本發(fā)明涉及緊急資源調(diào)度管理，尤其涉及一種基于多維地圖的全域管控和即時指揮方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代城市的交通管理中，交通擁堵是一個普遍存在且日益嚴(yán)重的問題，尤其在高峰時段和突發(fā)事故發(fā)生時，交通流量急劇增加從而造成道路嚴(yán)重?fù)矶隆２糠纸煌ü芾矸椒ㄍǔＲ蕾囉诼访嫜策墶⒔煌ㄐ盘柨刂埔约叭斯ふ{(diào)度來緩解擁堵。

2、當(dāng)交通事故或擁堵事件發(fā)生時，交通指揮中心根據(jù)實時監(jiān)控數(shù)據(jù)調(diào)度離事發(fā)地最近的巡邏車輛前往現(xiàn)場執(zhí)行疏通任務(wù)。然而，由于城市交通路網(wǎng)復(fù)雜，尤其是高峰時段，某些路段經(jīng)常發(fā)生擁堵，而事故發(fā)生后單純依賴就近派遣巡邏車輛，如果未實時了解整個區(qū)域的擁堵趨勢及變化，可能因為路線選擇不當(dāng)導(dǎo)致巡邏車輛在途中遇到額外的擁堵，無法及時到達(dá)事故現(xiàn)場，從而延誤疏通工作的實施。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種基于多維地圖的全域管控和即時指揮方法及系統(tǒng)，通過動態(tài)優(yōu)化巡邏車輛的調(diào)度以提升道路疏通的效率和準(zhǔn)確性。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明第一方面提供一種基于多維地圖的全域管控和即時指揮方法，包括：

4、獲取目標(biāo)區(qū)域的歷史交通監(jiān)控數(shù)據(jù)，基于歷史交通監(jiān)控數(shù)據(jù)提取出目標(biāo)區(qū)域中每個交通路段的歷史擁堵特征，根據(jù)歷史擁堵特征對多個交通路段進(jìn)行擁堵模式聚類以生成多個擁堵模式集合；

5、提取出每個擁堵模式集合的擁堵模式特征，確定每個交通路段所屬的擁堵模式集合，根據(jù)擁堵模式集合的擁堵模式特征對每個交通路段的歷史擁堵特征進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建得到目標(biāo)區(qū)域的擁堵特征地圖，其中，擁堵特征地圖包含每個交通路段的擁堵時段數(shù)據(jù)；

6、在接收到擁堵疏通指令后，獲取多個巡邏車輛的位置數(shù)據(jù)，根據(jù)每個巡邏車輛的位置數(shù)據(jù)確定用于執(zhí)行擁堵疏通指令的第一車輛候選列表，確定第一車輛候選列表中每個巡邏車輛的多個候選執(zhí)行路徑；

7、根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的擁堵特征地圖分析每個候選執(zhí)行路徑的預(yù)估抵達(dá)時間，根據(jù)預(yù)估抵達(dá)時間確定每個巡邏車輛的目標(biāo)執(zhí)行路徑，根據(jù)巡邏車輛的目標(biāo)執(zhí)行路徑對應(yīng)的預(yù)估抵達(dá)時間確定目標(biāo)車輛，指揮目標(biāo)車輛執(zhí)行擁堵疏通指令。

8、優(yōu)選地，根據(jù)擁堵模式集合的擁堵模式特征對每個交通路段的歷史擁堵特征進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建得到目標(biāo)區(qū)域的擁堵特征地圖，包括：

9、對于擁堵模式集合的擁堵模式特征，計算擁堵模式集合中多個交通路段在多個單位時段下分別對應(yīng)的平均擁堵參數(shù)，生成擁堵模式集合的全局擁堵時間序列作為擁堵模式集合的擁堵模式特征；

10、根據(jù)交通路段的歷史擁堵特征提取出多個單位時段下的局部擁堵參數(shù)，以構(gòu)建得到每個交通路段的局部擁堵時間序列，根據(jù)全局擁堵時間序列和局部擁堵時間序列構(gòu)建每個交通路段的遞歸擁堵距離矩陣，其中，對于遞歸擁堵距離矩陣：

11、dij＝d(i,j)+min(d(i-1,j),d(i,j-1),d(i-1,j-1))

12、式中，dij表示遞歸擁堵距離矩陣中坐標(biāo)為(i,j)的點對應(yīng)的遞歸擁堵距離，d(i,j)、d(i-1,j)、d(i,j-1)、d(i-1,j-1)分別表示全局擁堵時間序列和局部擁堵時間序列中對應(yīng)元素點之間的距離；

13、根據(jù)遞歸擁堵距離矩陣確定最小遞歸擁堵距離所對應(yīng)的最優(yōu)對齊路徑，根據(jù)局部擁堵時間序列確定交通路段中的多個局部擁堵時段，根據(jù)全局擁堵時間序列確定擁堵模式集合的多個全局擁堵時段，根據(jù)最優(yōu)對齊路徑和多個全局擁堵時段對交通路段中的多個局部擁堵時段進(jìn)行優(yōu)化，得到交通路段的每個局部擁堵時段對應(yīng)的修正擁堵時段，根據(jù)每個交通路段的多個修正擁堵時段構(gòu)建得到目標(biāo)區(qū)域的擁堵特征地圖。

14、優(yōu)選地，根據(jù)最優(yōu)對齊路徑和多個全局擁堵時段對交通路段中的多個局部擁堵時段進(jìn)行優(yōu)化，得到交通路段的每個局部擁堵時段對應(yīng)的修正擁堵時段，包括：

15、根據(jù)最優(yōu)對齊路徑將多個局部擁堵時段映射到全局擁堵時間序列中，確定每個局部擁堵時段的目標(biāo)映射時段，以及每個目標(biāo)映射時段的時間偏離參數(shù)和擁堵強度偏離參數(shù)，根據(jù)時間偏離參數(shù)和擁堵強度偏離參數(shù)對交通路段的多個局部擁堵時段進(jìn)行優(yōu)化，得到交通路段的每個局部擁堵時段對應(yīng)的修正擁堵時段；

16、其中，對于時間偏離參數(shù)和擁堵強度偏離參數(shù)，計算局部擁堵時段和目標(biāo)映射時段之間的時段差異時長的絕對值以得到時間偏離參數(shù)，計算局部擁堵時段中多個單位時段下的局部擁堵參數(shù)的均值得到第一擁堵參數(shù)，計算全局擁堵時段中多個交通路段在多個單位時段下的平均擁堵參數(shù)的均值得到第二擁堵參數(shù)，以第一擁堵參數(shù)與第二擁堵參數(shù)之間差值的絕對值作為擁堵強度偏離參數(shù)；

17、根據(jù)擁堵強度偏離參數(shù)對時間偏離參數(shù)進(jìn)行修正生成目標(biāo)時間參數(shù)，若目標(biāo)時間參數(shù)小于預(yù)設(shè)時間偏離閾值，基于目標(biāo)映射時段對局部擁堵時段進(jìn)行均勻擴(kuò)散得到修正擁堵時段，否則基于目標(biāo)映射時段對局部擁堵時段進(jìn)行偏移處理得到修正擁堵時段。

18、優(yōu)選地，在指揮目標(biāo)車輛執(zhí)行擁堵疏通指令的過程中，還包括：

19、實時獲取目標(biāo)車輛在通過目標(biāo)執(zhí)行路徑前往執(zhí)行擁堵疏通指令的目的地途中，關(guān)于目標(biāo)執(zhí)行路徑的多個衍生參考路徑，將每個衍生參考路徑關(guān)聯(lián)的局部擁堵時間序列添加到擁堵特征地圖中；

20、實時計算每個衍生參考路徑當(dāng)前的擁堵參數(shù)，根據(jù)擁堵特征地圖中衍生參考路徑關(guān)聯(lián)的局部擁堵時間序列選擇目標(biāo)衍生路徑，包括在檢測到至少一個衍生參考路徑當(dāng)前的擁堵參數(shù)小于局部擁堵時間序列中當(dāng)前時刻下的擁堵參數(shù)后，選擇與前往執(zhí)行擁堵疏通指令的目的地之間的行駛距離最短的衍生參考路徑作為目標(biāo)衍生路徑，根據(jù)目標(biāo)衍生路徑對目標(biāo)車輛進(jìn)行路徑變更即時指揮。

21、優(yōu)選地，根據(jù)最優(yōu)對齊路徑將多個局部擁堵時段映射到全局擁堵時間序列中，確定每個局部擁堵時段的目標(biāo)映射時段，包括：

22、根據(jù)最優(yōu)對齊路徑確定局部擁堵時間序列與全局擁堵時間序列中多個單位時段之間的對應(yīng)關(guān)系，對于任意一個局部擁堵時段，根據(jù)局部擁堵時段所涉及的多個單位時段，確定每個單位時段映射在全局擁堵時間序列中后對應(yīng)的單位時段，得到個局部擁堵時段映射到全局擁堵時間序列后的映射參考時段，將全局擁堵時間序列中與映射參考時段相距最近的全局擁堵時段記為局部擁堵時段的目標(biāo)映射時段。

23、優(yōu)選地，將全局擁堵時間序列中平均擁堵參數(shù)大于預(yù)設(shè)擁堵參數(shù)閾值的單位時段記為全局擁堵時段，將局部擁堵時間序列中局部擁堵參數(shù)大于預(yù)設(shè)擁堵參數(shù)閾值的單位時段記為局部擁堵時段。

24、本發(fā)明第二方面提供一種基于多維地圖的全域管控和即時指揮系統(tǒng)，用于實現(xiàn)上述的一種基于多維地圖的全域管控和即時指揮方法，包括：

25、歷史數(shù)據(jù)分析模塊，用于獲取目標(biāo)區(qū)域的歷史交通監(jiān)控數(shù)據(jù)，基于歷史交通監(jiān)控數(shù)據(jù)提取出目標(biāo)區(qū)域中每個交通路段的歷史擁堵特征，根據(jù)歷史擁堵特征對多個交通路段進(jìn)行擁堵模式聚類以生成多個擁堵模式集合；

26、擁堵特征地圖生成模塊，用于提取出每個擁堵模式集合的擁堵模式特征，確定每個交通路段所屬的擁堵模式集合，根據(jù)擁堵模式集合的擁堵模式特征對每個交通路段的歷史擁堵特征進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建得到目標(biāo)區(qū)域的擁堵特征地圖，其中，擁堵特征地圖包含每個交通路段的擁堵時段數(shù)據(jù)；

27、擁堵疏通指令執(zhí)行分析模塊，用于在接收到擁堵疏通指令后，獲取多個巡邏車輛的位置數(shù)據(jù)，根據(jù)每個巡邏車輛的位置數(shù)據(jù)確定用于執(zhí)行擁堵疏通指令的第一車輛候選列表，確定第一車輛候選列表中每個巡邏車輛的多個候選執(zhí)行路徑；

28、擁堵疏通指令執(zhí)行管理模塊，用于根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的擁堵特征地圖分析每個候選執(zhí)行路徑的預(yù)估抵達(dá)時間，根據(jù)預(yù)估抵達(dá)時間確定每個巡邏車輛的目標(biāo)執(zhí)行路徑，根據(jù)巡邏車輛的目標(biāo)執(zhí)行路徑對應(yīng)的預(yù)估抵達(dá)時間確定目標(biāo)車輛，指揮目標(biāo)車輛執(zhí)行擁堵疏通指令。

29、優(yōu)選地，對于擁堵特征地圖生成模塊，根據(jù)擁堵模式集合的擁堵模式特征對每個交通路段的歷史擁堵特征進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建得到目標(biāo)區(qū)域的擁堵特征地圖，包括：

30、對于擁堵模式集合的擁堵模式特征，計算擁堵模式集合中多個交通路段在多個單位時段下分別對應(yīng)的平均擁堵參數(shù)，生成擁堵模式集合的全局擁堵時間序列作為擁堵模式集合的擁堵模式特征；

31、根據(jù)交通路段的歷史擁堵特征提取出多個單位時段下的局部擁堵參數(shù)，以構(gòu)建得到每個交通路段的局部擁堵時間序列，根據(jù)全局擁堵時間序列和局部擁堵時間序列構(gòu)建每個交通路段的遞歸擁堵距離矩陣，其中，對于遞歸擁堵距離矩陣：

32、dij＝d(i，j)+min(d(i-1，j)，d(i，j-1)，d(i-1，j-1))

33、式中，dij表示遞歸擁堵距離矩陣中坐標(biāo)為(i,j)的點對應(yīng)的遞歸擁堵距離，d(i,j)、d(i-1,j)、d(i,j-1)、d(i-1,j-1)分別表示全局擁堵時間序列和局部擁堵時間序列中對應(yīng)元素點之間的距離；

34、根據(jù)遞歸擁堵距離矩陣確定最小遞歸擁堵距離所對應(yīng)的最優(yōu)對齊路徑，根據(jù)局部擁堵時間序列確定交通路段中的多個局部擁堵時段，根據(jù)全局擁堵時間序列確定擁堵模式集合的多個全局擁堵時段，根據(jù)最優(yōu)對齊路徑和多個全局擁堵時段對交通路段中的多個局部擁堵時段進(jìn)行優(yōu)化，得到交通路段的每個局部擁堵時段對應(yīng)的修正擁堵時段，根據(jù)每個交通路段的多個修正擁堵時段構(gòu)建得到目標(biāo)區(qū)域的擁堵特征地圖。

35、本發(fā)明具有以下有益效果：

36、本發(fā)明通過歷史交通監(jiān)控數(shù)據(jù)分析目標(biāo)區(qū)域在不同時間段的擁堵變化規(guī)律，識別不同交通路段對應(yīng)的擁堵模式，提取出各個交通路段的擁堵時段信息并構(gòu)建得到擁堵特征地圖，用于輔助分析預(yù)測目標(biāo)區(qū)域內(nèi)不同交通路段的擁堵趨勢，可以在巡邏車輛需要前往不同地點執(zhí)行疏通任務(wù)時提前做出預(yù)警和優(yōu)化路徑選擇，輔助巡邏車輛快速到達(dá)目的地以盡量避免延誤疏通工作的實施；同時在巡邏車輛前往目的地的行駛路途中，將采集到的實時交通數(shù)據(jù)與擁堵特征地圖結(jié)合，在考慮擁堵預(yù)測情況所規(guī)劃的路徑的基礎(chǔ)上，根據(jù)實時數(shù)據(jù)對預(yù)先設(shè)定的行駛路徑進(jìn)局部優(yōu)化，通過精確的路徑選擇和實時調(diào)整幫助目標(biāo)車輛避開擁堵，提高道路通行效率以增強應(yīng)急響應(yīng)能力，提升城市交通流的管理水平和應(yīng)急處理能力。