[發明專利]基于單截面檢測器的信號交叉口停車延誤測定方法

無效

• 申請號: 201010102055.5
• 申請日: 2010-01-28
• 公開（公告）號: CN101789181A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 孫劍;李克平;蘇貴民;張惠玲;潘斌
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G08G1/08
• 分類號: G08G1/08
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于交通信號控制技術領域，具體涉及一種基于單截面檢測器的信號交叉口停車延誤測定方法。

背景技術

智能交通系統為解決日益嚴重的交通問題提供了一系列行之有效的方法，受到交通界的一致認同和重視，交通信號控制系統是智能交通系統中最為重要的組成部分之一。而停車延誤作為交通信號控制系統中一個關鍵的交叉口交通特征參數，無論是對于交叉口實時信號控制優化還是對于交叉口交通狀態的評價都有至關重要的意義。停車延誤指車輛在信號交叉口受到信號控制的影響導致停車的時間損失。盡管國內外眾多學者對停車延誤的獲取作了大量研究，但到目前為止還沒有提出一套可以直接應用于工程的停車延誤實時測定方法。

傳統的交通延誤獲取方法主要有：人工獲取方法、傳統理論模型推算法及檢測器技術獲取方法等。人工獲取停車延誤方法具有成本較高、樣本量少、實時性差、數據精度受限等缺陷，結果不能實時反映交叉口停車延誤，無法滿足實時交通信號控制方案的優化和交叉口交通狀況的在線評價。另一方面，在交通理論的基礎上，先前的學者提出了基于交通流理論的延誤計算方法，如Webster延誤模型，但是這些理論大多基于穩態交通理論，獲取的停車延誤評價間隔較大，難以滿足實時交通信號控制及交叉口實時評價需求。

近年來隨著檢測技術的廣泛應用，提出了基于視頻檢測器、地感線圈檢測器、微波檢測器為主要檢測方式的停車延誤獲取技術，按照應用原理分類大致可以分為兩類：一類是基于全程跟蹤方法，另一類是基于檢測截面的方法。

基于全程跟蹤方法，其原理是：1)對視頻錄像進行坐標轉換及全局標定、背景更新、圖像二值化、斑塊板塊分析等處理；2)設置遠端和近端兩個車輛檢測區域實現車輛的觸發與檢測，對檢測到的車輛進行跟蹤，記下車輛停車時刻和車輛啟動時刻；3)前后兩個時刻進行相減，由此得到車輛通過交叉口的停車延誤。這種方法要求攝像機的安裝位置較高，檢測范圍需要覆蓋整個交叉口，由于城市道路安裝條件的限制，這種技術難以推廣。

基于檢測截面的方法，依據檢測截面的多少可以分為單檢測截面、雙檢測截面和多檢測截面。傳統的單檢測截面獲取停車延誤的方法是將檢測器的位置在停車線的上游即大概離停車線50米的位置，依據車輛通過檢測器的速度來推斷車輛的停車時刻，通過信號配時方案推斷車輛啟動時刻，啟動時刻減去停車時刻獲得停車延誤；傳統的雙檢測截面獲取停車延誤的方法是在傳統單檢測截面方法的基礎上在停車線位置增加了一個檢測截面，通過這個截面獲取車輛離開檢測區域的時刻，進而推斷車輛啟動時刻，啟動時刻減去停車時刻獲得停車延誤；傳統的多檢測截面獲取停車延誤的方法是在檢測區域布設多組檢測器，通過多個檢測器獲得的檢測信息判斷車輛在檢測區域停下的時刻及啟動的時刻。

這三種方法的假設條件是車輛到達和離開檢測區域服從先進先出的原則，或者是通過前后檢測器的車輛數守恒的原則，即車輛在某個車道或某個車道組停下一定會從本車道或車道組駛出，不考慮車輛換到其他車道或者車道組的情況。因此在實際應用中以上傳統的基于檢測截面的方法遇到了如下問題：1)在實際交叉口車輛很容易出現換道行為，導致傳統的三種基于檢測截面的方法檢測精度下降；2)檢測器不能達到100％的精度，一旦檢測器線圈或者虛擬檢測線圈出現誤差很容易導致前后車輛對應不上或者前后車輛總數無法守恒的情況，從而進一步降低了傳統的雙截面和多截面停車延誤獲取方法的精度；3)前面兩類誤差導致檢測系統出現累積，使得檢測精度急劇下降；4)當排隊車輛較多且超出檢測截面范圍時，這三種基于檢測截面的方法都無法對停車延誤進行測定。

綜上所述，現有檢測技術在提取停車延誤遇到的主要問題是：

1.城市道路設施的布置要求限制了高空全程跟蹤方法的推廣及應用。

2.傳統的基于截面的停車延誤實時檢測方法是以車輛先進先出或前后檢測截面流量守恒為假設條件的，現實道路中存在車輛進入檢測區域后換道、前后檢測器自身存在的檢測誤差，導致前后檢測截面車流量難以匹配，使得檢測精度下降；同時這些誤差誘發整個檢測系統出現累積誤差，累積誤差使得檢測精度急劇下降；另外當排隊車輛超過檢測范圍時，傳統的基于檢測截面的方法將無法獲得所有車輛的停車延誤。

發明內容

本發明的目的在于提出一種基于單截面檢測器的信號交叉口停車延誤測定方法。

本發明提出的基于單截面檢測器的信號交叉口停車延誤測定方法，具體步驟如下：

首先，根據車輛進入交叉口的交通特征建立車輛達到交叉口的到達分布模型，其中交通特征包括車流量、車輛到達時刻、車輛速度、車輛減速度和車輛類型；