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申请/专利权人：交通运输部路网监测与应急处置中心;中路高科交通科技集团有限公司;交通运输部公路科学研究所

摘要：本发明公开了一种跨区域道路基础设施智能联网监测与监管系统，包括：监测模块用于监测路网中若干条道路上不同位置的多参数数据；通信模块用于将多参数数据进行预处理并传输到云中心；云中心用于接收经过预处理的多参数数据并进行分析，生成分析结果；决策模块用于基于分析结果生成若干种决策方案，由工作人员选择执行；显示模块用于显示路网及决策方案。本发明通过分布式边缘计算先一步处理出局，减轻了云中心计算量，提高了处理效率；通过决策模块，全自动生成可行方案，提高管理的自动化程度；通过路网的二维三维切换查看模式，提高了监控的精度和监管效率。

主权项：1.一种跨区域道路基础设施智能联网监测与监管系统，其特征在于，包括：监测模块、通信模块、云中心、决策模块和显示模块；所述监测模块用于监测路网中若干条道路上不同位置的多参数数据；所述通信模块用于将所述多参数数据进行预处理并传输到所述云中心；所述云中心用于接收经过预处理的所述多参数数据并进行分析，生成分析结果；所述决策模块用于基于分析结果生成若干种决策方案，由工作人员选择执行；所述显示模块用于显示路网及所述决策方案；所述云中心包括拥堵分析模块、气象分析模块、路面分析模块和事故分析模块；所述拥堵分析模块用于基于交通拥堵指数生成交通拥堵等级，并基于不同的所述交通拥堵等级对路网中所有路段的所述交通拥堵指数进行排名，其中所述交通拥堵等级包括：畅通、基本畅通、轻度拥堵、中度拥堵和严重拥堵，并计算拥堵路段的预计拥堵时间、预计拥堵长度及拥堵的路段在路网中对其周围路段造成拥堵的可能性及预计拥堵等级；所述气象分析模块用于基于气象指数生成气象等级，还用于生成当前路段的气象条件对周围路段造成影响的气象扩散等级及预计消除影响的时间；所述路面分析模块用于基于路面指数生成路面等级，还用于生成路面等级对路网中其他路段的影响指数及根据历史数据和影响指数预估的拥堵趋势；所述事故分析模块用于按照拥堵指数的排名对拥堵路段进行视频核查，判断是否存在事故，若存在事故则判断事故属性并获得事故地理位置，还用于基于通行数据和所述拥堵指数预计事故将造成的拥堵时间及拥堵等级，并分析在路网中对其他路段造成影响的范围；所述决策模块包括消除拥堵模块、养护模块、路段关闭模块和事故处理模块；所述消除拥堵模块用于基于所述预计拥堵时间、所述预计拥堵长度及对周围其他路段造成拥堵的可能性及预计拥堵等级遍历路网中周围道路，分析可行的绕行路线，生成分流绕行决策方案，若没有绕行方案则对此路段进行标记，列为待扩建路段，基于拥堵排名对所述待扩建路段进行处理，基于扩建资金、扩建长度对周围道路造成的影响程度生成建设决策方案；所述养护模块用于在拥堵路段分析路面等级对于拥堵的影响系数，若影响系数高于预定阈值将对应路段列为待养护路段，基于养护路段的养护费用、养护路段对周边路段的将同情况的影响系数生成养护决策；所述路段关闭模块用于将气象等级与预设的气象等级阈值进行比较，若所述气象等级大于等于所述预设的气象等级阈值，则生成关断路段方案并通过气象信息和实测气象数据预测未来气象变化规律，根据未来气象变化规律判断气象对路网的影响范围及影响系数，根据影响系数和影响范围做出提前关断受影响路段的决策，以当下不受气象影响的路段作为待选的绕行路段，以消除气象影响所需的时长确定未来不气象影响的路段作为未来待选的绕行路段，基于待选的绕行路段和未来待选的绕行路段生成绕行的决策方案；所述事故处理模块用于基于所述事故属性和所述事故地理位置生成调动周边应急资源的决策方案和派遣应急人员的决策方案，还用于遍历此事故位置所在道路周围可行的绕行路段，生成若干种绕行方案；所述监测模块包括车速监测模块、通行量监测模块、气象监控模块、路面监控模块、收费站数据监控模块和公路视频监控模块；所述多参数数据包括车速数据、通行数据、气象数据、路面数据、收费站数据和和公路视频数据；其中所述通行数据包括经过所述通行量监测模块的车辆数；所述路面数据包括路面破损程度和路面老旧程度；所述收费站数据包括车辆的入口收费站、车辆的出口收费站、驶入高速时间和驶出高速时间；所述公路视频数据包括车辆的视频数据和地面的视频数据；所述通信模块包括数据收发模块和边缘计算模块；所述边缘计算模块用于基于分布式边缘计算技术对接收到的多参数数据进行处理，并对处理后的数据进行优先级划分；所述数据收发模块用于接受和发送所述多参数数据，其中发送数据时基于优先级的优先等级发送；所述边缘计算模块包括数据处理模块和优先级划分模块；所述数据处理模块用于对所述多参数数据进行处理，删除其中无用数据，基于所述车速数据和所述通行数据获得拥堵指数，基于所述气象数据获得气象指数，基于所述路面数据获得路面指数；其中获取拥堵指数的过程包括：对所述通行数据和所述车速数据进行加权平均计算，得到每个小时的平均交通量和平均车速，再根据所述平均交通量与预设交通量作差，得到交通拥堵指数；所述优先级划分模块用于对处理后的数据进行优先级划分，将拥堵指数划分为一级优先级，将气象指数划分为二级优先级，将路面指数划分为三级优先级，其中所述一级优先级的优先等级最高；所述显示模块包括二维路网显示模块、三维路网显示模块、分析结果显示模块、二维三维切换模块和决策预览模块；所述二维路网显示模块用于显示路网的二维平面图；所述三维路网显示模块用于显示路网的三维立体图，还用于显示路段上车道级的三维立体图像，所述事故地理位置发生的事故占用的车道位置，发生拥堵的相关车道；所述分析结果显示模块用于分别在所述二维平面图和所述三维立体图上显示所述拥堵等级、所述气象等级、所述路面等级和所述事故地理位置；所述二维三维切换模块用于对二维显示模式和三维显示模式进行切换；所述决策预览模块用于在所述二维平面图和所述三维立体图上显示若干种所述决策方案；所述三维路网显示模块包括道路历史数据收集模块和BIM构建模块；所述道路历史数据收集模块用于收集在道路建设过程中的历史数据，所述历史数据包括地形地物调查数据、断面资料调查数据、公路周边地质环境调查数据和桥涵水文数据；所述BIM构建模块用于基于所述历史数据和BIM模型构建三维立体路网图。

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