[發(fā)明專利]基于單截面電警數(shù)據(jù)的信號交叉口車道排隊(duì)長度估計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011078910.3
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112419751B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐克雙;吳浩;姚佳蓉;談超鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G08G1/065
• 分類號: G08G1/065;G08G1/01
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

本發(fā)明涉及一種基于單截面電警數(shù)據(jù)的信號交叉口車道排隊(duì)長度估計(jì)方法，包括以下步驟：1)通過電警數(shù)據(jù)獲取各車道的車輛離去車頭時(shí)距信息，所述的電警數(shù)據(jù)為車輛通過停車線的時(shí)間戳信息，包括離開時(shí)刻、方向編號、車道編號和車型參數(shù)；2)根據(jù)時(shí)間戳信息及車輛離去車頭時(shí)距序列，分別針對單車道布設(shè)條件和多車道布設(shè)條件，通過定義特征函數(shù)以描述臨近間距與車頭時(shí)距波動兩重特性，識別離去車頭時(shí)距序列變點(diǎn)，并估計(jì)周期內(nèi)每條車道上的車輛排隊(duì)長度及漏檢率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明考慮了電警設(shè)備所存在的錯(cuò)漏檢現(xiàn)象，具有覆蓋場景全、輸入數(shù)據(jù)少、適用性廣等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交通信息領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于單截面電警數(shù)據(jù)的信號交叉口車道排隊(duì)長度估計(jì)方法。

背景技術(shù)

信號交叉口作為城市道路網(wǎng)絡(luò)中的重要節(jié)點(diǎn)，也是交通擁堵的常發(fā)地點(diǎn)。排隊(duì)長度能夠形象、直觀地反映交叉口的擁擠程度，是交叉口運(yùn)行效率評價(jià)的重要指標(biāo)之一，也是交叉口信號控制優(yōu)化的重要參數(shù)。另一方面，我國越來越多的城市布設(shè)了電警檢測器，海量的電警數(shù)據(jù)可提供豐富的交通信息。相比于傳統(tǒng)的定點(diǎn)檢測器，電警數(shù)據(jù)識別度高，能精確記錄車輛駛離信息，且能通過比對捕獲的車牌信息進(jìn)行軌跡重構(gòu)，維修較為容易。

目前，國內(nèi)外關(guān)于排隊(duì)長度估計(jì)的研究主要是基于累積交通流輸出輸入模型和交通波理論模型的方法。累積輸出輸入模型只適用于排隊(duì)長度未超過檢測器位置的情況，且該模型無法得到排隊(duì)長度隨時(shí)間變化在空間維度的演化規(guī)律?；诮煌úɡ碚摰哪Ｐ屯ㄟ^交通波波速的計(jì)算還原車輛排隊(duì)的形成和消散，但模型的輸入受檢測設(shè)備的精度和覆蓋率影響較大。在數(shù)據(jù)條件方面，研究多基于雙截面檢測數(shù)據(jù)，通過重構(gòu)軌跡對排隊(duì)長度進(jìn)行估計(jì)，但這樣的檢測環(huán)境在現(xiàn)實(shí)中并不普遍。在只有單個(gè)交叉口布設(shè)電警設(shè)備時(shí)，難以對排隊(duì)長度進(jìn)行估計(jì)。因此，構(gòu)建基于單截面電警數(shù)據(jù)的信號交叉口車道排隊(duì)長度估計(jì)模型，對于補(bǔ)充現(xiàn)有排隊(duì)長度估計(jì)方法論具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于單截面電警數(shù)據(jù)的信號交叉口車道排隊(duì)長度估計(jì)方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種基于單截面電警數(shù)據(jù)的信號交叉口車道排隊(duì)長度估計(jì)方法，包括以下步驟：

1)通過電警數(shù)據(jù)獲取各車道的車輛離去車頭時(shí)距信息，所述的電警數(shù)據(jù)為車輛通過停車線的時(shí)間戳信息，包括離開時(shí)刻、方向編號、車道編號和車型參數(shù)；

2)根據(jù)時(shí)間戳信息及車輛離去車頭時(shí)距序列，分別針對單車道布設(shè)條件和多車道布設(shè)條件，通過定義特征函數(shù)以描述臨近間距與車頭時(shí)距波動兩重特性，識別離去車頭時(shí)距序列變點(diǎn)，并估計(jì)周期內(nèi)每條車道上的車輛排隊(duì)長度及漏檢率。

所述的步驟1)中，各車道上的車輛離去車頭時(shí)距的表達(dá)式為：

其中，為車道k中第i個(gè)車頭時(shí)距，為車道k中第i+1輛車的離去時(shí)刻，表示車道k中第i輛車的離去時(shí)刻。

所述的步驟2)中，對于車道組內(nèi)該方向僅有一條車道的單車道布設(shè)條件，通過定義特征函數(shù)以描述車道中車輛的臨近間距與車頭時(shí)距波動的特性，以此識別出離去車頭時(shí)距序列變點(diǎn)，進(jìn)而估計(jì)周期內(nèi)該車道上的車輛排隊(duì)長度。

對于車道組內(nèi)該方向僅有一條車道的單車道布設(shè)條件，估計(jì)周期內(nèi)該車道上的車輛排隊(duì)長度，具體包括以下步驟：

201)通過任意一輛通過車輛τ將單車道在周期內(nèi)的車頭時(shí)距序列{h₁,h₂,…,h_N}分為兩個(gè)子序列A_1-τ＝{h₁,H₂,…,h_τ}和B_(τ+1)-N＝{h_τ+1,h_τ+2,…,h_N}；