一种基于物联网的城市智慧交通应急监测调控管理系统的制作方法

1.本发明涉及城市交通监测管理领域，涉及到一种基于物联网的城市智慧交通应急监测调控管理系统。


背景技术：

2.交通信号灯是整个城市道路畅通及行车安全的保障，尤其在一些交通易拥堵的大城市，交通信号灯工作的正常与否起着至关重要的作用。由于交通信号灯的供电来源互不相同，当城市中各条交通电力线路异常时，该条交通电力线路对应的交通信号灯就可能无法工作，这就会引起交通拥堵。因此，如何有效对城市交通电力线路进行应急调控管理就成为关键。
3.目前，现有的城市交通电力线路应急监测方式存在智能化与规范化程度不足的缺点，无法对故障电力线路的故障参数进行有效评估，从而使得城市交管部门不能第一时间获得线路故障信息，进而无法及时对城市故障电力线路进行应急调控管理，极大可能会造成城市交通拥堵或瘫痪的情况，进一步引起城市交通事故及暴力伤人事件，对人们的财产和生命造成极大损失。
4.现有的城市交通电力线路应急调控管理方式只能通过交管人员对城市故障电力线路对应交通道路进行应急调控管理，但现有方式无法多方面精准地分析故障电力线路的应急响应等级，从而无法对城市故障电力线路进行针对性的应急调控管理，进一步无法实现城市交通电力线路应急调控管理的针对性、智能性和时效性，进而影响城市交通电力线路应急调控管理信息化水平。


技术实现要素：

5.鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种基于物联网的城市智慧交通应急监测调控管理系统。
6.本发明提供一种基于物联网的城市智慧交通应急监测调控管理系统，包括：
7.故障子线路筛选模块：用于获取目标城市交通电力线路中各子线路的运行状态，筛选目标城市交通电力线路中各故障子线路；
8.线路故障参数获取模块：用于提取目标城市交通电力线路中各故障子线路的报修信息，获取各故障子线路对应的故障参数，其中故障参数包括故障发生时间、各故障点的故障类型和各故障点的故障位置；
9.预计故障维持时长分析模块：用于对各故障子线路对应的故障参数进行预处理，分析得到各故障子线路的预计故障维持时长；
10.交通信号灯用电量获取模块：用于提取各故障子线路内各交通信号灯的历史用电量，获取各故障子线路内各交通信号灯的单位时间用电量；
11.线路需求电量分析模块：用于监测各故障子线路内各交通信号灯对应蓄电池的留存电量，分析各故障子线路的需求电量；
12.交通道路车流量获取模块：用于提取各故障子线路对应交通道路的历史车流量，得到各故障子线路对应交通道路内各预设时间段的平均历史车流量；
13.交通道路车流量分析模块：用于根据各故障子线路对应的故障参数，分析各故障子线路对应交通道路在预计故障维持时间区间内的预估车流量；
14.应急响应指数分析模块：用于提取各故障子线路对应发电设备的单位时间发电量，分析各故障子线路的应急响应指数；
15.线路应急调控管理模块：用于将各故障子线路的应急响应指数与预设的应急响应指数阈值进行对比，根据对比结果进行对应的应急调控管理；
16.电力数据库：用于存储城市交通电力线路在各预设时间段内发生故障时对应的抢修时长影响因子、各预设故障类型对应的平均维修时长和城市交通电力线路在各设定故障位置发生故障时对应的抢修时长影响因子，并存储各预设天气类型的抢修时长影响因子和各预设时间段对应的应急响应权重系数。
17.本发明一优选实施例，所述故障子线路筛选模块对应的具体筛选方式为：
18.从目标城市交通电力线路管理平台中获取各子线路的运行状态，其中运行状态包括运行正常状态和运行故障状态，筛选统计目标城市交通电力线路中处于运行故障状态的各子线路，将其记为目标城市交通电力线路中各故障子线路，并将目标城市交通电力线路中各故障子线路按照预设顺序依次编号为1,2,...,i,...,n。
19.本发明一优选实施例，所述预计故障维持时长分析模块中对各故障子线路对应的故障参数进行预处理，具体包括：
20.提取电力数据库中存储的城市交通电力线路在各预设时间段内发生故障时对应的抢修时长影响因子，并提取各故障子线路的故障发生时间，得到各故障子线路的故障发生时间对应的抢修时长影响因子，将各故障子线路的故障发生时间对应的抢修时长影响因子标记为θi，i＝1,2,...,n，i表示为第i个故障子线路的编号；
21.提取电力数据库中存储的各预设故障类型对应的平均维修时长，并提取各故障子线路上各故障点的故障类型，筛选各故障子线路上各故障点对应的平均维修时长，对比得到各故障子线路对应最高的平均维修时长，记为各故障子线路对应的维修时长，将各故障子线路对应的维修时长标记为ti；
22.提取电力数据库中存储的城市交通电力线路在各设定故障位置发生故障时对应的抢修时长影响因子，并提取各故障子线路上各故障点的故障位置，得到各故障子线路上各故障点的故障位置对应的抢修时长影响因子，将各故障子线路上各故障点的故障位置对应的抢修时长影响因子标记为j＝1,2,...,m，j表示为第j个故障点。
23.本发明一优选实施例，所述预计故障维持时长分析模块中分析各故障子线路的预计故障维持时长，具体分析包括：
24.提取各故障子线路的故障发生时间，并从目标城市气象局获取各故障子线路在对应故障发生时间的天气类型，并提取电力数据库中存储的各预设天气类型的抢修时长影响因子，筛选各故障子线路对应当前天气类型的抢修时长影响因子，将各故障子线路对应当前天气类型的抢修时长影响因子标记为δi；
25.获取目标城市交通电力线路中各故障子线路的报修信息上报时间，将各故障子线路的报修信息上报时间标记为t
′i；
26.将各故障子线路的故障发生时间对应的抢修时长影响因子θi、各故障子线路对应的维修时长ti和各故障子线路上各故障点的故障位置对应的抢修时长影响因子代入预计故障维持时长分析公式中，得到各故障子线路的预计故障维持时长t
′i。
27.本发明一优选实施例，所述交通信号灯用电量获取模块中获取各故障子线路内各交通信号灯的单位时间用电量，具体包括：
28.从目标城市交通电力线路管理平台中提取各故障子线路内各交通信号灯的历史用电量，得到各故障子线路内各交通信号灯在预设历史周期内各工作日对应的历史用电量，并分析各故障子线路内各交通信号灯的单位时间用电量，将各故障子线路内各交通信号灯的单位时间用电量标记为其中r＝1,2,...,u，r表示为第r个交通信号灯的编号。
29.本发明一优选实施例，所述线路需求电量分析模块中分析各故障子线路的需求电量，具体分析方式为：
30.监测各故障子线路内各交通信号灯对应蓄电池的留存电量，将各故障子线路内各交通信号灯对应蓄电池的留存电量标记为
31.分析得到各故障子线路的需求电量qi，其中各故障子线路的需求电量分析公式为
32.本发明一优选实施例，所述交通道路车流量获取模块对应的详细获取步骤如下：
33.从目标城市交通电力线路管理平台中提取各故障子线路对应交通道路的历史车流量，得到各故障子线路对应交通道路在预设历史周期内各工作日中各预设时间段的历史车流量，并通过平均值计算公式分析得到各故障子线路对应交通道路内各预设时间段的平均历史车流量，将各故障子线路对应交通道路内各预设时间段的平均历史车流量标记为l
ibf
，f＝1,2,...,k，f表示为第f个预设时间段。
34.本发明一优选实施例，所述交通道路车流量分析模块中分析各故障子线路对应交通道路在预计故障维持时间区间内的预估车流量，具体分析包括；
35.提取各故障子线路对应的故障发生时间，并根据各故障子线路的预计故障维持时长，得到各故障子线路对应的预计故障维持时间区间，同时获取各故障子线路对应交通道路在预计故障维持时间区域内各预设时间段的平均历史车流量，并将各故障子线路对应交通道路在预计故障维持时间区间内各预设时间段的平均历史车流量进行累加，得到各故障子线路对应交通道路在预计故障维持时间区间内的预估车流量，将各故障子线路对应交通道路在预计故障维持时间区间内的预估车流量标记为l
′i。
36.本发明一优选实施例，所述应急响应指数分析模块中对应的具体分析方式为:
37.从目标城市交通电力线路管理平台中提取各故障子线路对应发电设备的单位时间发电量，将各故障子线路对应发电设备的单位时间发电量标记为
38.提取电力数据库中存储的各预设时间段对应的应急响应权重系数，筛选各故障子线路对应故障发生时间的应急响应权重系数，将各故障子线路对应故障发生时间的应急响应权重系数标记为θi；
39.分析各故障子线路的应急响应指数其中ξi表示为第i个故障子线路的应急响应指数，μ表示为预设的应急响应指数修正影响因子，γ1和γ2分别表示为预设的线路故障发生时间对应的影响因子和交通道路车流量对应的影响因子，l
安全
表示为预设的目标城市交通道路对应的标准安全车流量。
40.本发明一优选实施例，所述线路应急调控管理模块中对应的详细步骤包括：
41.将各故障子线路的应急响应指数与预设的应急响应指数阈值进行对比，若某故障子线路的应急响应指数小于或等于预设的应急响应指数阈值，表明该故障子线路的应急响应等级为一级应急响应；反之，表明该故障子线路的应急响应等级为二级应急响应，统计各故障子线路对应的应急响应等级，并根据各故障子线路对应的应急响应等级进行对应的应急调控管理。
42.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
43.本发明提供的一种基于物联网的城市智慧交通应急监测调控管理系统，通过获取目标城市交通电力线路中各故障子线路对应的故障参数，对目标城市交通电力线路中各故障子线路对应的故障参数进行预处理，分析目标城市交通电力线路中各故障子线路的预计故障维持时长，从而能够提升城市交通电力线路应急监测的智能化与规范化程度，进一步实现对城市故障电力线路的故障参数进行有效评估，使得城市交管部门能够第一时间获得线路故障信息，确保后期能够及时对城市故障电力线路进行应急调控管理，进而避免城市交通拥堵或瘫痪的情况，进一步降低城市交通事故及暴力伤人事件的发生率，保障人们的财产和生命安全。
44.本发明通过获取目标城市交通电力线路中各故障子线路内各交通信号灯的单位时间用电量，分析目标城市交通电力线路中各故障子线路的需求电量，同时获取目标城市交通电力线路中各故障子线路对应交通道路在预计故障维持时间区间内的预估车流量，分析目标城市交通电力线路中各故障子线路的应急响应指数，并根据对比结果进行对应的应急调控管理，从而能够多方面精准地分析故障电力线路的应急响应等级，进而实现对城市故障电力线路进行针对性的应急调控管理，进一步实现城市交通电力线路应急调控管理的针对性、智能性和时效性，在极大程度上提高城市交通电力线路应急调控管理信息化水平。
附图说明
45.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，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。
46.图1为本发明的系统模块连接示意图。
具体实施方式
47.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
48.请参阅图1所示，本发明提供一种基于物联网的城市智慧交通应急监测调控管理系统，该系统包括故障子线路筛选模块、线路故障参数获取模块、预计故障维持时长分析模块、交通信号灯用电量获取模块、线路需求电量分析模块、交通道路车流量获取模块、交通道路车流量分析模块、应急响应指数分析模块、线路应急调控管理模块和电力数据库。
49.所述故障子线路筛选模块分别与线路故障参数获取模块、交通信号灯用电量获取模块和交通道路车流量获取模块连接，所述预计故障维持时长分析模块分别与线路故障参数获取模块、应急响应指数分析模块和电力数据库连接，所述线路需求电量分析模块分别与交通信号灯用电量获取模块和应急响应指数分析模块连接，所述交通道路车流量分析模块分别与交通道路车流量获取模块和应急响应指数分析模块连接，所述应急响应指数分析模块分别与电力数据库和线路应急调控管理模块连接。
50.所述故障子线路筛选模块用于获取目标城市交通电力线路中各子线路的运行状态，筛选目标城市交通电力线路中各故障子线路。
51.作为一种优选方案，所述故障子线路筛选模块对应的具体筛选方式为：
52.从目标城市交通电力线路管理平台中获取各子线路的运行状态，其中运行状态包括运行正常状态和运行故障状态，筛选统计目标城市交通电力线路中处于运行故障状态的各子线路，将其记为目标城市交通电力线路中各故障子线路，并将目标城市交通电力线路中各故障子线路按照预设顺序依次编号为1,2,...,i,...,n。
53.在上述实施例的基础上，所述各故障点的故障类型包括但不限于：断路故障类型、短路故障类型、接地故障类型、接触不良故障类型和线路损坏故障类型；所述各故障点的故障位置包括但不限于：地理线路位置、裸露线路位置和交通信号灯线路位置。
54.所述线路故障参数获取模块用于提取目标城市交通电力线路中各故障子线路的报修信息，获取各故障子线路对应的故障参数，其中故障参数包括故障发生时间、各故障点的故障类型和各故障点的故障位置。
55.作为一种优选方案，所述预计故障维持时长分析模块中对各故障子线路对应的故障参数进行预处理，具体包括：
56.提取电力数据库中存储的城市交通电力线路在各预设时间段内发生故障时对应的抢修时长影响因子，并提取各故障子线路的故障发生时间，得到各故障子线路的故障发生时间对应的抢修时长影响因子，将各故障子线路的故障发生时间对应的抢修时长影响因子标记为θi，i＝1,2,...,n，i表示为第i个故障子线路的编号；
57.提取电力数据库中存储的各预设故障类型对应的平均维修时长，并提取各故障子线路上各故障点的故障类型，筛选各故障子线路上各故障点对应的平均维修时长，对比得到各故障子线路对应最高的平均维修时长，记为各故障子线路对应的维修时长，将各故障子线路对应的维修时长标记为ti；
58.提取电力数据库中存储的城市交通电力线路在各设定故障位置发生故障时对应的抢修时长影响因子，并提取各故障子线路上各故障点的故障位置，得到各故障子线路上各故障点的故障位置对应的抢修时长影响因子，将各故障子线路上各故障点的故障位置对应的抢修时长影响因子标记为j＝1,2,...,m，j表示为第j个故障点。
59.所述预计故障维持时长分析模块用于对各故障子线路对应的故障参数进行预处理，分析得到各故障子线路的预计故障维持时长。
60.作为一种优选方案，所述预计故障维持时长分析模块中分析各故障子线路的预计故障维持时长，具体分析包括：
61.提取各故障子线路的故障发生时间，并从目标城市气象局获取各故障子线路在对应故障发生时间的天气类型，并提取电力数据库中存储的各预设天气类型的抢修时长影响因子，筛选各故障子线路对应当前天气类型的抢修时长影响因子，将各故障子线路对应当前天气类型的抢修时长影响因子标记为δi；
62.获取目标城市交通电力线路中各故障子线路的报修信息上报时间，将各故障子线路的报修信息上报时间标记为t
′i；
63.将各故障子线路的故障发生时间对应的抢修时长影响因子θi、各故障子线路对应的维修时长ti和各故障子线路上各故障点的故障位置对应的抢修时长影响因子代入预计故障维持时长分析公式中，得到各故障子线路的预计故障维持时长t
′i。
64.在上述实施例的基础上，上述中预计故障维修时长分析公式为其中t
′i表示为第i个故障子线路的预计故障维持时长，ti表示为第i个故障子线路的故障发生时间，λ1、λ2、λ3分别表示为预设的电力线路故障发生时间、电力线路故障位置和天气类型对维修时长的影响权重指数，m表示为故障点数量。
65.需要说明的是，本发明通过获取目标城市交通电力线路中各故障子线路对应的故障参数，对目标城市交通电力线路中各故障子线路对应的故障参数进行预处理，分析目标城市交通电力线路中各故障子线路的预计故障维持时长，从而能够提升城市交通电力线路应急监测的智能化与规范化程度，进一步实现对城市故障电力线路的故障参数进行有效评估，使得城市交管部门能够第一时间获得线路故障信息，确保后期能够及时对城市故障电力线路进行应急调控管理，进而避免城市交通拥堵或瘫痪的情况，进一步降低城市交通事故及暴力伤人事件的发生率，保障人们的财产和生命安全。
66.所述交通信号灯用电量获取模块用于提取各故障子线路内各交通信号灯的历史用电量，获取各故障子线路内各交通信号灯的单位时间用电量。
67.作为一种优选方案，所述交通信号灯用电量获取模块中获取各故障子线路内各交通信号灯的单位时间用电量，具体包括：
68.从目标城市交通电力线路管理平台中提取各故障子线路内各交通信号灯的历史用电量，得到各故障子线路内各交通信号灯在预设历史周期内各工作日对应的历史用电量，并分析各故障子线路内各交通信号灯的单位时间用电量，将各故障子线路内各交通信号灯的单位时间用电量标记为其中r＝1,2,...,u，r表示为第r个交通信号灯的编号。
69.在上述实施例的基础上，所述各故障子线路内各交通信号灯的单位时间用电量分析公式为其中表示为第i个故障子线路内第r个交通信号灯的单位
时间用电量，y表示为预设历史周期对应的工作天数，表示为第i个故障子线路内第r个交通信号灯在预设历史周期内第x个工作日对应的历史用电量。
70.所述线路需求电量分析模块用于监测各故障子线路内各交通信号灯对应蓄电池的留存电量，分析各故障子线路的需求电量。
71.作为一种优选方案，所述线路需求电量分析模块中分析各故障子线路的需求电量，具体分析方式为：
72.通过数字万用表监测各故障子线路内各交通信号灯对应蓄电池的留存电量，将各故障子线路内各交通信号灯对应蓄电池的留存电量标记为
73.分析得到各故障子线路的需求电量qi，其中各故障子线路的需求电量分析公式为
74.所述交通道路车流量获取模块用于提取各故障子线路对应交通道路的历史车流量，得到各故障子线路对应交通道路内各预设时间段的平均历史车流量。
75.作为一种优选方案，所述交通道路车流量获取模块对应的详细获取步骤如下：
76.从目标城市交通电力线路管理平台中提取各故障子线路对应交通道路的历史车流量，得到各故障子线路对应交通道路在预设历史周期内各工作日中各预设时间段的历史车流量，并通过平均值计算公式分析得到各故障子线路对应交通道路内各预设时间段的平均历史车流量，将各故障子线路对应交通道路内各预设时间段的平均历史车流量标记为l
ibf
，f＝1,2,...,k，f表示为第f个预设时间段。
77.所述交通道路车流量分析模块用于根据各故障子线路对应的故障参数，分析各故障子线路对应交通道路在预计故障维持时间区间内的预估车流量。
78.作为一种优选方案，所述交通道路车流量分析模块中分析各故障子线路对应交通道路在预计故障维持时间区间内的预估车流量，具体分析包括；
79.提取各故障子线路对应的故障发生时间，并根据各故障子线路的预计故障维持时长，得到各故障子线路对应的预计故障维持时间区间，同时获取各故障子线路对应交通道路在预计故障维持时间区域内各预设时间段的平均历史车流量，并将各故障子线路对应交通道路在预计故障维持时间区间内各预设时间段的平均历史车流量进行累加，得到各故障子线路对应交通道路在预计故障维持时间区间内的预估车流量，将各故障子线路对应交通道路在预计故障维持时间区间内的预估车流量标记为l
′i。
80.所述应急响应指数分析模块用于提取各故障子线路对应发电设备的单位时间发电量，分析各故障子线路的应急响应指数。
81.作为一种优选方案，所述应急响应指数分析模块中对应的具体分析方式为:
82.从目标城市交通电力线路管理平台中提取各故障子线路对应发电设备的单位时间发电量，将各故障子线路对应发电设备的单位时间发电量标记为
83.提取电力数据库中存储的各预设时间段对应的应急响应权重系数，筛选各故障子线路对应故障发生时间的应急响应权重系数，将各故障子线路对应故障发生时间的应急响应权重系数标记为θi；
84.分析各故障子线路的应急响应指数其中ξi表示为第i个故障子线路的应急响应指数，μ表示为预设的应急响应指数修正影响因子，γ1和γ2分别表示为预设的线路故障发生时间对应的影响因子和交通道路车流量对应的影响因子，l
安全
表示为预设的目标城市交通道路对应的标准安全车流量。
85.所述线路应急调控管理模块用于将各故障子线路的应急响应指数与预设的应急响应指数阈值进行对比，根据对比结果进行对应的应急调控管理。
86.作为一种优选方案，所述线路应急调控管理模块中对应的详细步骤包括：
87.将各故障子线路的应急响应指数与预设的应急响应指数阈值进行对比，若某故障子线路的应急响应指数小于或等于预设的应急响应指数阈值，表明该故障子线路的应急响应等级为一级应急响应；反之，表明该故障子线路的应急响应等级为二级应急响应，统计各故障子线路对应的应急响应等级，并根据各故障子线路对应的应急响应等级进行对应的应急调控管理。
88.在上述实施例的基础上，上述中根据各故障子线路对应的应急响应等级进行对应的应急调控管理，具体包括：
89.当某故障子线路对应的应急响应等级为一级应急响应时，则启用目标城市交通电力线路中该故障子线路的发电设备；当某故障子线路对应的应急响应等级为二级应急响应时，则通知城市交管部门的工作人员对该故障子线路进行应急调控管理。
90.所述电力数据库用于存储城市交通电力线路在各预设时间段内发生故障时对应的抢修时长影响因子、各预设故障类型对应的平均维修时长和城市交通电力线路在各设定故障位置发生故障时对应的抢修时长影响因子，并存储各预设天气类型的抢修时长影响因子和各预设时间段对应的应急响应权重系数。
91.需要说明的是，本发明通过获取目标城市交通电力线路中各故障子线路内各交通信号灯的单位时间用电量，分析目标城市交通电力线路中各故障子线路的需求电量，同时获取目标城市交通电力线路中各故障子线路对应交通道路在预计故障维持时间区间内的预估车流量，分析目标城市交通电力线路中各故障子线路的应急响应指数，并根据对比结果进行对应的应急调控管理，从而能够多方面精准地分析故障电力线路的应急响应等级，进而实现对城市故障电力线路进行针对性的应急调控管理，进一步实现城市交通电力线路应急调控管理的针对性、智能性和时效性，在极大程度上提高城市交通电力线路应急调控管理信息化水平。
92.以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。