[发明专利]一种高速公路上车辆拥塞情况实时监测方法

权利要求书

1.一种高速公路上车辆拥塞情况实时监测方法，其特征在于包括以下步骤：

1)创建数据存储结构，并在数据存储结构中进行网格划分；

2)实时更新各个网格内的车辆数目，找到所有网格中车辆数目多的10～50个网格作为热点地区；

3)在数据更新过程，对各个热点地区进行查询，当Q中查询q_j到达时，将位于查询框中的车辆信息进行判断，根据事先定义的拥塞判定条件判定是否已经拥塞，如果没有发生拥塞则根据该区域一段时间内的车辆数目变化趋势预测未来规定时间该区域是否会发生拥塞，Q＝{q₁，...，q_e}为操作集，q_j为欲监测的热点地区。

2.根据权利要求1所述的高速公路上车辆拥塞情况实时监测方法，其特征在于步骤1)中，创建数据存储结构为；

101)创建基于哈希表的辅助索引，通过对象标识找到对象；

102)创建混合索引将空间平面S划分为C_num＝2^ρ×2^ρ个网格，每个网格可以根据条件在网格节点与四叉树两种形式间转换；ρ为网格划分参数，由空间中移动对象的总数量N和叶节点的容量C_L计算得到；

103)通过混合索引动态判断每个网格中的移动对象出入数量，将满足拆分要求的网格转化为四叉树，将满足合并要求的四叉树转化回网格，在各四叉树内部也根据条件对其叶节点进行拆分、合并操作。

3.根据权利要求2所述的高速公路上车辆拥塞情况实时监测方法，其特征在于：所述每个网格节点包含一个指针，指向一个桶链表，该链表包含一系列存放固定数目的属于该节点的所有车辆信息的桶；每个四叉树节点包含4个指向以当前节点为父节点的四个象限中的子节点的指针。

4.根据权利要求1所述的高速公路上车辆拥塞情况实时监测方法，其特征在于：步骤2)中，数据更新包括数据插入和数据删除操作，数据插入采用对象插入算法，具体为：

20101)根据车辆的位置查找该车辆信息应该被插入的叶节点；

20102)判断该节点的桶状态，如果桶未满，直接插入桶，结束操作；如果桶满则新建一个桶；

20103)将新建的桶插入到当前节点的桶列表；

20104)把该车辆信息插入桶，并桶存放的对象数量加1。

5.根据权利要求4所述的高速公路上车辆拥塞情况实时监测方法，其特征在于：数据删除操作是当车辆位置更新时，不再属于当前叶节点范围的车辆信息需要被插入到其新的所属叶节点中，则从当前节点删除，步骤为：

20201)根据车辆唯一标识查找车辆信息所在的桶；

20202)将车辆信息从桶里删除；

20203)桶存放的车辆数量减1；

20204)删除车辆后，如果车辆曾经所在的桶为空，则该桶也将被删除。

6.根据权利要求4所述的高速公路上车辆拥塞情况实时监测方法，其特征在于：数据更新还包括网格划分与合并，只有满足拆合条件的网格才能进行划分与合并，算法如下：

20301)判断叶节点是否满足条件，其中代表叶节点c更新操作所需的总时间，分别为将节点c拆分为4个节点c₁，c₂，c₃，c₄后各个节点更新操作所需的时间；

20302)如满足，则将叶节点划分为4个子网格，子网格的划分按照上、下、左、右均分原则进行；其中设节点单位时间内移动车辆出入数量为n，每个车辆的更新执行时间为τ，则节点在单位时间内包括等待其它线程的总更新时间表示为：

20303)划分完成后，所有子节点的父节点均设置为当前叶节点；

20304)将被划分节点中的所有车辆信息移动到对应孩子的桶里；

20305)判断被划分节点的父亲在该节点未划分之前是否属于划分候选列表，则将其从划分候选列表里删除，之后将当前节点加入划分候选列表。