，以使得具有所述处理器的计算机设备执行上述的智能交通运维方法。
上述计算机可读存储介质可以是前述实施例提供的具备车辆诱导功能的智能交通运维系统或者上述计算机设备的内部存储单元，例如计算机设备的硬盘或内存。该计算机可读存储介质也可以是该计算机设备的外部存储设备，例如该计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard，smc)，安全数字(securedigital，sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，该计算机可读存储介质还可以既包括该计算机设备的内部存储单元也包括外部存储设备。该计算机可读存储介质用于存储该计算机程序以及该计算机设备所需的其他程序和数据。该计算机可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
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