一種基於單元-區間協作的城市道路交通狀態分析方法
2023-04-29 09:28:11
一種基於單元-區間協作的城市道路交通狀態分析方法
【專利摘要】本發明涉及交通管理領域，尤其涉及一種基於單元-區間協作的城市道路交通狀態分析方法，包括以下步驟：採集區間內所有單元的交通參數；計算每個單元的初始通行效率ei，區間參考通行指數μB，區間通行指數μb；計算通行效率置信水平θ，檢查θ是否滿足預設閾值，如果滿足則確認各個單元的最終通行效率，否則，步進調節每個單元的通行效率，並重複上述過程；解析輸出每個單元路段的交通狀態。本發明的優點是：通過一種協作模型建立起路段單元與路段區間之間的聯繫，使得單元的狀態能夠及時反映區間的整體變化趨勢，得到更加合理有效的交通狀態結果；步進調節模型穩定可靠，優化效果好，實用性強。
【專利說明】一種基於單元-區間協作的城市道路交通狀態分析方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及交通管理領域，尤其涉及一種基於單元-區間協作的城市道路交通狀態分析方法。
【背景技術】
[0002]新世紀以來，為了響應城市建設現代化、信息化的需要，我國的城市管理逐步向智能化管理發展，特別是在城市交通控制領域，不斷推進的智慧交通建設讓城市管理者和參與實際交通運行的行人車輛都受益匪淺。簡單地說，智慧交通的「智慧」就是讓交通控制系統可以自動感知城市中每條道路的交通變化並直觀地呈現在所有的參與者面前。為了實現這個目標，需要大力發展相關的智慧化交通管理技術，而城市道路的交通狀態評價分析技術就是其中重要的一環。通過對城市道路的交通狀態進行評價分析不僅能夠實時跟蹤觀察整個城市道路的交通運行狀況，給政府交通管理部門提供決策參考，還能夠讓行人車輛及時了解周邊的道路通行情況，從而選擇合適的出行方案，給日常生活帶來了極大的便利。
[0003]針對城市道路交通狀態評價分析技術的研究最早是在上個世紀中葉從對道路交通需求較高的歐美發達國家開始的。這項技術一般稱為交通擁堵自動判別技術(AutomaticCongestion Identification, ACI),主要針對城市道路(包括市區道路、快速路、高速公路)中可能出現的擁堵情況進行識別，進而能夠迅速開展疏導工作恢復路面暢通。這其中比較具有代表性的主要有California算法、McMaster算法、指數平滑法和標準偏差法四種算法，其他研究方法大多是基於這四種方法的改進。由於國外發達國家道路交通體系比較成熟，相關檢測設施也比較完善，可以取得足夠數量的比較精確的交通數據，從而識別出有效的擁堵狀態。而我國各大城市普遍處於發展階段，甚至於很多城市最基礎的交通流檢測仍然存在很多問題，直接應用這些算法很難取得比較滿意的結果。另外，對於當前的智慧交通發展而言，單純判斷道路是否處於擁堵狀態已經不能滿足交通管理的需求，還需要更為細緻的狀態劃分以及精準的標明交通運行狀況的指數數據。這些都是目前一般的ACI方法難以實現的。
[0004]基於上述問題以及我國交通管理的特殊需求，國內的研究人員也提出了一些相關直接分析道路或者區域交通狀態的方法。但是，這些方法大多只是單一的對道路狀態或者對區域狀態的分析，忽略了兩者之間存在的相關性關係；此外，很多方法通過比較複雜的神經網絡、濾波、矩陣模型對交通狀態進行分析，雖然在實驗室理論模擬中可能會取得較好的結果，但是在實際工程實踐應用中很難達到理想的效果，實用性不高。
【發明內容】
[0005]本發明為克服上述的不足之處，目的在於提供穩定可靠、實用性高、可擴展性強的一種基於單元-區間協作的城市道路交通狀態分析方法。
[0006]本發明是通過以下技術方案達到上述目的:一種基於單元-區間協作的城市道路交通狀態分析方法，所述單元為兩個相鄰交叉路口之間單一方向的單元路段，所述區間為若干個相鄰單元路段組成的路段區間，該方法包括以下步驟:
[0007](I)採集區間內所有單元路段在檢測周期內的交通信息參數，所述交通信息參數包括單元路段各車道交通流量、單元路段各車道車輛速度、單元路段佔有率；
[0008](2)分別計算每個單元路段的初始通行效率ei以及路段區間的參考交通通行指數
μΒ;
[0009](3)根據各個單元路段的通行效率計算區間通行指數μ b ;
[0010](4)根據1^與μ B計算路段區間通行效率的置信水平，檢查置信水平Θ是否滿足預設閾值，如果是，轉向步驟(6)，否則，轉向步驟(5)；
[0011](5)步進調節每個單元路段的通行效率ei，轉向步驟(3);
[0012](6)確認各個單元路段最終通行效率，並根據通行效率解析每個單元路段的交通狀態Si,完成該時間段內交通狀態分析計算。
[0013]作為優選，採集的交通信息參數包括單元路段交通屬性參數以及實時交通參數兩類，其中，交通屬性參數包括單元路段的路段長度、設計最大行駛速度、歷史最大行駛速度以及最大通行能力；實時交通參數包括單元路段的佔有率、各個車道的交通流量以及行駛速度。
[0014]作為優選，所述步驟(2)中每個單元路段的初始通行效率計算公式為:
【權利要求】
1.一種基於單元-區間協作的城市道路交通狀態分析方法，所述單元為兩個相鄰交叉路口之間單一方向的單元路段，所述區間為若干個相鄰單元路段組成的路段區間，其特徵在於，該方法包括以下步驟: (1)採集區間內所有單元路段在檢測周期內的交通信息參數，所述交通信息參數包括單元路段各車道交通流量、單元路段各車道車輛速度、單元路段佔有率； (2)分別計算每個單元路段的初始通行效率ei以及路段區間的參考交通通行指數μΒ; (3)根據各個單元路段的通行效率計算區間通行指數yb; (4)根據1^與μB計算路段區間通行效率的置信水平，檢查置信水平Θ是否滿足預設閾值，如果是，轉向步驟(6)，否則，轉向步驟(5)； (5)步進調節每個單元路段的通行效率ei，轉向步驟(3)； (6)確認各個單元路段最終通行效率，並根據通行效率解析每個單元路段的交通狀態Si，完成該時間段內交通狀態分析計算。
2.根據權利要求1所述的一種基於單元-區間協作的城市道路交通狀態分析方法，其特徵在於，採集的交通信息參數包括單元路段交通屬性參數以及實時交通參數兩類，其中，交通屬性參數包括單元路段的路段長度、設計最大行駛速度、歷史最大行駛速度以及最大通行能力；實時交通參數包括單元路段的佔有率、各個車道的交通流量以及行駛速度。
3.根據權利要求1或2所述的一種基於單元-區間協作的城市道路交通狀態分析方法，其特徵在於，所述步驟(2)中每個單元路段的初始通行效率計算公式為:
4.根據權利要求1或2所述的一種基於單元-區間協作的城市道路交通狀態分析方法，其特徵在於，所述步驟(2)中路段區間的參考交通通行指數μ Β計算公式為:
5.根據權利要求1所述的一種基於單元-區間協作的城市道路交通狀態分析方法，其特徵在於，所述步驟(3)中區間通行指數μ b的計算公式為:
6.根據權利要求1所述的一種基於單元-區間協作的城市道路交通狀態分析方法，其特徵在於，所述步驟(4)中檢查區間通行效率的置信水平Θ的公式為:
7.根據權利要求1或6所述的一種基於單元-區間協作的城市道路交通狀態分析方法，其特徵在於，所述步驟(5)中每個單元路段通行效率的步進調節公式為:
8.根據權利要求1所述的一種基於單元-區間協作的城市道路交通狀態分析方法，其特徵在於，所述步驟(6)中單元路段的最終通行效率解析交通狀態的公式為:
9.根據權利要求1所述的一種基於單元-區間協作的城市道路交通狀態分析方法，其特徵在於， 交通信息參數檢測以6min為一個周期。
【文檔編號】G08G1/01GK103914984SQ201410165821
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月23日 優先權日:2014年4月23日
【發明者】魏勇, 徐建軍, 邵小華, 楊靜, 張騰, 劉露, 王豔春, 王輝 申請人:銀江股份有限公司