[發明專利]利用低抽樣率GPS數據的交叉口車輛排隊長度估算方法

有效

• 申請號: 201710514443.6
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107123276B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 孫劍;劉啟遠;唐克雙;張磊;陳曉蕓
• 申請（專利權）人: 蘇州華川交通科技有限公司
• 主分類號: G08G1/065
• 分類號: G08G1/065
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 滕詣迪

1.一種利用低抽樣率GPS數據的交叉口車輛排隊長度估算方法，其特征在于按照如下步驟進行：

(1)在一個交叉口的周期時間內，提取交叉口任意一個進口道在低比例下的車輛GPS軌跡數據，通過車輛累積行駛的距離值，作出提取車輛的累積行駛距離曲線；

(2)排除軌跡中所有軌跡點速度均大于預設值V_min的軌跡數據，剩余的軌跡數據即為周期內經歷排隊的車輛軌跡數據；

(3)對于抽取到的每輛車的軌跡數據，從速度小于V_min的點位中初步判斷排隊關鍵點，小于V_min為排隊關鍵點，大于V_min為非排隊關鍵點；

(4)利用相鄰軌跡點位的速度差和時間差計算某一車輛每個軌跡點上的加速度；

(5)判斷所有的可能排隊關鍵點的加速度，并按照時間序列排序，取可能排隊關鍵點中的第一個軌跡點和最后一個軌跡點的加速度分別為和s為第一個軌跡點和ss為最后一個軌跡點，

第一個軌跡點小于等于預設加速度時，則認為該軌跡點為排隊起始點；

第一個軌跡點大于預設加速度時，則按照時間序列向前依次取一個軌跡斷點逐個判斷，直至向前的第n個軌跡點的加速度小于等于預設加速度時為止，n為正整數，此時認為軌跡點s-n為排隊起始點；

最后一個軌跡點小于等于預設加速度時則認為該軌跡點是排隊終止點；

最后一個軌跡點大于預設加速度時，則按照時間序列向后依次取一個軌跡斷點逐個判斷，直至向后的第m個軌跡點的加速度小于等于預設加速度時為止，m為正整數，此時認為軌跡點ss+m為排隊終止點；

(6)將通過交叉口所有車輛的軌跡數據中，抽取低比例的樣本軌跡數據，利用樣本數據中的類別II數據，進行本信號周期內紅燈時間的排隊長度估算；

(7)根據抽取不同的排隊車輛數，利用交通波理論，來計算紅燈時間內的車輛排隊集結波；

(8)利用混合算法，來計算排隊車輛的消散波；

(9)通過集結波和消散波來計算進口道的車輛排隊長度；

(10)確定第一輛車的排隊起始時間點為信號周期紅燈開始時間，根據抽樣車輛排隊起始點坐標和信號周期紅燈開始時間點線性擬合出一條直線作為集結波，利用混合算法，來計算排隊車輛的消散波；

(11)當在某周期內紅燈時間抽取的樣本車輛數為1，當抽取的車輛為排隊的第1輛車時，判斷方法與第(4)步相同；當抽取的車輛為排隊的不是第一輛車時判斷方式與第(4)步不同；

(12)當在某周期沒有抽到樣本車輛時，此時本周期紅燈時間的車輛排隊長度采用前k個周期紅燈時間排隊長度均值或加權值，k可取1到10之間的任意整數。

2.根據權利要求1所述的利用低抽樣率GPS數據的交叉口車輛排隊長度估算方法，其特征在于：所述的步驟(1)內，在一個交叉口的周期時間內，提取交叉口任意一個進口道低比例抽樣，比例范圍為5％～20％。

3.根據權利要求1所述的利用低抽樣率GPS數據的交叉口車輛排隊長度估算方法，其特征在于：所述的步驟(6)中，將通過交叉口所有車輛的軌跡數據中，抽取5％～20％的樣本軌跡數據，利用樣本數據中的類別II數據，進行本信號周期內紅燈時間的排隊長度估算，在每個紅燈時間內，可能抽取到0輛、1輛、2輛或2輛以上的經歷排隊車輛，即每個周期內類別II軌跡數據的數目可能為0、1、2或2以上。

4.根據權利要求1所述的利用低抽樣率GPS數據的交叉口車輛排隊長度估算方法，其特征在于：所述的步驟(7)中根據抽取不同的排隊車輛數，利用交通波理論，來計算紅燈時間內的車輛排隊集結波，假設在某個紅燈時間內抽取的車輛數為2輛或2輛以上，3輛車編號分別為a,b,c,可以得到3輛車的排隊起始點時空坐標為設排隊位次為N_a，N_b，N_c，在這種情況下，當a車的排隊位次N_a＝1時，即a車為交叉口停車線前排隊的第一輛車時，利用最小二乘法擬合3輛車的排隊起始點時空點位坐標生成一條直線，稱作集結波，判斷a車是否為交叉口停車線前排隊的第一輛車的方法為：當時，認為a車是排隊的第一輛車，即距交叉口停車線距離不大于6m，當時，認為a車不是排隊的第一輛車，即距交叉口停車線距離大于6m。