本發(fā)明涉及一種基于過車時刻數(shù)據(jù)的信號方案識別方法，服務(wù)于城市交通控制與管理，屬于智能交通研究領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著停車線斷面檢測器、電子車牌、電子警察、RFID等設(shè)備的逐漸普及，大量有效數(shù)據(jù)如車輛通過交叉口停車斷面的時刻亟待利用。本方法通過停車線斷面的過車時刻數(shù)據(jù)計算交叉口運行的信號方案，區(qū)分每一輛車通過時所在的信號周期，從而為以周期、相位為單位的路段、交叉口指標計算提供基礎(chǔ)，進而為以路網(wǎng)狀態(tài)為依據(jù)的城市交通管控提供依據(jù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于過車時刻數(shù)據(jù)的信號方案識別方法。本發(fā)明基于停車線斷面過車時刻數(shù)據(jù)，結(jié)合城市道路車輛運行特性識別交叉口信號方案。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的一種基于過車時刻數(shù)據(jù)的信號方案識別方法包括計算車輛之間的第一類距離、計算每輛車的跟車密度，計算車輛的第二類距離，選取特征點，識別信號方案三個步驟。

本發(fā)明的基本步驟如下：

c1、計算車輛之間的第一類距離，計算每輛車的跟車密度。

c2、計算車輛的第二類距離，選取特征點。

c3、識別信號方案。

步驟c1計算車輛之間的第一類距離，計算每輛車的跟車密度的過程包括：

c11、獲取交叉口j相位k的所有過車時刻數(shù)據(jù)，第i輛車的過車時刻為t_j,k,i。

c12、定義交叉口j相位k的過車時刻數(shù)據(jù)之間的第一類距離d_j,k,(i,p):

d_j,k,(i,p)＝|t_j,k,i-t_j,k,p|

式中，d_j,k,(i,p)——交叉口j相位k第i輛車與第p輛車的第一類距離；

t_j,k,i——交叉口j相位k第i輛車的過車時刻；

t_j,k,p——交叉口j相位k第p輛車的過車時刻；

c13、定義每輛車的跟車密度為包括該車在內(nèi)，連續(xù)以車頭時距小于H′＝10所通過的車輛數(shù)。計算交叉口j相位k的第i輛車的跟車密度ρ_j,k,i。其中第i輛車的車頭時距H_i為：

H_i＝t_j,k,i-t_j,k,i-1

式中，H_i——交叉口j相位k第i輛車的車頭時距；

t_j,k,i——交叉口j相位k第i輛車的過車時刻；

t_j,k,i-1——交叉口j相位k第i-1輛車的過車時刻；

步驟c2計算車輛的第二類距離，選取特征點的過程包括：

c21、定義交叉口j相位k的第i輛車的第二類距離C_j,k,i為距離跟車密度比自己高的車輛的最短距離：

式中，C_j,k,i——交叉口j相位k第i輛車的第二類距離；

d_j,k,(i,p)——交叉口j相位k第i輛車與第p輛車的第一類距離；

ρ_j,k,p——交叉口j相位k第i輛車的跟車密度；

ρ_j,k,i——交叉口j相位k第p輛車的跟車密度；

c22、計算距離閾值M：

M＝(M₁+M₂)/2

式中，M——選取特征值的第二類距離閾值；

M₁——選取車頭時距大于H″＝20的車輛，計算其對應(yīng)的第二類距離眾數(shù)M₁；

M₂——選取車頭時距小于H″＝20的車輛，計算其對應(yīng)的第二類距離眾數(shù)；

c23、選取第二類距離大于等于第二類距離閾值M的車輛過車時刻t_j,k,i作為特征點。

步驟c3識別信號方案的過程包括：

c31、以特征點作為等效綠燈啟亮?xí)r刻，計算相鄰特征點之間的時刻之差作為該周期的等效周期時長；

c32、以特征點的前一個車輛過車時刻作為上一周期等效綠燈結(jié)束時刻；

c33、以等效綠燈結(jié)束時刻與啟亮?xí)r刻的差值作為等效綠燈時長。而等效紅燈時長為等效周期時長與等效綠燈時長的差值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是充分利用且只利用過車時刻數(shù)據(jù)，識別得到交叉口的信號方案，即等效周期、綠燈、紅燈，為城市交通管控中相關(guān)措施提供了參數(shù)基礎(chǔ)。而且該方法充分利用現(xiàn)有的過車時刻數(shù)據(jù)，不依賴于參數(shù)選取，且易于工程實現(xiàn)。

具體實施方式

下面對本發(fā)明進行詳細闡述，本發(fā)明的具體步驟如下。

步驟一計算車輛之間的第一類距離，計算每輛車的跟車密度的過程包括：

獲取交叉口j相位k的所有過車時刻數(shù)據(jù)，第i輛車的過車時刻為t_j,k,i。

定義交叉口j相位k的過車時刻數(shù)據(jù)之間的第一類距離d_j,k,(i,p):

d_j,k,(i,p)＝|t_j,k,i-t_j,k,p|

式中，d_j,k,(i,p)——交叉口j相位k第i輛車與第p輛車的第一類距離；

t_j,k,i——交叉口j相位k第i輛車的過車時刻；

t_j,k,p——交叉口j相位k第p輛車的過車時刻；

定義每輛車的跟車密度為包括該車在內(nèi)，連續(xù)以車頭時距小于H′＝10所通過的車輛數(shù)。計算交叉口j相位k的第i輛車的跟車密度ρ_j,k,i。其中第i輛車的車頭時距H_i為：

H_i＝t_j,k,i-t_j,k,i-1

式中，H_i——交叉口j相位k第i輛車的車頭時距；

t_j,k,i——交叉口j相位k第i輛車的過車時刻；

t_j,k,i-1——交叉口j相位k第i-1輛車的過車時刻；

步驟二計算車輛的第二類距離，選取特征點的過程包括：

定義交叉口j相位k的第i輛車的第二類距離C_j,k,i為距離跟車密度比自己高的車輛的最短距離：

式中，C_j,k,i——交叉口j相位k第i輛車的第二類距離；

d_j,k,(i,p)——交叉口j相位k第i輛車與第p輛車的第一類距離；

ρ_j,k,p——交叉口j相位k第i輛車的跟車密度；

ρ_k,k,i——交叉口j相位k第p輛車的跟車密度；

計算距離閾值M：

M＝(M₁+M₂)/2

式中，M——選取特征值的距離閾值；

M₁——選取車頭時距大于H″＝20的車輛，其對應(yīng)的第二類距離眾數(shù)M₁；

M₂——選取車頭時距小于H″＝20的車輛，其對應(yīng)的第二類距離眾數(shù)M₂；

選取距離大于等于距離閾值M的車輛過車時刻t_j,k,i做為特征點。

步驟三識別信號方案的過程包括：

以特征點作為等效綠燈啟亮?xí)r刻，計算相鄰特征點之間的時刻之差作為該周期的等效周期時長；

以特征點的前一個車輛過車時刻作為上一周期等效綠燈結(jié)束時刻；

以等效綠燈結(jié)束時刻與啟亮?xí)r刻的差值作為等效綠燈時長。而等效紅燈時長為等效周期時長與等效綠燈時長的差值。