一種車輛排隊(duì)長度測算的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種車輛排隊(duì)長度測算的方法及系統(tǒng)，通過建立城市道路組合交通流模型，將車流量信息分為穩(wěn)定流和組合流，可準(zhǔn)確模擬現(xiàn)實(shí)車流量信息。通過對道路進(jìn)行數(shù)字化圖形的采集，可使數(shù)字化圖形的原始地圖中的像素點(diǎn)作為道路的坐標(biāo)，設(shè)定采樣時(shí)間間隔，每隔一段時(shí)間進(jìn)行采樣檢測所述道路上車輛的離去率，當(dāng)檢測到所述道路上的車輛在道路通行周期內(nèi)不再前進(jìn)時(shí)，再次在所述采樣位置采集所述道路的數(shù)字化圖形信息，識(shí)別出所述數(shù)字圖形信息上與所述原始地圖上不同像素點(diǎn)，獲得擁堵發(fā)生的起點(diǎn)位置，根據(jù)發(fā)生擁堵起點(diǎn)距所述檢測點(diǎn)的距離，以及檢測到車輛在通行周期內(nèi)不再前進(jìn)的時(shí)刻通過車輛排隊(duì)長度計(jì)算公式可計(jì)算出實(shí)時(shí)車輛排隊(duì)長度。
【專利說明】一種車輛排隊(duì)長度測算的方法及系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種道路上車輛排隊(duì)長度測量技術(shù)。具體地說涉及一種車輛排隊(duì)長度測算的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著車輛的保有量的不斷上升，城市道路日益擁堵，從而導(dǎo)致城市道路交通事故頻發(fā)。一旦道路上發(fā)生擁堵，將直接降低路網(wǎng)的運(yùn)行效率，也容易誘發(fā)二次事故。減少交通事故帶來的負(fù)面影響的有效途徑，是通過實(shí)時(shí)運(yùn)算擁堵造成的影響，根據(jù)計(jì)算可得到道路達(dá)到最大排隊(duì)長度的時(shí)間，為采取有效的措施處理擁堵提供可靠的理論依據(jù)。
[0003]中國專利文獻(xiàn)CN102034353A公開了一種基于固定檢測器的城市道路交通事故排隊(duì)長度測算方法。該方法是基于在道路中設(shè)置的固定檢測器，用以檢測車輛的離去率，通過采用城市道路組合交通流來描述車輛到達(dá)的特征。根據(jù)車輛的到達(dá)率和離去率，建立基于固定檢測器的排隊(duì)長度測算方法，再根據(jù)交通事故持續(xù)的時(shí)間，計(jì)算交通事故造成的最大排隊(duì)長度。該方法能夠計(jì)算發(fā)生在固定檢測器沿車輛行駛方向前方的交通事故造成擁堵的車輛排隊(duì)長度。但是，道路上車輛發(fā)生碰撞的位置具有隨機(jī)性，可能發(fā)生在固定檢測器前方，也可能發(fā)生在固定檢測器后方，上述專利文獻(xiàn)公開的方法無法計(jì)算實(shí)際中所有碰撞發(fā)生的位置，通用性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中僅能計(jì)算發(fā)生在固定檢測器沿車輛行駛方向前方的交通事故造成擁堵的車輛排隊(duì)長度帶來的通用性差。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]一種車輛排隊(duì)長度測算的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0007]S1:通過建立城市道路組合交通流模型來描述道路上車輛的到達(dá)特征，計(jì)算所述道路上車輛的到達(dá)率，所述到達(dá)率為單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入所述道路的車輛數(shù)；進(jìn)一步包括以下步驟:
[0008] Sll:將所述組合交通流分為穩(wěn)定流和離散流，所述穩(wěn)定流由上游路口直行車道放行的連續(xù)駛?cè)胲囕v構(gòu)成，離散流由上游路口左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)車道駛?cè)氲能囕v構(gòu)成，將上游路口直行車道開始放行的時(shí)間設(shè)為周期開始時(shí)間，所述道路上車輛的到達(dá)率為:
[0009]I = ^-(^-A2) +A2

Ci
[0010]其中，λ i為穩(wěn)定流的到達(dá)率，λ 2為離散流的到達(dá)率，gl為上游路口直行車道放行的持續(xù)時(shí)間，C1為組合交通流周期，且組合交通流周期等于上游路口信號(hào)周期；
[0011]S2:選取道路中某一位置作為采樣位置，采集上下游兩個(gè)路口間無車輛行駛時(shí)道路的數(shù)字化圖形，將獲取到的數(shù)字化圖形作為所述道路的原始地圖，所述數(shù)字化圖形的起始像素點(diǎn)對應(yīng)道路下游的起始位置，所述數(shù)字化圖形結(jié)束的像素點(diǎn)對應(yīng)道路上游的結(jié)束位置；
[0012]S3:在所述道路上選擇任意位置作為檢測點(diǎn)，每隔采樣間隔At檢測所述道路上車輛的離去率，所述離去率為單位時(shí)間內(nèi)離開所述道路的車輛數(shù)；
[0013]S4:所述檢測點(diǎn)在檢測到所述道路上的車輛在通行周期內(nèi)不再前進(jìn)時(shí)，再次在所述采樣位置采集所述道路的數(shù)字化圖形信息；
[0014]S5:將再次獲取到的數(shù)字化圖形，與所述的原始地圖進(jìn)行比對，比對兩幅數(shù)字化圖形的不同，得到擁堵發(fā)生的起點(diǎn)距離檢測點(diǎn)的距離Itl,以及判斷擁堵發(fā)生的位置位于所述檢測點(diǎn)的上游或下游；
[0015]S6:根據(jù)所述的距離Itl，和發(fā)生擁堵的位置，以及所述檢測點(diǎn)檢測到車輛在通行周期內(nèi)不再前進(jìn)的時(shí)刻ts，通過車輛排隊(duì)長度測算公式計(jì)算實(shí)時(shí)車輛排隊(duì)長度。
[0016]所述步驟S5中將再次獲取到的數(shù)字化圖形，與所述的原始地圖的數(shù)字化圖形進(jìn)行比對這一步驟具體為:比對兩幅圖形不同的像素點(diǎn)，識(shí)別出從下游至上游第一個(gè)不同的像素點(diǎn)，即為發(fā)生擁堵的位置。
[0017]所述步驟S6中 ，具體包括以下步驟:
[0018]S61:判斷發(fā)生擁堵的位置位于所述檢測點(diǎn)的上游或下游；
[0019]S62:若發(fā)生擁堵的位置位于所述檢測點(diǎn)的下游，發(fā)生擁堵的位置與所述檢測點(diǎn)的距離為lo，以及所述檢測點(diǎn)檢測到車輛在通行周期內(nèi)不再前進(jìn)的時(shí)刻ts，則通過車輛排隊(duì)長度測算公式:
[0020]L{t) = (N1 + Jcl +N2-YiqAO丨+ Z0 計(jì)算車輛排隊(duì)長度；
C1/=1
[0021]S63:若發(fā)生擁堵的位置位于所述檢測點(diǎn)的上游，發(fā)生擁堵的位置與所述檢測點(diǎn)的距離為lo，以及所述檢測點(diǎn)檢測到車輛在通行周期內(nèi)不再前進(jìn)的時(shí)刻ts，則通過車輛排隊(duì)長度測算公式:
言 _, —η '
[0022]L(t) = (N1 + Jcl +N2-YjqAtVkj —10 計(jì)算車輛排隊(duì)長度；
cI1=1





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[0023]其中，t為所述檢測點(diǎn)檢測到車輛在在道路通行周期內(nèi)不發(fā)生移動(dòng)時(shí)或沒有檢測到車輛通過所述檢測點(diǎn)后的任意時(shí)刻，N1和N2分別為車輛到達(dá)時(shí)組合交通流所在周期剩余時(shí)間Ac1內(nèi)到達(dá)的車輛數(shù)和擁堵擴(kuò)散結(jié)束時(shí)組合交通流所在周期剩余時(shí)間Ac2內(nèi)到達(dá)的車輛數(shù)&為第i個(gè)采樣時(shí)間間隔內(nèi)檢測到的車輛離去率，i為所述檢測點(diǎn)檢測過的時(shí)間間隔的序號(hào)，η為到任意時(shí)刻t時(shí)所述檢測點(diǎn)檢測過的次數(shù)&為路段阻塞密度，一般取為100-150輛車/公里；
[0024]N1:? Ac1Scfg1B^hN1=Xi ( Δ C1-C^g1) + λ 2 (Cfg1),其中 (Ac1-Cjg1)*車輛到達(dá)時(shí)組合交通流所在周期剩余時(shí)間Ac1內(nèi)以穩(wěn)定流形式到達(dá)的車輛數(shù)，A2 (Cl-gl)為車輛到達(dá)時(shí)組合交通流所在周期剩余時(shí)間Ac1以內(nèi)離散流形式到達(dá)的車輛數(shù)；當(dāng)Ac1
<C^g1時(shí),N1 = λ 2Cl,此時(shí),車輛到達(dá)時(shí)組合交通流所在周期剩余時(shí)間Ac1內(nèi)僅包括離散流，且到達(dá)的車輛數(shù)為X2Ac1 ;N2:當(dāng)Ac2 < gl時(shí)，N2 = λ ^c2，此時(shí)，擁堵擴(kuò)散結(jié)束時(shí)組合交通流所在周期剩余時(shí)間Ac2內(nèi)僅包括穩(wěn)定流，且到達(dá)的車輛數(shù)為λ ^c2;當(dāng)Ac2 >gl時(shí)，N2= Algl+A2 (Ac2-gl)，其中，Algl為擁堵擴(kuò)散結(jié)束時(shí)組合交通流所在周期剩余時(shí)間Ac2內(nèi)以穩(wěn)定流形式到達(dá)的車輛數(shù)，A2 (Ac2-gl)為擁堵擴(kuò)散結(jié)束時(shí)組合交通流所在周期剩余時(shí)間Ac2內(nèi)以離散流形式到達(dá)的車輛數(shù)。
[0025]所述步驟S4中所述檢測點(diǎn)在檢測到所述道路上的車輛在通行周期內(nèi)不再前進(jìn)，這一步驟具體為:
[0026]所述檢測點(diǎn)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)檢測到正前方的車輛在道路通行周期內(nèi)不發(fā)生移動(dòng)時(shí)或沒有檢測到車輛通過檢測點(diǎn)。
[0027]一種車輛排隊(duì)長度測算的系統(tǒng)，包括以下模塊:
[0028]交通流建立模塊:用于建立城市道路組合交通流模型來描述道路上車輛的到達(dá)特征，計(jì)算所述道路上車輛的到達(dá)率，所述到達(dá)率為單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入所述道路的車輛數(shù)；進(jìn)一步包括:
[0029]到達(dá)率計(jì)算模塊，用于將所述組合交通流分為穩(wěn)定流和離散流，所述穩(wěn)定流由上游路口直行車道放行的連續(xù)駛?cè)胲囕v構(gòu)成，離散流由上游路口左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)車道駛?cè)氲能囕v構(gòu)成，將上游路口直行車道開始放行的時(shí)間設(shè)為周期開始時(shí)間，所述道路上車輛的到達(dá)率為:
[0030]Λ--(A1-A ) + Λ2
[0031]其中，λ i為穩(wěn)定流的到達(dá)率，λ 2為離散流的到達(dá)率，gl為上游路口直行車道放行的持續(xù)時(shí)間，C1為組合交通流周期，且組合交通流周期等于上游路口信號(hào)周期；
[0032]采樣模塊:選取道路中某一位置作為采樣位置，采集上下游兩個(gè)路口間的無車輛行駛時(shí)道路的數(shù)字化圖形，將獲取到的數(shù)字化圖形作為所述道路的原始地圖，所述數(shù)字化圖形的起始像素點(diǎn)對應(yīng)道路下游的起始位置，所述數(shù)字化圖形結(jié)束的像素點(diǎn)對應(yīng)道路上游的結(jié)束位置；
[0033]檢測模塊:在所述道路上選擇任意位置作為檢測點(diǎn)，每隔采樣間隔Λ t檢測所述道路上車輛的離去率，所述離去率為單位時(shí)間內(nèi)離開所述道路的車輛數(shù)；
[0034]二次采集模塊:所述檢測點(diǎn)在檢測到所述道路上的車輛在通行周期內(nèi)不再前進(jìn)時(shí)，再次在所述采樣位置采集所述道路的數(shù)字化圖形；
[0035]比對模塊:將再次獲取到的數(shù)字化圖形，與所述的原始地圖進(jìn)行比對，比對兩幅數(shù)字化圖形的不同，得到擁堵發(fā)生的起點(diǎn)距離檢測點(diǎn)的距離Itl,以及判斷擁堵發(fā)生的位置位于所述檢測點(diǎn)的上游或下游；
[0036]計(jì)算模塊:根據(jù)所述的距離Itl,和發(fā)生擁堵的位置，以及所述檢測點(diǎn)檢測到車輛在通行周期內(nèi)不再前進(jìn)的時(shí)刻ts，通過車輛排隊(duì)長度測算公式計(jì)算實(shí)時(shí)車輛排隊(duì)長度。
[0037]所述比對模塊中將再次獲取到的數(shù)字化圖形，與所述的原始地圖進(jìn)行比對，具體為:
[0038]將再次獲取到的數(shù)字化圖形，與所述的原始地圖的數(shù)字化圖形進(jìn)行比對，主要比對兩幅圖形不同的像素點(diǎn)，識(shí)別出從下游至上游的第一個(gè)不同的像素點(diǎn)，即為發(fā)生擁堵的位置。
[0039]所述計(jì)算模塊中，具體包括以下模塊:
[0040]位置判斷模塊:判斷發(fā)生擁堵的位置位于所述檢測點(diǎn)的上游或下游；
[0041]第一計(jì)算模塊:若發(fā)生擁堵的位置位于所述檢測點(diǎn)的下游，發(fā)生擁堵的位置與所述檢測點(diǎn)的距離為Ici,以及所述檢測點(diǎn)檢測到車輛在通行周期內(nèi)不再前進(jìn)的時(shí)刻ts，則通過車輛排隊(duì)長度測算公式:
[0042]
【權(quán)利要求】
1.一種車輛排隊(duì)長度測算的方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:通過建立城市道路組合交通流模型來描述道路上車輛的到達(dá)特征，計(jì)算所述道路上車輛的到達(dá)率，所述到達(dá)率為單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入所述道路的車輛數(shù)；進(jìn)一步包括以下步驟: Sll:將所述組合交通流分為穩(wěn)定流和離散流，所述穩(wěn)定流由上游路口直行車道放行的連續(xù)駛?cè)胲囕v構(gòu)成，離散流由上游路口左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)車道駛?cè)氲能囕v構(gòu)成，將上游路口直行車道開始放行的時(shí)間設(shè)為周期開始時(shí)間，所述道路上車輛的到達(dá)率為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛排隊(duì)長度測算的方法，其特征在于，所述步驟S5中將再次獲取到的數(shù)字化圖形，與所述的原始地圖的數(shù)字化圖形進(jìn)行比對這一步驟具體為:比對兩幅圖形不同的像素點(diǎn)，識(shí)別出從下游至上游第一個(gè)不同的像素點(diǎn)，即為發(fā)生擁堵的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種車輛排隊(duì)長度測算的方法，其特征在于，所述步驟S6中，具體包括以下步驟: S61:判斷發(fā)生擁堵的位置位于所述檢測點(diǎn)的上游或下游； S62:若發(fā)生擁堵的位置位于所述檢測點(diǎn)的下游，發(fā)生擁堵的位置與所述檢測點(diǎn)的距離為Itl,以及所述檢測點(diǎn)檢測到車輛在通行周期內(nèi)不再前進(jìn)的時(shí)刻ts，則通過車輛排隊(duì)長度測算公式:
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種車輛排隊(duì)長度測算的方法，其特征在于，所述步驟S4中所述檢測點(diǎn)在檢測到所述道路上的車輛在通行周期內(nèi)不再前進(jìn)，這一步驟具體為: 所述檢測點(diǎn)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)檢測到正前方的車輛在道路通行周期內(nèi)不發(fā)生移動(dòng)時(shí)或沒有檢測到車輛通過檢測點(diǎn)。
5.一種車輛排隊(duì)長度測算的系統(tǒng)，其特征在于，包括以下模塊: 交通流建立模塊:用于建立城市道路組合交通流模型來描述道路上車輛的到達(dá)特征，計(jì)算所述道路上車輛的到達(dá)率，所述到達(dá)率為單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入所述道路的車輛數(shù)；進(jìn)一步包括: 到達(dá)率計(jì)算模塊，用于將所述組合交通流分為穩(wěn)定流和離散流，所述穩(wěn)定流由上游路口直行車道放行的連續(xù)駛?cè)胲囕v構(gòu)成，離散流由上游路口左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)車道駛?cè)氲能囕v構(gòu)成，將上游路口直行車道開始放行的時(shí)間設(shè)為周期開始時(shí)間，所述道路上車輛的到達(dá)率為:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種車輛排隊(duì)長度測算的系統(tǒng)，其特征在于，所述比對模塊中將再次獲取到的數(shù)字化圖形，與所述的原始地圖進(jìn)行比對，具體為: 將再次獲取到的數(shù)字化圖形，與所述的原始地圖的數(shù)字化圖形進(jìn)行比對，主要比對兩幅圖形不同的像素點(diǎn)，識(shí)別出從下游至上游的第一個(gè)不同的像素點(diǎn)，即為發(fā)生擁堵的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種車輛排隊(duì)長度測算的系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算模塊中，具體包括以下模塊: 位置判斷模塊:判斷發(fā)生擁堵的位置位于所述檢測點(diǎn)的上游或下游； 第一計(jì)算模塊:若發(fā)生擁堵的位置位于所述檢測點(diǎn)的下游，發(fā)生擁堵的位置與所述檢測點(diǎn)的距離為Itl,以及所述檢測點(diǎn)檢測到車輛在通行周期內(nèi)不再前進(jìn)的時(shí)刻ts，則通過車輛排隊(duì)長度測算公式:
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一所述的一種車輛排隊(duì)長度測算的系統(tǒng)，其特征在于，所述二次采集模塊中的所述檢測點(diǎn)在檢測到所述道路上的車輛在通行周期內(nèi)不再前進(jìn)，具體為:所述檢測點(diǎn)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)檢測到正前方的車輛在道路通行周期內(nèi)不發(fā)生移動(dòng)時(shí)或沒有檢測到車輛通過 檢測點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】G06K9/46GK103985251SQ201410161695
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】顧懷中, 陸建, 王錦堯, 葉堅(jiān), 蘇子毅 申請人:東南大學(xué), 南京市公安局交通管理局