[發(fā)明專(zhuān)利]城市地面道路行程時(shí)間預(yù)測(cè)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910051847.1
• 申請(qǐng)日: 2009-05-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101894461A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石征華;張志寧;張磊;顧應(yīng)欣;楊曉丹;王威翀;章迪莎;張靜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海寶康電子控制工程有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G08G1/00
• 分類(lèi)號(hào): G08G1/00
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交通管理領(lǐng)域，且特別涉及一種城市地面道路行程時(shí)間預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)

在智能交通信息化越來(lái)越受到重視的今天，如何提高交通服務(wù)水平，使有限的道路資源得到充分的利用，從而減少運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間和成本，節(jié)約能源，是各級(jí)交通管理部門(mén)及智能交通企業(yè)等面臨的課題。目前各大中城市都已經(jīng)建設(shè)了或正在建設(shè)大規(guī)模的交通信號(hào)控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電警卡口系統(tǒng)等，這些都是保障城市交通安全、高效、環(huán)保運(yùn)行必不可少的系統(tǒng)，然而對(duì)交通參與者來(lái)說(shuō)，給他們提供的信息還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，諸如前端的交通狀況，特別是前方道路的擁堵情況，從出發(fā)地到目的地的行程時(shí)間等二次信息等等。

在城市道路復(fù)雜路網(wǎng)上，目前國(guó)內(nèi)提出的有三種行程時(shí)間預(yù)測(cè)方法——最小二乘法、基于模糊綜合評(píng)判的動(dòng)態(tài)行程時(shí)間預(yù)測(cè)方法、利用車(chē)牌識(shí)別及比對(duì)的行程時(shí)間預(yù)測(cè)方法。前二者都僅適用于簡(jiǎn)單路徑和對(duì)車(chē)流狀況有一定限制，很難應(yīng)用到實(shí)際路網(wǎng)上去。最小二乘法進(jìn)行行程時(shí)間預(yù)測(cè)一般適合于連續(xù)流，車(chē)道流量穩(wěn)定或者變化比較均勻的情況?；谀：C合評(píng)判的動(dòng)態(tài)路徑行程時(shí)間預(yù)測(cè)方法雖然考慮了車(chē)輛的行駛時(shí)間和交通延時(shí)，但是提出了一系列假設(shè)：1)各車(chē)輛進(jìn)入路段的時(shí)間是相互獨(dú)立的；2)假設(shè)在每個(gè)路口處于等待紅燈狀態(tài)時(shí)，到達(dá)該路口加入等待隊(duì)伍的車(chē)輛等待時(shí)間服從參數(shù)為K的泊松分布；3)車(chē)輛在行駛過(guò)程中不會(huì)因遇紅燈以外的原因停車(chē)，這些都給實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)了種種限制。利用車(chē)牌識(shí)別及比對(duì)的行程時(shí)間預(yù)測(cè)方法盡管采集的是各車(chē)輛的實(shí)際行程時(shí)間，但是會(huì)存在以下問(wèn)題：由于并非每個(gè)路口的四個(gè)方向的所有車(chē)道都布設(shè)了車(chē)牌識(shí)別設(shè)備，且車(chē)牌識(shí)別率不高，因此導(dǎo)致樣本數(shù)量很少，尤其在暢通或者擁堵時(shí)，可利用的車(chē)輛行程時(shí)間樣本數(shù)量不夠，從而達(dá)不到行程時(shí)間預(yù)測(cè)的精度要求，容易出現(xiàn)誤報(bào)；要在所有路口的四個(gè)方向的所有車(chē)道都安裝車(chē)牌識(shí)別設(shè)備，造價(jià)太高，不夠現(xiàn)實(shí)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種城市地面道路行程時(shí)間預(yù)測(cè)方法，能夠?qū)Τ鞘新肪W(wǎng)中的行程時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)，選擇行程時(shí)間最小的最優(yōu)路徑。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種城市地面道路行程時(shí)間預(yù)測(cè)方法，包括下列步驟：

第一步：確定行程時(shí)間檢測(cè)及發(fā)布的周期；

第二步：收集分時(shí)段、分行駛方向的歷史樣本數(shù)據(jù)；

第三步：建立路段分時(shí)段分行駛方向的各自行程時(shí)間模型；

第四步：檢測(cè)路段分行駛方向的實(shí)時(shí)交通參數(shù)；

第五步：分析車(chē)輛到達(dá)及離散所服從的分布，計(jì)算平均排隊(duì)長(zhǎng)度或平均等待時(shí)間；

第六步：將各交通參數(shù)代入不同行駛方向?qū)?yīng)時(shí)段的模型，計(jì)算分方向的行程時(shí)間；

第七步：不同行駛方向的行程時(shí)間預(yù)測(cè)；

第八步：此周期的行程時(shí)間計(jì)算完畢，進(jìn)入下一周期計(jì)算，回到第四步。

進(jìn)一步的，第一步中行程時(shí)間統(tǒng)計(jì)周期為2分鐘至10分鐘。

進(jìn)一步的，第二步中所述樣本數(shù)量不少于50個(gè)。

進(jìn)一步的，第二步中所述樣本包括各行駛方向的行程時(shí)間、路段距離、路口渠化處該行駛方向所用車(chē)道數(shù)、交通檢測(cè)器及信號(hào)控制的線圈檢測(cè)流量數(shù)據(jù)、該行駛方向信號(hào)線圈對(duì)應(yīng)的車(chē)道檢測(cè)流量、飽和度或者占有率、路段下游路口信號(hào)控制周期、信號(hào)控制相位的綠信比、該信號(hào)相位與路段上游來(lái)車(chē)對(duì)應(yīng)的主要來(lái)車(chē)相位的相位差。

進(jìn)一步的，該方法包括利用交通檢測(cè)器及信號(hào)控制的線圈檢測(cè)流量數(shù)據(jù)分析各時(shí)段各行駛方向所服從的分布，由此計(jì)算各時(shí)段各行駛方向的平均排隊(duì)長(zhǎng)度、平均等待時(shí)間。

進(jìn)一步的，第二步中使用泊松分布、二項(xiàng)分布和負(fù)二項(xiàng)分布公式計(jì)算車(chē)輛的平均到達(dá)率和相鄰車(chē)輛到達(dá)之間的平均間隔。

進(jìn)一步的，第七步中采用卡爾曼濾波方法對(duì)行程時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)。

本發(fā)明提供了一種結(jié)合交通信息采集設(shè)備及信號(hào)控制設(shè)備的行程時(shí)間預(yù)測(cè)方法，該方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)基于交通信息采集設(shè)備的采集數(shù)據(jù)，交通信號(hào)控制設(shè)備的采集數(shù)據(jù)及信號(hào)配時(shí)，利用現(xiàn)有資源挖掘二次信息；

2)分時(shí)段分別考慮交通流的到達(dá)及離散函數(shù)，更加符合實(shí)際情況；

3)考慮了間斷流受到路口信號(hào)控制配時(shí)的影響，模型中考慮了周期、綠信比、相位差等參數(shù)，此外對(duì)于特殊交通配時(shí)例如綠波等方案也能夠涵蓋在內(nèi)；

4)路段的分方向行程時(shí)間考慮，更加符合目前交通方向性擁堵的現(xiàn)狀，具有積極的意義，同時(shí)對(duì)于行程時(shí)間最短的路徑選擇，提供了方便的途徑。