[發明專利]一種基于路口相似度的信號配時方案推薦方法

有效

• 申請號: 201910313296.5
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110021178B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 孟利民;駱佳磊;蔣維;應頌翔;林夢嫚
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G08G1/08
• 分類號: G08G1/08
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

一種基于路口相似度的信號配時方案推薦方法，包括：1)采集路口地理信息；2)預處理數據；3)建立路口模型和方案模型；4)對目標路口與數據庫模塊中的路口做相似度的計算；5)評價得分模塊。本發明的優點是：提出了一種基于路口相似度的信號配時方案推薦方法，能夠將海量信號配時方案，通過路口相似度的匹配，推薦給目標路口，有效提高信號配時人員的工作效率和準確率。并通過評分機制，以保存優秀配時方案的方式，積累信號配時人員的專家經驗。

技術領域

本發明涉及一種基于路口相似度的信號配時方案推薦方法。

技術背景

良好運轉的交通系統與城市的健康發展息息相關。社會經濟的發展、城市化進程的加快以及私家車的迅速增加促進了城市交通需求的快速增長，隨之而來的交通擁堵問題已然成為了大中型城市發展的瓶頸問題。為了解決上述交通問題，國內外普遍采取的方法有加寬路面，修建立交橋、高架橋等。雖然這些方法能暫時緩解交通壓力，但是由于土地資源有限以及經濟條件的制約，上述的方法并不是緩解交通擁堵、提高通行效率的長久之計。因此，在道路建設增長極其有限的情況下，如何通過區域交通需求管控策略，對路網進行整體把控，同時實現區域道路交通運行的最優配置，挖掘和充分利用現有道路資源，才是實現城市道路交通高效、有序、安全運行的重要途徑。

在城市道路交叉口的管理中采用交叉口信號配時方案可以對交叉口的交通進行有效的調控，是改善城市交通運行狀況的重要途徑之一。然而傳統的信號配時工作，需要配時人員對相關路口進行實時的監控視頻觀察，根據實際情況制定方案，并持續觀察方案效果。這一過程不僅對配時人員經驗水平要求較高且耗費時間和精力，同時也影響方案下發的工作效率。另一方面由于交通系統本身所具有的動態特性所產生的時段差異以及路口自身的差異也使得配時工作積累下來的大量配時方案難以準確復用到別的路口上，造成了資源的浪費。

發明內容

為提高配時工作人員的工作效率和準確率，更快的對擁堵路口和新增路口進行配時方案的下發，本發明提供了一種通過輸入路口靜態地理信息和動態交通流信息來推薦適合當前路口交通狀況的信號配時方案的方法。

一種基于路口相似度的信號配時方案推薦方法，包括以下步驟：

1)采集數據，采集路口地理信息，通過SCATS檢測器采集對應路口交通流數據及其對應時段的配時方案數據。

2)預處理數據，在步驟1)的基礎上，針對交通流和配時方案數據的缺失和異常進行清洗和修復。針對缺失數據用多重插補的方法進行補全。針對異常數據，首先用統計學中的Grubbs檢驗法判斷數據是否為異常值，再針對異常值采用三次樣條法進行插值。

3)建立數據庫，基于步驟1)和步驟2)建立路口模型和方案模型。

4)推薦算法，在步驟3)的基礎上，對目標路口與數據庫模塊中的路口做相似度的計算，計算公式SIM描述如公式(1)所示：

SIM＝K_d·SIMD+K_f·SIMF+K_b·SIMB (1)

其中SIMD是路口空間相似度，K_d是路口空間相似度所占的權重；SIMF是各路段車道數與車道功能類型的相似度，K_f是車道數與車道功能類型的相似度所占的權重；SIMB是計算周圍是否有醫院、學校、車站等規律性大流量建筑物及建筑物所處位置的相似度，K_b是建筑物相似度所占的權重。

選取相似度SIM超過閾值的路口(閾值由專家經驗得出)，通過目標路口與這些路口的當前動態數據匹配，從這些路口的方案中計算出最適合目標路口的方案進行推薦，計算公式描述如公式(2)所示：