[發(fā)明專利]基于樣本行程時(shí)間信息的車道組最大排隊(duì)長(zhǎng)度估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810558555.6
• 申請(qǐng)日: 2018-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108806282B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬東方;李文婧;吳葉舟;瞿逢重;肖家旺;盛博文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G08G1/065
• 分類號(hào): G08G1/065;G08G1/01
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 忻明年

1.基于樣本行程時(shí)間信息的車道組最大排隊(duì)長(zhǎng)度估計(jì)方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

c1、根據(jù)周期內(nèi)的樣本行程時(shí)間數(shù)據(jù)推算最大行程時(shí)間和行程時(shí)間變化率；

c2、利用最大行程時(shí)間及信號(hào)控制參數(shù)，計(jì)算周期釋放車輛的最大排隊(duì)次數(shù)；

c3、針對(duì)最大行程時(shí)間車輛的排隊(duì)次數(shù)，也即周期釋放車輛的最大排隊(duì)次數(shù)確定該車輛首次被阻滯的周期編號(hào)及受阻延誤時(shí)間，進(jìn)而推算首次受阻周期內(nèi)的排隊(duì)最遠(yuǎn)點(diǎn)位置，也即最大排隊(duì)長(zhǎng)度；

c4、根據(jù)行程時(shí)間變化率，推算不同周期最大排隊(duì)長(zhǎng)度的映射關(guān)系，進(jìn)而依據(jù)最大行程時(shí)間車輛首次被阻滯周期的排隊(duì)最遠(yuǎn)點(diǎn)位置值計(jì)算當(dāng)前周期的最大排隊(duì)長(zhǎng)度；

步驟c1具體是：

c11、假設(shè)當(dāng)前周期為i，周期i內(nèi)共有樣本m個(gè)，則行程時(shí)間的樣本集合為：

T_i＝[T_i,1,T_i,2,…,T_i,m] (1-a)

式中，T_i為行程時(shí)間樣本，T_i,m為周期i第m輛駛離車輛的行程時(shí)間，單位為秒；

c12、假設(shè)周期i內(nèi)的共有n個(gè)受阻的行程時(shí)間樣本，即m個(gè)樣本數(shù)據(jù)中，前n個(gè)為受阻車輛，后(m-n)為自由通過(guò)車輛，則利用最小二乘法得行程時(shí)間變化率和周期i內(nèi)釋放車輛的最大行程時(shí)間：

式中，S_i為周期i內(nèi)的行程時(shí)間變化率，無(wú)量綱；T_i,j為周期i第j輛車的行程時(shí)間，單位為秒；t_i,j為周期i第j輛車駛離下游停車線的時(shí)刻；T_i,max為周期i釋放車輛的最大行程時(shí)間，單位為秒；

步驟c2具體是：

c21、在周期i內(nèi)的最大行程時(shí)間確定后，聯(lián)合車輛的自由流速度確定最大延誤時(shí)間，計(jì)算公式為：

d_i,max＝T_i,max-T_f (1-d)

式中，d_i,max為周期i內(nèi)釋放車輛的最大延誤時(shí)間，也即釋放第一輛車的延誤時(shí)間，單位為秒；T_f為車輛在不受信號(hào)阻滯作用下的平均行程時(shí)間，為定值，單位為秒；

c22、當(dāng)周期最大延誤時(shí)間小于當(dāng)前周期的紅燈時(shí)長(zhǎng)時(shí)，最大延誤車輛僅受當(dāng)前周期的阻滯影響；當(dāng)周期最大延誤時(shí)間大于當(dāng)前周期紅燈時(shí)長(zhǎng)而小于當(dāng)前周期紅燈時(shí)長(zhǎng)和前一周期紅燈時(shí)長(zhǎng)之和時(shí)，最大延誤車輛受當(dāng)前周期和前一周期的阻滯影響；以此類推，由周期最大延誤時(shí)間和交叉口的信號(hào)配時(shí)參數(shù)確定本周期的最大停車次數(shù)，計(jì)算公式為：

式中，N_i,max為周期i的最大停車次數(shù)，無(wú)量綱；(i-k)、(i-K)為周期編號(hào)，無(wú)量綱，r_i-k為i-k周期下的紅燈時(shí)長(zhǎng)；

步驟c3具體是：

c31、針對(duì)當(dāng)前周期i，設(shè)本周期的最大停車次數(shù)為N_i,max，則行程時(shí)間最大的車輛在周期(i-N_i,max+1)內(nèi)首次受信號(hào)燈阻滯而產(chǎn)生排隊(duì)；令周期i內(nèi)最大行程時(shí)間車輛為Φ_i，(i-N_i,max+1)用p_i來(lái)簡(jiǎn)化，則車輛Φ_i在周期p_i內(nèi)的延誤時(shí)間為：

式中，r_k為周期k內(nèi)紅燈時(shí)長(zhǎng)，單位為秒；

c32、根據(jù)交通波理論，由自由流速度、行程時(shí)間變化率、啟動(dòng)波波速推算周期i內(nèi)的停車波波速，其公式為：

式中，u_i,s為周期i內(nèi)的停車波波速，單位m/s；u_i,w為啟動(dòng)波波速，單位為m/s，定值，可由實(shí)測(cè)標(biāo)定，u_f為自由流速度；

c33、假設(shè)車輛Φ_i在周期p_i內(nèi)排隊(duì)長(zhǎng)度為則等于周期p_i到周期(i-1)的綠燈時(shí)長(zhǎng)與自由流速度的乘積之和，即：

式中，g_k為周期k內(nèi)的綠燈時(shí)長(zhǎng)，單位為s；

c34、根據(jù)周期p_i內(nèi)的停車波波速和車輛Φ_i的延誤值計(jì)算周期p_i的最大排隊(duì)長(zhǎng)度與車輛在周期p_i內(nèi)排隊(duì)長(zhǎng)度的差值，其公式為：

式中，為周期p_i內(nèi)的啟動(dòng)波速度；

c35、根據(jù)步驟c33和c34，公式(1-h)和(1-i)相加可得周期p_i內(nèi)的最大排隊(duì)長(zhǎng)度，其公式為

步驟c4具體是：

c41、針對(duì)周期i和周期(i-1)，假設(shè)周期i內(nèi)的初始排隊(duì)長(zhǎng)度為Y_i，則周期i內(nèi)最大排隊(duì)與初始排隊(duì)之間的差值為(u_i,s·r_i)，周期(i-1)內(nèi)的最大排隊(duì)長(zhǎng)度與周期i內(nèi)的初始排隊(duì)之間的差值為(u_f·g_i-1)，則周期i和(i-1)內(nèi)的最大排隊(duì)長(zhǎng)度L_i和L_i-1與Y_i之間存在如下關(guān)系：

c42、根據(jù)步驟c41中的公式(1-k)，可知任意連續(xù)兩個(gè)周期之間的最大排隊(duì)長(zhǎng)度存在如下關(guān)系，如公式(1-l)所示：

L_i-L_i-1＝u_i,s·r_i-u_f·g_i-1 (1-l)

c43、根據(jù)步驟c42依次類推，可知周期i與周期p_i所對(duì)應(yīng)的最大排隊(duì)長(zhǎng)度滿足：

c44、將步驟c35中的公式(1-j)代入至步驟c43中的公式(1-m)可知周期i內(nèi)的最大排隊(duì)長(zhǎng)度值，其公式為：