[發(fā)明專利]基于二維聚類的交通信號時段劃分方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711010537.6
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107833463B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王浩;陳冬;黃美鑫;黃鳳
• 申請（專利權(quán)）人: 上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/08
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 王葉娟;胡晶

本發(fā)明提出一種基于二維聚類的交通信號時段劃分方法及系統(tǒng)，該方法包括：采集一交叉路口的交通流量數(shù)據(jù)；根據(jù)所述交通流量數(shù)據(jù)確定一總流量序列，基于所述總流量序列中的流量變化情況進行劃分處理，將總流量序列分割為若干子序列，得到若干時間段，作為第一劃分點集合V1；基于所述交叉路口的分方向及所述交通流量數(shù)據(jù)，計算各個方向在各個時間段的分流量向量，確定各個時間段的分流量向量的和向量角度，將和向量角度與判斷閾值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定若干時間段，作為第二劃分點集合V2；對所述第一劃分點集合V1和第二劃分點集合V2進行并集處理，得到總集合V，基于所述總集合V進行時段劃分。克服提取單一參數(shù)造成劃分失敗的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交通數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種基于二維聚類的交通信號時段劃分方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

交叉口信號燈合理配時是緩解城市交通擁堵的主要手段之一。交通信號分時段控制根據(jù)流量變化合理配置不同時段的配時方案，在定時控制系統(tǒng)、自適應(yīng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。

現(xiàn)有的配時技術(shù)中，僅僅針對總流量進行聚類分析，通常具有三種配時方案，分別為中間波谷一種，兩側(cè)波峰一種，兩段下降曲線一種。然而，當(dāng)用該配時方案來看待東西方向和南北方向兩個分流量時，顯然這種時段劃分算法是錯誤的。在實際工程中，以主觀經(jīng)驗對交叉口進行時段劃分，往往會造成交通時段劃分的失敗。針對總流量或者周期時段劃分，有幾點不足：

(1)周期、綠信比等參數(shù)需要大量的計算且計算復(fù)雜，難以操作；

(2)總流量甚至信號周期相似而各流向流量分布相差較大且不穩(wěn)定時，例如在平峰時段東西方向的流量呈現(xiàn)遞減趨勢而南北方向呈現(xiàn)遞增趨勢，而平峰時段的總流量基本恒定，兩流向的交通量差異性明顯，因而將所有平峰時段歸為一個信號配時時段是不合理的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于二維聚類的交通信號時段劃分方法及系統(tǒng)，克服提取單一參數(shù)造成劃分失敗的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明提出一種基于二維聚類的交通信號時段劃分方法，包括以下步驟：

S1：采集一交叉路口的交通流量數(shù)據(jù)；

S2：根據(jù)所述交通流量數(shù)據(jù)確定一總流量序列，基于所述總流量序列中的流量變化情況進行劃分處理，將所述總流量序列分割為若干子序列，得到若干時間段，作為第一劃分點集合V1；

S3：基于所述交叉路口的分方向及所述交通流量數(shù)據(jù)，計算各個方向在各個時間段的分流量向量，確定各個時間段的分流量向量的和向量角度，將和向量角度與判斷閾值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定若干時間段，作為第二劃分點集合V2；

S4：對所述第一劃分點集合V1和第二劃分點集合V2進行并集處理，得到總集合V，基于所述總集合V進行時段劃分。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述步驟S2包括以下步驟：

以基于時間序列分割算法尋找拐點的方式，將總流量序列分割成兩個子序列，并基于分治遞歸策略，對分割后的每個子序列再進行二分處理，直到分割的全部子序列的長度小于最小分割長度閾值終止迭代；得到一系列非等分的子序列及對應(yīng)的時間段，將所述對應(yīng)的時間段作為第一劃分點集合V1。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述基于時間序列分割算法尋找拐點的步驟包括：

S221：求出本次序列的總流量在各個時間段的平均值即：

其中，k表示本次序列中的時間段的個數(shù)，S為本次序列的總流量；

S222：計算本次序列內(nèi)在各時間段下的累積和，并判斷是否為拐點，即： S′_i＝0，i＝0