【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及道路交通设施管理的，具体而言，涉及一种基于数字孪生的道路智慧护栏决策方法。
技术介绍
1、传统的道路护栏在面对护栏两侧车流量相差较大的情况下会限制车流的流动性，因为传统的道路护栏是封闭的结构，车辆无法穿过，这可能导致交通堵塞，增加车辆的行驶时间，所以在必要时采用可移动或可调节的护栏设计，是降低交通运输堵塞的关键措施。
2、道路智慧护栏是一种基于智慧技术的应用，旨在提高道路安全性和交通效率，这种技术通常涉及到使用各种传感器、监控设备、计算机视觉、人工智能和数据分析等技术，以实时监测和分析道路上发生的交通情况，并根据收集的数据做出相应的决策和控制措施，但是进行有效的数据处理和分析，以提取有用的信息并进行决策支持以及保证智慧护栏的稳定性和可靠性是道路智慧护栏急需解决的难题。
3、数字孪生可以在虚拟世界平台内建立、模拟一个物理实体、流程或者系统，借助于数字孪生，可以在虚拟世界平台上了解真实世界物理实体的状态，并对物理实体里面预定义的接口元件进行控制，数字孪生可以通过集成物理反馈数据，辅以人工智能、机器学习和软件分析，在虚拟世界平台内建立一个数字化模拟，这个模拟会根据反馈，随着物理实体的变化而自动做出相应的变化，理想状态下，数字孪生可以根据多重的反馈源数据进行自我学习，几乎实时地在数字世界里呈现物理实体的真实状况。
4、但是目前应用于道路中的数字孪生技术大多呈现为道路模拟导航、道路障碍避让、道路实时路况模拟等方面，缺乏在道路智慧护栏的应用，使得目前仍旧需要人工判断智慧护栏的位置调整，可靠性
技术实现思路
1、本专利技术要解决的问题是：提供一种基于数字孪生的道路智慧护栏决策方法，能够提供有效的数据处理和分析手段和决策支持并提高智慧护栏位置调整的可靠性。
2、为解决上述问题，本专利技术提供一种基于数字孪生的道路智慧护栏决策方法，包括以下步骤：
3、步骤s1，获取智慧护栏的历史静态数据和历史动态数据并将所述历史静态数据和所述历史动态数据添加至预先构建的智慧护栏数字孪生模型内；
4、步骤s2，实时采集所述智慧护栏两侧车辆通过时留下的车辆数据，将所述车辆数据划分为实时静态数据和实时动态数据后对所述智慧护栏数字孪生模型进行实时更新；
5、步骤s3，标定所述智慧护栏的左侧或右侧为d侧，于所述历史静态数据、所述历史动态数据、所述实时静态数据和所述实时动态数据中提取得到所述智慧护栏d侧的路况信息，并将所述路况信息输入至所述智慧护栏数字孪生模型内得到所述智慧护栏向d侧的移动调节概率，以辅助作业人员根据所述移动调节概率对所述智慧护栏进行位置调整。
6、优选的，执行所述步骤s1之前还包括：
7、获取并根据所述智慧护栏所在的现有道路的结构参数、所述智慧护栏的结构参数和所述现有道路上的车辆信息构建得到所述智慧护栏数字孪生模型。
8、优选的，预先于所述智慧护栏上安装至少一传感器，则所述步骤s2中，通过所述传感器实时采集所述车辆数据。
9、优选的，所述历史静态数据包括所述智慧护栏的所在道路历史长度、所述智慧护栏的所在道路历史宽度、所述智慧护栏的左右侧历史通道数、所述智慧护栏相对于初始位置向左侧或右侧的历史偏移通道数，所述历史动态数据包括所述智慧护栏左右侧单位时间内的历史通过车辆数、所述智慧护栏左右侧单位长度下的历史车辆滞留时间、所述智慧护栏左右侧不同日期下的历史通过车辆数、所述智慧护栏左右侧不同时刻下的历史通过车辆数、所述智慧护栏左右侧不同天气下的历史通过车辆数，则所述步骤s1中，将所述所在道路历史长度、所述所在道路历史宽度、所述左右侧历史通道数、所述历史偏移通道数、所述单位时间内的历史通过车辆数、所述单位长度下的历史车辆滞留时间、所述不同日期下的历史通过车辆数、所述不同时刻下的历史通过车辆数和所述不同天气下的历史通过车辆数添加至所述智慧护栏数字孪生模型内。
10、优选的，所述实时静态数据包括所述智慧护栏的所在道路当前长度、所述智慧护栏的所在道路当前宽度、所述智慧护栏的左侧通道数、所述智慧护栏的右侧通道数、所述智慧护栏相对于初始位置向左侧的第一当前偏移通道数、所述智慧护栏相对于初始位置向右侧的第二当前偏移通道数，所述当前动态数据包括所述智慧护栏左侧与右侧单位时间内的当前通过车辆数的第一差值、所述智慧护栏左侧与右侧单位长度下的当前车辆滞留时间的第二差值、所述智慧护栏左侧与右侧不同日期下的当前通过车辆数的第三差值、所述智慧护栏左侧与右侧不同时刻下的当前通过车辆数的第四差值和所述智慧护栏左侧与右侧不同天气下的当前通过车辆数的第五差值，则所述步骤s2中，根据所述所在道路当前长度、所述所在道路当前宽度、所述左侧通道数、所述右侧通道数、所述当前偏移通道数、所述第一当前偏移通道数、所述第二当前偏移通道数、所述第一差值、所述第二差值、所述第三差值、所述第四差值和所述第五差值对所述智慧护栏数字孪生模型进行更新。
11、优选的，所述步骤s2中，通过以下表达式对所述智慧护栏数字孪生模型进行更新：
12、dtt(l,w,nl,nr,ol,or)
13、＝f(dtt-1(l,w,nl,nr,ol,or,nvpt,tdpl,nvd,nvj,nvw))
14、其中，
15、dtt表示t时刻的所述智慧护栏数字孪生模型；
16、dtt-1表示t-1时刻的所述智慧护栏数字孪生模型；
17、f表示所述智慧护栏数字孪生模型的更新函数；
18、l表示所述所在道路当前长度；
19、w表示所述所在道路当前宽度；
20、nl表示所述左侧通道数；
21、nr表示所述右侧通道数；
22、ol表示所述第一当前偏移通道数；
23、or表示所述第二当前偏移通道数；
24、nvpt表示所述第一差值；
25、tdpl表示所述第二差值；
26、nvd表示所述第三差值；
27、nvj表示所述第四差值；
28、nvw表示所述第五差值。
29、优选的，所述路况信息包括所述智慧护栏d侧的当前通道数、所述智慧护栏的所在道路总通道数、所述智慧护栏d侧单位长度下的当前车辆滞留时间、所述智慧护栏d侧单位时间内的当前通过车辆数、所述智慧护栏d侧当前日期下的当前通过车辆数、所述智慧护栏d侧历史同一日期下的历史通过车辆数、所述智慧护栏d侧当前时刻下的当前通过车辆数、所述智慧护栏d侧历史同一时刻下的历史通过车辆数、所述智慧护栏d侧当前天气下的当前通过车辆数和所述智慧护栏d侧历史同一天气下的历史通过车辆数，则所述步骤s3中，所述智慧护栏数字孪生模型根据所述当前通道数、所述所在道路总通道数、所述单位长度下的当前车辆滞留时间、所述单位时间内的当前通过车辆数、所述当前日期本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于数字孪生的道路智慧护栏决策方法，其特征在于，智慧护栏预先设置在现有道路的中间位置以将现有道路分隔为所述智慧护栏左侧的道路和所述智慧护栏右侧的道路，且所述智慧护栏的长度方向与现有道路上的车辆行驶方向相同，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的道路智慧护栏决策方法，其特征在于，执行所述步骤S1之前还包括：
3.根据权利要求1所述的道路智慧护栏决策方法，其特征在于，预先于所述智慧护栏上安装至少一传感器，则所述步骤S2中，通过所述传感器实时采集所述车辆数据。
4.根据权利要求1所述的道路智慧护栏决策方法，其特征在于，所述历史静态数据包括所述智慧护栏的所在道路历史长度、所述智慧护栏的所在道路历史宽度、所述智慧护栏的左右侧历史通道数、所述智慧护栏相对于初始位置向左侧或右侧的历史偏移通道数，所述历史动态数据包括所述智慧护栏左右侧单位时间内的历史通过车辆数、所述智慧护栏左右侧单位长度下的历史车辆滞留时间、所述智慧护栏左右侧不同日期下的历史通过车辆数、所述智慧护栏左右侧不同时刻下的历史通过车辆数、所述智慧护栏左右侧不同天气下的历史通过车辆数，则所述
5.根据权利要求1所述的道路智慧护栏决策方法，其特征在于，所述实时静态数据包括所述智慧护栏的所在道路当前长度、所述智慧护栏的所在道路当前宽度、所述智慧护栏的左侧通道数、所述智慧护栏的右侧通道数、所述智慧护栏相对于初始位置向左侧的第一当前偏移通道数、所述智慧护栏相对于初始位置向右侧的第二当前偏移通道数，所述当前动态数据包括所述智慧护栏左侧与右侧单位时间内的当前通过车辆数的第一差值、所述智慧护栏左侧与右侧单位长度下的当前车辆滞留时间的第二差值、所述智慧护栏左侧与右侧不同日期下的当前通过车辆数的第三差值、所述智慧护栏左侧与右侧不同时刻下的当前通过车辆数的第四差值和所述智慧护栏左侧与右侧不同天气下的当前通过车辆数的第五差值，则所述步骤S2中，根据所述所在道路当前长度、所述所在道路当前宽度、所述左侧通道数、所述右侧通道数、所述当前偏移通道数、所述第一当前偏移通道数、所述第二当前偏移通道数、所述第一差值、所述第二差值、所述第三差值、所述第四差值和所述第五差值对所述智慧护栏数字孪生模型进行更新。
6.根据权利要求5所述的道路智慧护栏决策方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过以下表达式对所述智慧护栏数字孪生模型进行更新：
7.根据权利要求1所述的道路智慧护栏决策方法，其特征在于，所述路况信息包括所述智慧护栏d侧的当前通道数、所述智慧护栏的所在道路总通道数、所述智慧护栏d侧单位长度下的当前车辆滞留时间、所述智慧护栏d侧单位时间内的当前通过车辆数、所述智慧护栏d侧当前日期下的当前通过车辆数、所述智慧护栏d侧历史同一日期下的历史通过车辆数、所述智慧护栏d侧当前时刻下的当前通过车辆数、所述智慧护栏d侧历史同一时刻下的历史通过车辆数、所述智慧护栏d侧当前天气下的当前通过车辆数和所述智慧护栏d侧历史同一天气下的历史通过车辆数，则所述步骤S3中，所述智慧护栏数字孪生模型根据所述当前通道数、所述所在道路总通道数、所述单位长度下的当前车辆滞留时间、所述单位时间内的当前通过车辆数、所述当前日期下的当前通过车辆数、所述历史同一日期下的历史通过车辆数、所述当前时刻下的当前通过车辆数、所述历史同一时刻下的历史通过车辆数、所述当前天气下的当前通过车辆数和所述历史同一天气下的历史通过车辆数得到所述智慧护栏向d侧的所述移动调节概率。
8.根据权利要求7所述的道路智慧护栏决策方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过以下计算公式得到所述移动调节概率：
...【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的道路智慧护栏决策方法，其特征在于，智慧护栏预先设置在现有道路的中间位置以将现有道路分隔为所述智慧护栏左侧的道路和所述智慧护栏右侧的道路，且所述智慧护栏的长度方向与现有道路上的车辆行驶方向相同，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的道路智慧护栏决策方法，其特征在于，执行所述步骤s1之前还包括：
3.根据权利要求1所述的道路智慧护栏决策方法，其特征在于，预先于所述智慧护栏上安装至少一传感器，则所述步骤s2中，通过所述传感器实时采集所述车辆数据。
4.根据权利要求1所述的道路智慧护栏决策方法，其特征在于，所述历史静态数据包括所述智慧护栏的所在道路历史长度、所述智慧护栏的所在道路历史宽度、所述智慧护栏的左右侧历史通道数、所述智慧护栏相对于初始位置向左侧或右侧的历史偏移通道数，所述历史动态数据包括所述智慧护栏左右侧单位时间内的历史通过车辆数、所述智慧护栏左右侧单位长度下的历史车辆滞留时间、所述智慧护栏左右侧不同日期下的历史通过车辆数、所述智慧护栏左右侧不同时刻下的历史通过车辆数、所述智慧护栏左右侧不同天气下的历史通过车辆数，则所述步骤s1中，将所述所在道路历史长度、所述所在道路历史宽度、所述左右侧历史通道数、所述历史偏移通道数、所述单位时间内的历史通过车辆数、所述单位长度下的历史车辆滞留时间、所述不同日期下的历史通过车辆数、所述不同时刻下的历史通过车辆数和所述不同天气下的历史通过车辆数添加至所述智慧护栏数字孪生模型内。
5.根据权利要求1所述的道路智慧护栏决策方法，其特征在于，所述实时静态数据包括所述智慧护栏的所在道路当前长度、所述智慧护栏的所在道路当前宽度、所述智慧护栏的左侧通道数、所述智慧护栏的右侧通道数、所述智慧护栏相对于初始位置向左侧的第一当前偏移通道数、所述智慧护栏相对于初始位置向右侧的第二当前偏移通道数，所述当前动态数据包括所述智慧护栏左侧与右侧单位时间内的当前通过车辆数的第一差值、所...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘腾，吴昊，卢云龙，刘佳佳，徐艳荣，程诺，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
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