一种道路情况分析系统、方法、设备及介质

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，具体的，本发明应用于道路养护预警领域，特别是涉及一种道路情况分析系统、方法、设备及介质。

背景技术

自然损坏、道路老化和缺乏定期养护将威胁道路交通网络，给人们带来巨大的经济损失和安全问题；所以实时了解道路退化状态，实时识别道路故障，对道路损坏进行预警，延长道路使用寿命，提高交通效率，保障交通安全是十分必要的。

目前，传统的道路检测分析方法只能检测道路的损坏，如裂缝、坑洼和明显的沉降；但道路系统本身就是就是一个复杂的技术系统，它与外界有着千丝万缕的联系，如果只强调或应用部分信息，而忽略其他信息，将导致检测的结果较为单一，普适性差，鲁棒性较低；传统的检测方法并没有考虑道路系统与社会子系统间理解和整合；这可能会导致很多问题，比如传统的交通工程技术与先进的信息通信技术之间缺乏专业的融合，交通基础设施对交通参与者的保护不够完善，过分强调道路的服务理念等，忽略了有关紧急情况等的因果性质的维护过程；因此，研发一种更加全面化的道路检测系统是尤为必要的。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中的上述问题，提供一种道路情况分析系统、方法、设备及介质，进而解决现有技术中传统的道路检测分析方法的检测方向单一，普适性差，鲁棒性较低的问题。

为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

一方面，本发明提供一种道路情况分析系统，包括：

数据采集模块和数据分析模块；

所述数据采集模块，用于采集物理世界的道路数据；

所述数据分析模块，用于根据采集的所述道路数据建立虚拟分析模型；所述数据分析模块通过所述虚拟分析模型分析道路情况；所述分析道路情况包括：道路性能评估、道路养护分析以及交通流分析。

作为一种改进的方案，所述数据采集模块，包括：空域监测单元、天域监测单元和地域监测单元；

所述空域监测单元，用于执行基于时间序列的道路沉降监测和道路边坡变形分析，得到空域监测数据；

所述天域监测单元，用于在道路重点区域进行飞行，并在飞行过程中进行重点隐患数据收集；

所述地域监测单元，用于调用地面数据采集设备和路边基础设施采集地面层路况数据；

所述空域监测数据、所述重点隐患数据和所述地面层路况数据构成所述物理世界的道路数据。

作为一种改进的方案，所述数据分析模块，包括：数据收集单元、虚拟数据生成单元和模型处理单元；

所述数据收集单元，用于接收所述道路数据和真实数据；

所述虚拟数据生成单元，用于根据所述真实数据和社会信息生成虚拟数据；

所述模型处理单元，用于根据所述道路数据、所述真实数据以及所述虚拟数据构建所述虚拟分析模型；所述模型处理单元通过所述虚拟分析模型分析道路情况；

所述虚拟分析模型为虚拟世界模型。

作为一种改进的方案，所述虚拟世界模型，包括道路性能评估模块和交通流分析模块；

所述道路性能评估模块，用于对道路进行健康评估、全生命周期管理、性能预测和养护指导；所述道路性能评估模块在道路损坏严重或异常时，进行维修预警和道路损坏预警；

所述交通流分析模块，用于进行截面当量轴次计算和交通量预测。

作为一种改进的方案，所述道路重点区域，包括：施工区域、桥梁和隧道区域、山区或崎岖地形区域以及高交通密度区域；

所述重点隐患数据，包括：对道路安全和正常运行产生影响的潜在问题或隐患数据。

作为一种改进的方案，所述地面数据采集设备，包括：安装于出租车、公交车、垃圾车和无人驾驶巡检车上的传感器或摄像头；

所述路边基础设施，包括：路侧摄像头、路面传感器节点以及交通监控设备。

作为一种改进的方案，所述真实数据，包括：道路基础数据、遥感信息、路网管理数据、水文数据、交通流量数据以及车辆数据；

所述社会信息，包括：区域发展信息、区域政策信息、专家经验和人类认知数据。

另一方面，本发明还提供一种道路情况分析方法，包括以下步骤：

采集物理世界的道路数据；

根据采集的所述道路数据建立虚拟分析模型；

通过所述虚拟分析模型分析道路情况；所述分析道路情况包括：道路性能评估、道路养护分析以及交通流分析。

另一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述道路情况分析方法的步骤。

另一方面，本发明还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器，所述通信接口，所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；其中：

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于通过运行所述存储器上所存放的程序来执行所述道路情况分析方法的步骤。

本发明技术方案的有益效果是：

本发明所述的道路情况分析系统，可以通过数据采集模块和数据分析模块的相互配合，进而实现整合多数据源的道路系统信息传输到虚拟模型，基于真实数据与虚拟数据相结合，调用虚拟模型进行道路损毁和交通流分析、流程推演和应急道路损毁演练；最终实现道路系统的多维度养护，具有极高的应用价值，较广的应用范围和较强的鲁棒性。

本发明所述的道路情况分析方法，可以对数据采集模块和数据分析模块进行有序调用，进而实现整合多数据源的道路系统信息传输到虚拟模型，基于真实数据与虚拟数据相结合，调用虚拟模型进行道路损毁和交通流分析、流程推演和应急道路损毁演练；最终实现道路系统的多维度养护，具有极高的应用价值，较广的应用范围和较强的鲁棒性。

本发明所述的计算机可读存储介质，可以实现引导数据采集模块和数据分析模块进行配合，进而实现本发明所述的道路情况分析方法，且本发明所述的计算机可读存储介质还有效提高所述道路情况分析方法的可操作性。

本发明所述的计算机设备，可以实现存储并执行所述计算机可读存储介质，进而实现本发明所述的道路情况分析方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1所述道路情况分析系统的架构示意图；

图2是本发明实施例1所述道路情况分析系统的逻辑架构示意图；

图3是本发明实施例2所述道路情况分析方法的流程示意图；

图4是本发明实施例4所述计算机设备的结构示意图；

附图中的标记说明如下：

1501、处理器；1502、通信接口；1503、存储器；1504、通信总线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本文的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本文的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

本实施例提供一种道路情况分析系统，如图1和图2所示，包括：

作为本发明的一种实施方式，本系统包括：数据采集模块和数据分析模块；

其中，数据采集模块主要用于采集物理真实世界下的各种道路数据；数据分析模块，主要用于根据采集的物理真实世界下的各种数据建立虚拟分析模型，通过虚拟分析模型对道路情况进行分析，包括但不限于道路性能评估、道路养护分析以及交通流分析；

作为本发明的一种实施方式，数据采集模块，具体包括：空域监测单元、天域监测单元和地域监测单元；本实施方式中，空域监测单元采用卫星遥感监测，天域监测单元采用无人机监测，地域监测单元采用道路地面设备检测；数据采集模块采集到的数据可以用于后续的道路性能评价、交通流量分析以及道路网络的模拟和预测等；

其中，关于空域监测单元；空域监测单元，主要通过大规模普查进行基于时间序列的道路沉降监测和道路边坡变形分析，得到相应数据，并将数据投入道路性能评估中；

其中，关于天域监测单元；天域监测单元，主要在道路的某些特定部分或有特殊情况的区域（即重点区域）进行飞行和数据收集监控，通过精细化道路巡查，获取详细的视角和信息，识别关键隐患，辅助分析；

具体的，前述的重点区域，包括但不限于：施工区域、桥梁和隧道、山区或崎岖地形、高交通密度区域；

施工区域具体为：道路上正在进行维修、改建或施工工作的区域；基于施工区域的监测，实现施工进展监控、质量控制以及识别潜在的安全隐患；

桥梁和隧道具体为：道路上的桥梁和隧道；此区域是道路结构的重要组成部分，对交通流畅和安全至关重要；故对此区域中，桥梁和隧道的结构完整性、表面状况以及潜在的损坏或缺陷进行检测；

山区或崎岖地形具体为：穿越山区或崎岖地形的道路；对于此类道路，可能面临土壤侵蚀、边坡滑坡等地质灾害的风险；主要对此区域的地质情况进行监测，进而及时发现隐患并采取必要的措施；

高交通密度区域具体为：高交通密度的城市或道路区域；此区域中，交通管理和流量控制是尤为重要的；故对此区域的交通流量、道路拥堵情况、交通事故以及交通违规行为等进行监控，得到的数据主要用于提供交通管制决策支持以及改进交通运输效率；

具体的，前述的关键隐患，包括但不限于：发现的可能对道路安全和正常运行产生重大影响的潜在问题或隐患；例如道路损坏或破坏、边坡滑坡或塌方、桥梁或隧道结构问题、交通标志和路标问题以及障碍物和堵塞；

道路损坏或破坏具体为：道路表面的裂缝、坑洼、沉降或破损等问题；这些损坏可能导致车辆行驶不平稳、减少道路的使用寿命，甚至引发交通事故；

边坡滑坡或塌方具体为：道路旁边的边坡是否存在滑坡、塌方或土壤侵蚀等问题；这些问题可能会导致道路边坡的不稳定性，危及道路安全；

桥梁或隧道结构问题具体为：桥梁或隧道结构的缺陷、裂缝、腐蚀等问题；这些问题可能会威胁到桥梁或隧道的稳定性和可靠性，对交通安全构成潜在风险；

交通标志和路标问题具体为：道路上的交通标志和路标是否完好、清晰可见；如果交通标志受损、模糊或缺失，会给驾驶员带来困惑和安全隐患；

障碍物和堵塞具体为：道路上的障碍物、堆积物或堵塞情况；这些障碍物可能会影响交通流畅性，引发交通拥堵和事故。

其中，关于地域监测单元，其作为底层监测部分，在本实施方式中主要利用可移动设备，如：出租车、公交车、垃圾车、无人巡检车等上的数据采集设备和路边基础设施，对路况进行实时检测和预警；

具体的，数据采集设备包括但不限于：安装在出租车、公交车、垃圾车和无人驾驶巡检车等移动车辆上的传感器、摄像头或其他测量设备；

具体的，路边基础设施包括但不限于：路侧摄像头、路面传感器节点以及交通监控设备等；

其中，基于数据采集模块综合空-天-地传感器对物理世界进行各项道路数据采集，最终可获得车辆属性信息、车辆运动信息、车辆分布信息、交通量信息和环境降水图、多色图以及流程图，最终这些数据可用于交通流量分析中；

具体的，车辆属性信息，包括但不限于：车辆类型（小型车、大型车、摩托车等）、车辆长度、宽度和高度、车辆重量、车辆颜色、车辆品牌和型号；

具体的，车辆运动信息，包括但不限于：车辆速度、车辆加速度和减速度、车辆行驶方向、车辆转弯角度以及车辆行驶路径；

具体的，车辆分布信息，包括但不限于：车辆密度（单位面积或单位长度内的车辆数量）、车辆流量（单位时间内通过特定位置或区域的车辆数量）、车辆流向（车辆在不同道路或路段之间的流动方向）、车辆排队长度（在信号灯或拥堵区域内的车辆排队长度）和车辆聚集区域（交通拥堵或停车区域）；

具体的，交通流量信息，包括但不限于：路段的平均车辆通行时间、路口的平均车辆等待时间、路段的通行能力（单位时间内通过路段的最大车辆数量）、车辆流量的峰值和谷值以及车辆流量的周期性变化（例如，早晚高峰）；

具体的，环境降水插图、多色图表和流程图，包括但不限于：降水量的时空分布图、环境湿度和降雨强度的变化曲线、不同降水等级的颜色编码图、交通流量与降雨量之间的关系流程图以及交通拥堵与降雨强度之间的多色图表。

作为本发明的一种实施方式，数据分析模块，包括：数据收集单元、虚拟数据生成单元、模型处理单元；

其中，数据收集单元，主要用于收集物理世界传输的实时数据（物理世界实时监控到的各个数据）和历史真实数据；

其中，虚拟数据生成单元，主要用于基于真实数据和社会信息生成的虚拟数据；

具体的，虚拟数据是元宇宙的核心资产，其基于真实数据和社会信息生成虚拟场景。它通过感知（通过感知技术，如传感器和相机等，获取环境中的物理信息和数据。感知技术可以帮助捕捉和记录道路、交通和车辆等方面的实时数据，并将其用于构建虚拟场景和模拟环境）、定位等信息技术，在高精地图（Waymo，Waymo High-Definition Maps，高精度地图）的基础上构建道路交通场景的模拟和车辆动力学软件的运行环境；通过元界接口（元界接口可以理解为一个术语的引申含义，它表示一种连接到元宇宙的网络接口或入口；元宇宙是一个虚拟的数字世界，其中包含各种虚拟场景、虚拟对象和虚拟社交互动；元界接口的作用是为用户提供访问元宇宙的通道，使他们能够进入元宇宙，并与其中的虚拟环境进行交互）接入道路、车辆、环境、天气、社会信息、人等真实信息，构建逼真的道路交通时空框架模型，深度参与道路养护；

具体的，真实数据，包括：道路基础数据、遥感信息、路网管理数据、水文数据、交通流量数据以及车辆数据等；

道路基础数据，包括：道路网络拓扑结构（道路连接关系和路段长度等）、道路等级和分类（高速公路、城市道路和乡村道路等）、道路名称和编号、道路限速信息、道路标志和交通标识；

遥感信息，包括：遥感图像（航拍图像和卫星图像等）、地物分类和识别（建筑物、绿化带和水体等）、地形和地貌特征和遥感监测数据（如土壤湿度和植被指数等）；

路网管理数据，包括：路段状态信息（拥堵、通畅和施工等）、路口信号灯控制信息、路段速度限制和路况信息、路段拓宽和改建计划、路网维护和修复记录；

水文数据，包括：水位和水流速度、雨量和降水量、河流和湖泊水质数据、水文气象观测数据和水文模型输出结果；

交通流量数据，包括：路段的车辆通过数量和速度、路口的车辆流量和车辆排队长度、车辆分类数据（乘用车、货车和公交车等）、交通拥堵指数和时空变化趋势、交通事故和违法记录；

车辆数据，包括：车辆识别信息（车牌号和VIN码等）、车辆类型和特征（品牌、型号和颜色等）、车辆行驶轨迹和速度和车辆传感器数据（加速度和转向角度等）；

具体的，社会信息为基于CPSS的M-RM系统的重要社会信息，其融合了属性社会和人类认知的信息，主要包括：区域发展信息和政策信息、专家经验和人类认知等；

区域发展和政策信息，直接影响等效轴重时间（其中，等效轴载次数是指将不同类型的车辆轴载按照一定的转换规则转化为等效的标准轴载，以便比较不同车辆对道路结构造成的损坏程度；由于不同类型的车辆轴载对道路损坏的影响程度不同，通过将它们转化为等效轴载次数，可以更准确地评估道路的耐久性和损坏情况；等效轴载次数常用于道路工程设计、道路维护和管理以及交通运输规划等领域）的计算，进而间接影响系统模型中交通流量和道路损伤评估的计算；另一方面，这些信息可以指导虚拟数据的产生类型和数量；

专家经验和人类认知，都是人为因素产生的数据，主要包括：交通流量预测产生的数据、道路损伤评估产生的数据、虚拟数据生成模型产生的数据以及模型结果评估产生的数据；

交通流量预测产生的数据，包括：基于专家在交通领域的经验和知识，他们可以分析路网情况、交通状况、特定事件影响等因素，从而预测未来的交通流量变化趋势；

道路损伤评估产生的数据，包括：专家根据对道路材料、结构和设计的理解，结合实际观察和经验，评估不同交通流量和车辆类型对道路损伤的影响程度，提供准确的道路维护和管理建议；

虚拟数据生成模型产生的数据，包括：专家对真实数据的理解和判断，设计虚拟数据生成模型，根据特定规则和规律生成符合实际情况的虚拟数据，以扩充数据集或模拟不同场景；

模型结果评估产生的数据，包括：专家根据其知识和经验，判断模型输出的合理性和准确性，从而对模型进行改进和优化；指导虚拟数据生成模型和系统模型的构建，还可作为先验知识来判断模型的结果，从而提高模型的性能；

其中，模型处理单元，主要用于根据实时数据、真实数据以及虚拟数据构建虚拟世界模型，并通过该模型进行各项道路功能的分析预测；

具体的，本系统的模型是基于时空维度信息、虚拟数据信息和社会信息建立的系统模型，实现数据资源的统一管理和智能调度；

具体的，时空维度信息是指整合了物理世界的实时数据、历史真实数据，以及基于真实数据和社会信息生成的虚拟数据所形成的综合信息；它涵盖了道路、车辆、环境、天气等的时空变化情况，包括它们在不同时间和不同地点的状态和属性。通过整合这些时空维度信息，系统能够建立一个真实的时空框架，用于道路养护的评价、预测和决策；

具体的，虚拟世界模型主要包括两个子模块，道路性能评估模块和交通流分析模块；

其中，道路性能评估模块，主要用于道路损伤自动检测、道路结构性能检测和材料性能检测三部分；

路面损伤检测，主要针对发散型（裂缝）、疲劳型（路面凹陷）、水害型（坑洼、抽水）、混合变形型（车辙、沉陷和拥挤等）和路基结构类型（沉陷和跳桥）和其他损害；其能够作为道路养护的直接指导，可以提高养护工作的主动性，降低全生命周期的养护成本，延长道路的使用寿命；另外，及时预警道路损坏，尤其是危险道路的检测和预警，对行车安全至关重要；

道路性能评估模块，主要利用计算机视觉和图像处理技术，对采集到的道路图像进行分析和处理，以自动检测道路的损伤情况；例如：图像分割、特征提取、目标检测等技术；

道路性能评估模块，主要通过识别裂缝、路面凹陷、坑洼等损伤类型来评估道路的性能；

道路性能评估模块，主要使用统计方法对道路损伤数据进行分析，包括描述性统计、频率分布、相关性分析等；通过此统计分析，了解损伤的分布情况、不同类型损伤的频率和相关性，以及损伤与其他因素（如交通流量和环境条件）之间的关系；

道路性能评估模块，还用于利用利用地理信息系统（GIS）等工具进行空间分析，将道路损伤数据与地理位置进行关联；进而帮助确定损伤的空间分布特征、热点区域和趋势，以及道路不同区段的损伤情况；

道路性能评估模块，还用于对采集到的历史数据，应用时间序列分析方法，识别损伤的季节性变化、长期趋势和周期性模式；进而预测未来损伤的发展趋势，为养护计划提供依据；

具体的，对于虚拟世界模型而言，大量虚拟数据的输入，不仅可以解决物理世界数据不足导致的噪声、不同环境、天气等检测性能低下的问题，还可以提高损伤检测的效率和准确性，也可以实现对轻微损伤的准确检测，提升模型的鲁棒性；

道路性能评估模块，基于以上操作，对道路进行健康评估、全生命周期管理、性能预测和养护指导；当损坏严重或异常时，道路性能评估模块进行维修预警和道路损坏预警；

具体的，道路健康评估，包括：

1、收集道路相关数据：包括道路结构、材料属性、历史维修记录、交通量数据等；

2、数据预处理：清洗、整理和校正收集到的数据，以确保数据的准确性和一致性；

3、特征提取和分析：从收集到的数据中提取有关道路健康的特征，并进行分析，如路面平整度、裂缝程度、损伤类型等；

4、健康评估指标计算：基于特征分析的结果，计算道路健康评估的指标，如道路结构健康指数、损伤程度评估等；

5、健康评估报告生成：根据计算的指标和分析结果，生成道路健康评估报告，描述道路的健康状态和存在的问题；

具体的，全生命周期管理，包括：

1、基于健康评估结果，制定道路的全生命周期管理计划，包括预防性养护、周期性维护和修复等措施；

2、定期监测和检测：通过传感器、检测设备等实时或定期对道路进行监测和检测，获取道路健康的实时数据；

3、数据分析和模型更新：对监测到的数据进行分析和处理，更新道路健康模型，以反映道路的最新状态和预测未来的健康状况；

4、优化管理决策：基于更新的模型和分析结果，优化管理决策，制定合理的养护计划和预算分配，以最大程度地延长道路使用寿命和降低养护成本；

具体的，性能预测，包括：

1、基于历史数据和道路健康模型，进行性能预测，评估未来道路的健康状况和损伤趋势；

2、利用统计分析、时间序列分析或机器学习等方法，建立预测模型，预测道路性能的变化和发展趋势；

3、基于预测结果，提前制定养护计划和修复策略，以预防和减少道路损坏，提高养护效率；

具体的，养护指导和维修预警，包括：

1、根据健康评估、全生命周期管理和性能预测的结果，生成养护指导和维修预警信息；

2、提供针对特定道路区段或损伤类型的养护指导，包括修复建议、养护频率和养护方法等；

3、实时监测道路健康状态，检测到损坏严重或异常时，发出维修预警信息，以便及时采取修复措施，避免进一步损害和安全风险；

其中，交通流分析模块，主要用于截面当量轴次计算和交通量预测；

具体的，截面当量轴次计算，主要计算出设计寿命内该路段的当量轴次，可用于计算道路稳定层的疲劳开裂寿命、材料的永久变形量、材料的低温开裂指数路层、防冻层厚度和路基顶面挠度值等；

具体的，截面当量轴次计算的计算公式包括：

当量轴次计算公式、道路稳定层的疲劳开裂寿命计算公式、材料（沥青）的永久变形量计算公式、材料（沥青）的低温开裂指数路层厚度计算公式、防冻层厚度计算公式、路基顶面挠度值计算公式；本实施方式中，以上公式根据公路沥青路面设计规范（JTG 050-2017）中的相应公式进行应用；

具体的，交通量预测，主要通过车型检测和密度检测实现；例如：历史交通量、交通量年增长率、路网变化、区域经济发展和政策等用于交通量预测；其可以根据施工路段的交通流量特点合理安排道路养护工作时间，减少养护施工对过往车辆的影响，最重要的是降低养护施工作业中的安全风险；

具体的，交通量预测，还用于对不同时间段和区域的交通流量情况，揭示了交通拥堵的高峰期和低峰期以及交通流量的季节性变化；进而了解哪些区域在不同时间段经常出现拥堵情况，以及在何种情况下交通流量较为平稳，预测未来道路网络的交通情况，以及未来交通流量的变化趋势；最终可预测哪些区域可能出现拥堵，以及在何时可能发生交通高峰期；通过识别这些瓶颈区域，可以制定相应的规划和优化策略，以提高道路网络的通行能力和流动性；

其中，瓶颈区域具体为：在基础设施规划中，交通流动出现瓶颈现象的区域，即交通流量过大或道路设计不合理导致交通拥堵和流动性下降的地区；这些瓶颈区域通常是交通流动的瓶颈，限制了整个道路网络的通行效率和运输能力；瓶颈区域在道路规划和交通管理中十分重要，因为它们通常是交通拥堵和延误的主要原因；

具体的，交通量预测，通过对历史和预测数据的分析，可了解车辆的平均速度、行程时间和通行能力等指标；这些信息可以帮助我们评估道路网络的效率和性能，并为规划改进措施提供依据；

作为本发明的一种实施方式，本系统的工作原理如下：

第一步：数据采集模块采集实时物理数据；

第二步：数据分析模块采用上述采集的实时物理数据以及所生成的虚拟数据，经过模型的处理和分析，获得道路网络的当前状态、瓶颈区域、拥堵情况等信息；

第三步，数据分析模块基于模型的虚拟模拟能力，采用采集的实时物理数据和历史真实数据，进行道路网络的模拟和预测；最终可模拟不同的交通场景、道路扩建方案以及交通管理策略等，并评估它们对道路性能和交通流动的影响；

第四步，数据分析模块根据模拟和预测的结果，制定相应的道路建设、扩建或改进的规划和优化策略；这些策略包括：新的道路布局、交通信号优化、交通管制措施等，以提高道路网络的效率、可靠性和安全；

第五步，数据分析模块将优化的策略应用，并获取应用后真实世界的相应反馈数据；将反馈的数据反馈到本系统模型中，以便于改进和优化基础设施规划；

上述步骤形成循环，进而不断更新和改进规划策略，以适应不断变化的交通需求和环境条件；本系统实现基于实时数据和历史真实数据的道路基础设施规划的自动化、准确性和智能化，为道路建设、扩建或改进提供科学依据和决策支持。

实施例2

本实施例基于与实施例1中所述的一种道路情况分析系统相同的发明构思，提供一种道路情况分析方法，如图3所示，具体包括以下步骤：

第一步：数据采集模块采集实时物理数据；

第二步：数据分析模块采用上述采集的实时物理数据以及所生成的虚拟数据，经过模型的处理和分析，获得道路网络的当前状态、瓶颈区域、拥堵情况等信息；

第三步，数据分析模块基于模型的虚拟模拟能力，采用采集的实时物理数据和历史真实数据，进行道路网络的模拟和预测；最终可模拟不同的交通场景、道路扩建方案以及交通管理策略等，并评估它们对道路性能和交通流动的影响；

第四步，数据分析模块根据模拟和预测的结果，制定相应的道路建设、扩建或改进的规划和优化策略；这些策略包括：新的道路布局、交通信号优化、交通管制措施等，以提高道路网络的效率、可靠性和安全；

第五步，数据分析模块将优化的策略应用，并获取应用后真实世界的相应反馈数据；将反馈的数据反馈到本系统模型中，以便于改进和优化基础设施规划；

上述步骤形成循环，进而不断更新和改进规划策略，以适应不断变化的交通需求和环境条件；本系统实现基于实时数据和历史真实数据的道路基础设施规划的自动化、准确性和智能化，为道路建设、扩建或改进提供科学依据和决策支持。

实施例3

本实施例提供一种计算机可读存储介质，包括：

所述存储介质用于储存将上述实施例2所述的道路情况分析方法实现所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述为所述道路情况分析方法所设置的程序；具体的，该可执行程序可以内置在实施例1所述的道路情况分析系统中，这样，道路情况分析系统就可以通过执行内置的可执行程序实现所述实施例2所述的道路情况分析方法。

此外，本实施例具有的计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读存储介质的任意组合，其中，可读存储介质包括电、光、电磁、红外线或半导体的系统、装置或器件，或者以上任意组合。

实施例4

本实施例提供一种电子设备，如图4所示，电子设备可以包括：处理器1501、通信接口1502、存储器1503和通信总线1504，其中，处理器1501，通信接口1502，存储器1503通过通信总线1504完成相互间的通信。

存储器1503，用于存放计算机程序；

处理器1501，用于执行存储器1503上所存放的计算机程序时，实现上述实施例1中所述道路情况分析方法的步骤。

作为本发明的一种实施方式，上述终端提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral Component Interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(ExtendedIndustry Standard Architecture，简称EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

作为本发明的一种实施方式，通信接口用于上述终端与其他设备之间的通信。

作为本发明的一种实施方式，存储器可以包括随机存取存储器(Random AccessMemory，简称RAM)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

作为本发明的一种实施方式，上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

区别于现有技术，采用本申请一种道路情况分析系统、方法、设备及介质，可以整合多数据源的道路系统信息传输到虚拟模型，基于真实数据与虚拟数据相结合，调用虚拟模型进行道路损毁和交通流分析、流程推演和应急道路损毁演练；最终实现道路系统的多维度养护，包括但不限于交通时空图的建立、道路全生命周期管理、道路健康评价、道路养护策略制定、养护预警和损坏预警；另外，本系统还可用于联网自动驾驶汽车和智能交通系统，具有极高的应用价值，较广的应用范围和较强的鲁棒性。

应理解，在本文的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本文实施例的实施过程构成任何限定。

还应理解，在本文实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本文的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本文所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本文实施例方案的目的。

另外，在本文各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本文的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本文各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。