本发明涉及交通诱导，尤其涉及一种高速公路交通拥堵诱导信息发布方法及系统。
背景技术：
1、近年来，随着高速公路网络的逐步完善，交通出行需求迅猛增长，导致由交通供需不平衡所导致的交通拥堵问题日益严重。并且由于高速公路的出入口较少、车辆行驶速度快，一旦发生交通拥堵，很难进行快速的车辆疏导，导致拥堵情况不断恶化与蔓延，影响人们的出行效率。
2、目前，高速公路交通拥堵事件检测主要是通过固定检测器实现，通过安装在门架上的检测装置检测是否发生了交通拥堵事件。但固定检测器具有无法移动、间距较长等缺点，存在较大的检测盲区，无法快速准确地实现拥堵事件的全时空感知。并且在检测到拥堵事件之后，无法对拥堵事件直接影响和间接影响范围内的车辆进行快速有效的诱导疏散，极大影响高速公路的交通运行效率和行车安全性。
技术实现思路
1、本发明实施例提供了一种高速公路交通拥堵诱导信息发布方法及系统，用于解决如下技术问题：现有的高速交通拥堵检测方式具有空间局限性，无法对交通拥堵事件进行全面的时空感知，实现对拥堵事件直接影响和间接影响范围内的车辆进行快速有效的诱导疏散。
2、本发明实施例采用下述技术方案：
3、一方面，本发明实施例提供了一种高速公路交通拥堵诱导信息发布方法，方法包括：基于待测区间路段的门架数据，确定对应的交通流运行状态；所述交通流运行状态包括畅通以及拥堵；若所述交通流运行状态为拥堵，则通过空中巡查设备，确定每条拥堵车队的拥堵范围；根据每条拥堵车队的拥堵范围，确定当前拥堵事件的直接影响范围、间接影响范围以及事件响应等级；将所述间接影响范围划分为若干个限速区间；并根据所述直接影响范围内的平均车速，确定每个限速区间的车辆限速值以及区间长度；根据所述事件响应等级、匝道分布情况以及所述车辆限速值，生成各个限速区间对应的交通诱导信息；通过各个限速区间中布设的vms诱导设备以及悬停的空中播报设备，发布对应的交通诱导信息。
4、在一种可行的实施方式中，基于待测区间路段的门架数据，确定对应的交通流运行状态，具体包括：
5、通过待测区间路段上游和下游安装的门架，采集门架数据；其中，所述门架数据中包含所述待测区间路段的交通流数据；
6、基于所述门架数据，计算所述待测区间路段的实时平均车速；
7、在预设历史时间段内，获取每天预设时段内所述待测区间路段中的历史平均车速；并求取所述预设历史时间段内历史平均车速的平均值，将计算结果确定为基准自由流速度；
8、基于预设时间间隔，计算所述实时平均车速与所述基准自由流速度差值的绝对值；
9、若所述差值的绝对值小于等于第一预设阈值，则所述待测区间路段的交通流运行状态为畅通；反之，则所述待测区间路段的交通流运行状态为拥堵。
10、在一种可行的实施方式中，若所述交通流运行状态为拥堵，则通过空中巡查设备，确定每条拥堵车队的拥堵范围，具体包括：
11、在所述交通流运行状态判定为拥堵的情况下，控制空中巡查设备在所述待测区间路段上空逆着车流方向移动；
12、根据所述空中巡查设备的飞行参数以及当前车流最高限速，确定所述空中巡查设备的定点悬停距离；
13、控制所述空中巡查设备每隔所述定点悬停距离进行一次定点悬停拍摄，得到若干悬停点交通图像；其中，相邻悬停点交通图像中至少存在一辆重复车辆；
14、识别每张悬停点交通图像中，所有车道对应的车辆间距序列值以及所有车辆的地点车速；其中，所述车辆间距序列值为同一车道中前后相邻车辆的车辆间距依次构成的序列；所述车辆间距是指前车车尾与后车车头之间的距离；
15、根据相邻悬停点所拍摄图像中的重复车辆，将多个悬停点获取的所有车道车辆间距序列进行链接，得到所述待测区间路段中每条车道对应的车辆间距序列链；
16、遍历当前车道的车辆间距序列链，根据车辆间距与车辆安全间距之间的关系，确定拥堵车队的头车位置与尾车位置，进而确定当前车道的拥堵范围。
17、在一种可行的实施方式中，根据所述空中巡查设备的飞行参数以及当前车流最高限速，确定所述空中巡查设备的定点悬停距离，具体包括：
18、根据，得到所述空中巡查设备的定点悬停距离l2；
19、其中，，表示空中巡查设备拍摄画面内的实际地面长度，为所述空中巡查设备的飞行高度，为空中巡查设备搭载的摄像机的光学传感器尺寸，为所述摄像机的焦距；为所述待测区间路段的当前车流最高限速；为所述空中巡查设备的飞行速度。
20、在一种可行的实施方式中，根据每条拥堵车队的拥堵范围，确定当前拥堵事件的直接影响范围、间接影响范围以及事件响应等级，具体包括：
21、将所有车道的拥堵范围中，最前方的车辆位置确定为所述直接影响范围的起点，最后方的车辆位置确定为所述直接影响范围的终点，以确定所述直接影响范围；
22、通过里程桩采集定位技术，将所述直接影响范围的起点和终点均转化为高速公路的里程桩号，并根据所述里程桩号确定所述直接影响范围的实际线形拥堵长度；
23、根据所述实际线形拥堵长度，确定当前拥堵事件的事件响应等级；其中，所述事件响应等级包含i级响应~iv级响应；
24、根据信息衰退理论，确定信息发布设备在空间上传递信息的有效距离；
25、确定由直接影响范围的终点至车流上游有效距离处的范围为所述间接影响范围。
26、在一种可行的实施方式中，根据所述直接影响范围内的平均车速，确定每个限速区间的车辆限速值以及区间长度，具体包括：
27、将所述直接影响范围内的平均车速确定为间接影响范围内的基础限速值；
28、将所述基础限速值作为第一个限速区间的车辆限速值；其中，所述第一个限速区间是指与所述直接影响范围相连的限速区间；
29、根据第一个限速区间的车辆限速值以及预设限速差值，依次确定之后每个限速区间的车辆限速值；
30、根据每个限速区间的车辆限速值，确定对应的区间长度。
31、在一种可行的实施方式中，根据每个限速区间的车辆限速值，确定对应的区间长度，具体包括：
32、根据，得到第i个限速区间的车辆限速值；其中，为所述基础限速值， x为所述预设限速差值；， m+1为划分的限速区间的数量；
33、根据，得到第i个限速区间内的车辆减速到对应的车辆限速值所经过的减速距离；其中，a为预设车辆减速度，向上取整，且为10米的整数倍；
34、根据，得到第i个限速区间内的稳定距离；其中，稳定距离是指驾驶员适应限速区间内的车辆限速值所需的最短距离，向上取整，且为100米的整数倍；为驾驶员适应第i个限速区间的车辆限速值的最短时间；
35、根据，得到第i个限速区间的区间长度；其中，规定， l2为所述间接影响范围的长度；
36、当或第个限速区间的限速值达到高速公路车道最大限速值时，属于范围内的限速区间的限速取值为。
37、在一种可行的实施方式中，根据所述事件响应等级以及所述车辆限速值，生成各个限速区间对应的交通诱导信息，具体包括：
38、将i级响应与ii级响应合并为同一播报等级，将iii级响应与iv级响应合并为同一播报等级；
39、获取间接影响范围内的匝道分布情况；包括进口匝道的分布位置以及出口匝道的分布位置；
40、根据所述匝道分布情况，将间接影响范围内的进口匝道与出口匝道划分为两种播报目标；
41、确定每种播报等级与每种播报目标分别对应的交通基础信息以及主线管控信息；其中，所述交通基础信息至少包括：当前位置与当前拥堵事件的空间距离、当前拥堵事件的事件类型、出口匝道距离以及出口匝道通往方向；所述主线管控信息至少包括当前限速区间的车辆限速值；
42、将所述播报等级与所述播报目标进行两两组合，得到四种播报组合；
43、根据每种播报组合对应的交通基础信息以及主线管控信息，得到每种播报组合对应的交通诱导信息。
44、在一种可行的实施方式中，通过所述间接影响范围内布设的vms诱导设备以及悬停的空中播报设备，发布所述交通诱导信息，具体包括：
45、将主线路段与每个出口匝道连接点上游的第一预设距离处，确定为空中播报设备的第一类悬停播报点位；
46、将主线路段与每个进口匝道连接点上游的第二预设距离处，确定为空中播报设备的第二类悬停播报点位；
47、将所述间接影响范围的上游起点处，确定为空中播报设备的第三类悬停播报点位；
48、获取所述间接影响范围内的vms诱导设备分布情况；
49、在间接影响范围内无vms诱导设备的情况下，控制空中播报设备从间接影响范围的上游起点出发，沿车流行进方向飞行，当飞至任一类悬停播报点位时，根据当前事件响应等级以及所在位置，语音播报对应的交通诱导信息；
50、在间接影响范围内有vms诱导设备的情况下，通过vms诱导设备播报对应的交通诱导信息；
51、当vms诱导设备与空中播报设备的悬停播报点位距离小于第二预设阈值时，通过所述vms诱导设备替代所述悬停播报点位，以使空中播报设备略过被替代的悬停播报点位，只在其他悬停播报点位处播报对应的交通诱导信息。
52、另一方面，本发明实施例还提供了一种高速公路交通拥堵诱导信息发布系统，所述系统包括：
53、拥堵事件感知模块，用于基于待测区间路段的门架数据，确定对应的交通流运行状态；所述交通流运行状态包括畅通以及拥堵；若所述交通流运行状态为拥堵，则通过空中巡查设备，确定每条拥堵车队的拥堵范围；根据每条拥堵车队的拥堵范围，确定当前拥堵事件的直接影响范围、间接影响范围以及事件响应等级；
54、交通诱导信息生成模块，用于将所述间接影响范围划分为若干个限速区间；并根据所述直接影响范围内的平均车速，确定每个限速区间的车辆限速值以及区间长度；根据所述事件响应等级以及所述车辆限速值，生成各个限速区间对应的交通诱导信息；
55、交通诱导信息播报模块，用于通过各个限速区间中布设的vms诱导设备以及悬停的空中播报设备，发布对应的交通诱导信息。
56、与现有技术相比，本发明实施例提供的一种高速公路交通拥堵诱导信息发布方法及系统，具有如下有益效果：
57、（1）本发明针对高速公路固定检测器无法快速有效检测拥堵事件发生的难题，充分利用门架和无人机的综合检测优势，提出了基于空地协同的拥堵事件实时感知方法，该方法通过门架数据识别异常交通流，并基于门架识别结果派遣空中巡查设备（如无人机等）来获取具体的异常交通流视频，并从视频数据中提取车辆间距序列链，从中识别拥堵车队的“头车”和“尾车”，从而实现了对高速公路某区间段拥堵事件空间影响范围的精准感知。
58、（2）本发明提出了一种基于无人机和vms协同的拥堵诱导信息发布方案，该方法针对拥堵事件上游间接影响范围内匝道和vms的空间分布情况，分场景确定了有无vms的无人机诱导悬停点位，制定了不同事件响应等级下vms和无人机联动的诱导信息播报方案，并设计了间接影响范围内的梯度限速方法。该拥堵诱导信息发布方案能够快速有效地疏解拥堵事件的直接影响和间接影响，提升高速公路的交通运行效率和行车安全性。
59、（3）本发明充分利用了空中检测设备的机动性优势，有效填补地面诱导设备vms的盲区，通过空地协同的方式实现了对高速公路交通拥堵事件的全覆盖式诱导，使得高速公路交通管理者能够实时获取交通拥堵状况，迅速响应拥堵诱导方案，及时疏导拥堵车流，避免局部交通拥堵的恶化与蔓延，显著提升了高速公路交通管理的精细化、智能化和信息化水平。
1.一种高速公路交通拥堵诱导信息发布方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种高速公路交通拥堵诱导信息发布方法，其特征在于，基于待测区间路段的门架数据，确定对应的交通流运行状态，具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种高速公路交通拥堵诱导信息发布方法，其特征在于，若所述交通流运行状态为拥堵，则通过空中巡查设备，确定每条拥堵车队的拥堵范围，具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种高速公路交通拥堵诱导信息发布方法，其特征在于，根据所述空中巡查设备的飞行参数以及当前车流最高限速，确定所述空中巡查设备的定点悬停距离，具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种高速公路交通拥堵诱导信息发布方法，其特征在于，根据每条拥堵车队的拥堵范围，确定当前拥堵事件的直接影响范围、间接影响范围以及事件响应等级，具体包括：
6.根据权利要求1所述的一种高速公路交通拥堵诱导信息发布方法，其特征在于，根据所述直接影响范围内的平均车速，确定每个限速区间的车辆限速值以及区间长度，具体包括：
7.根据权利要求6所述的一种高速公路交通拥堵诱导信息发布方法，其特征在于，根据每个限速区间的车辆限速值，确定对应的区间长度，具体包括：
8.根据权利要求1所述的一种高速公路交通拥堵诱导信息发布方法，其特征在于，根据所述事件响应等级、匝道分布情况以及所述车辆限速值，生成各个限速区间对应的交通诱导信息，具体包括：
9.根据权利要求1所述的一种高速公路交通拥堵诱导信息发布方法，其特征在于，通过所述间接影响范围内布设的vms诱导设备以及悬停的空中播报设备，发布所述交通诱导信息，具体包括：
10.一种高速公路交通拥堵诱导信息发布系统，其特征在于，所述系统包括：
