本發(fā)明涉及交通控制領(lǐng)域，尤其涉及一種確定交叉口排隊(duì)長度方法及裝置。

背景技術(shù)：

近年來，我國城市道路交叉口的交通堵塞問題日趨嚴(yán)重。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)。傳統(tǒng)的斷面檢測器、雷達(dá)檢測器、視頻檢測器等交通檢測設(shè)備，由于受檢測范圍限制，很難準(zhǔn)確地檢測得到排隊(duì)長度，因而根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)檢測得到的排隊(duì)長度所制定的交通策略，仍然無法有效地緩解道路擁堵的狀況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種確定交叉口排隊(duì)長度方法及裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)很難準(zhǔn)確地確定出排隊(duì)長度的問題。

本發(fā)明方法包括一種確定交叉口排隊(duì)長度方法，該方法包括：根據(jù)第一路段的第一交通相位車輛檢測器在第n個(gè)信號周期和所述第n個(gè)信號周期之前的s個(gè)信號周期內(nèi)統(tǒng)計(jì)的各個(gè)過車的停車次數(shù)，預(yù)測所述第一路段的車輛檢測器在第n+1個(gè)信號周期和所述第n+1個(gè)信號周期之后的s個(gè)信號周期內(nèi)的交通需求量，所述交通需求量為各停車次數(shù)對應(yīng)的過車車輛數(shù)，其中，n和s為正整數(shù)，所述第一路段的第一交通相位為待交通控制區(qū)域內(nèi)的任意一個(gè)路段的任意一個(gè)交通相位；

根據(jù)所述交通需求量確定第n+1個(gè)信號周期內(nèi)的排隊(duì)車輛數(shù)；

根據(jù)所述第n+1個(gè)信號周期內(nèi)的排隊(duì)車輛數(shù)和所述第一交通相位的車道數(shù)，預(yù)測所述第一路段的第一交通相位在所述第n+1個(gè)信號周期的排隊(duì)長度。

基于同樣的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)一步地提供一種確定交叉口排隊(duì)長度裝置，該裝置包括：

預(yù)測交通需求量單元，用于根據(jù)第一路段的第一交通相位車輛檢測器在第n個(gè)信號周期和所述第n個(gè)信號周期之前的s個(gè)信號周期內(nèi)統(tǒng)計(jì)的各個(gè)過車的停車次數(shù)，預(yù)測所述第一路段的車輛檢測器在第n+1個(gè)信號周期和所述第n+1個(gè)信號周期之后的s個(gè)信號周期內(nèi)的交通需求量，所述交通需求量為各停車次數(shù)對應(yīng)的過車車輛數(shù)，其中，n和s為正整數(shù)，所述第一路段的第一交通相位為待交通控制區(qū)域內(nèi)的任意一個(gè)路段的任意一個(gè)交通相位；

確定單元，用于根據(jù)所述交通需求量確定第n+1個(gè)信號周期內(nèi)的排隊(duì)車輛數(shù)；

預(yù)測排隊(duì)長度單元，用于根據(jù)所述第n+1個(gè)信號周期內(nèi)的排隊(duì)車輛數(shù)和所述第一交通相位的車道數(shù)，預(yù)測所述第一路段的第一交通相位在所述第n+1個(gè)信號周期的排隊(duì)長度。

本發(fā)明實(shí)施例通過利用已有信號周期所統(tǒng)計(jì)的過車數(shù)和過車的停車次數(shù)，預(yù)測未來信號周期的過車數(shù)量，以及過車中的停車次數(shù)，進(jìn)而利用未來第n+2個(gè)信號周期直至第n+s個(gè)信號周期的各個(gè)停車次數(shù)的車輛數(shù)，反推出第n+1個(gè)信號周期的排隊(duì)車輛數(shù)，從而所述第n+1個(gè)信號周期內(nèi)的排隊(duì)車輛數(shù)和所述第一交通相位的車道數(shù)，預(yù)測所述第一路段的第一交通相位在所述第n+1個(gè)信號周期的排隊(duì)長度，這樣就可以準(zhǔn)確地預(yù)測出未來信號周期可能的道路擁堵程度，進(jìn)而有效地預(yù)防交通擁堵，緩解當(dāng)前的交通擁堵狀況。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定交叉口排隊(duì)長度方法流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的電警布設(shè)位置示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)清洗示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的車輛行駛軌跡匹配方法示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的確定停車次數(shù)的概率分布曲線示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的預(yù)測下一周期的排隊(duì)車輛的示意圖一；

圖7a～圖7e為本發(fā)明實(shí)施例提供的預(yù)測下一周期的排隊(duì)車輛的示意圖二；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的排隊(duì)長度的確定方法示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的調(diào)整區(qū)域協(xié)調(diào)方案示意圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定交叉口排隊(duì)長度裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部份實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種確定交叉口排隊(duì)長度方法流程示意圖，具體地實(shí)現(xiàn)方法包括：

步驟s101，根據(jù)第一路段的第一交通相位車輛檢測器在第n個(gè)信號周期和所述第n個(gè)信號周期之前的s個(gè)信號周期內(nèi)統(tǒng)計(jì)的各個(gè)過車的停車次數(shù)，預(yù)測所述第一路段的車輛檢測器在第n+1個(gè)信號周期和所述第n+1個(gè)信號周期之后的s個(gè)信號周期內(nèi)的交通需求量，所述交通需求量為各停車次數(shù)對應(yīng)的過車車輛數(shù)，其中，n和s為正整數(shù)，所述第一路段的第一交通相位為待交通控制區(qū)域內(nèi)的任意一個(gè)路段的任意一個(gè)交通相位。

步驟s102，根據(jù)所述交通需求量確定第n+1個(gè)信號周期內(nèi)的排隊(duì)車輛數(shù)。

步驟s103，根據(jù)所述第n+1個(gè)信號周期內(nèi)的排隊(duì)車輛數(shù)和所述第一交通相位的車道數(shù)，預(yù)測所述第一路段的第一交通相位在所述第n+1個(gè)信號周期的排隊(duì)長度。

換句話說，就是利用以前信號周期的過車統(tǒng)計(jì)結(jié)果來預(yù)測未來信號周期不同停車次數(shù)的過車車輛，進(jìn)而再利用后面周期的交通需求量倒推出待預(yù)測周期的排隊(duì)車輛數(shù)，從而才能夠計(jì)算出排隊(duì)長度。

需要說明的是，在執(zhí)行步驟s101之前，需要在獲取第n個(gè)信號周期和所述第n個(gè)信號周期之前的s個(gè)信號周期內(nèi)車輛檢測信息，具體地，車輛信息獲取設(shè)備主要有電子警察檢測器、電子車牌、rfid(radiofrequencyidentification，無線射頻識別技術(shù))、車路通信設(shè)備等能夠識別車輛信息，記錄車輛位置的設(shè)備。下面都將以電子警察檢測器為例介紹本發(fā)明實(shí)施例車輛信息識別與獲取、數(shù)據(jù)處理、計(jì)算流程，其他車輛信息獲取設(shè)備與之類似。

如圖2所示，路段上下游交叉口進(jìn)口道方向均布設(shè)有電子警察檢測器(以下簡稱電警)，電警需要集成卡口功能，車輛進(jìn)入電警拍攝范圍即被拍攝記錄。電警所處位置距離停車線18-23米，電警檢測到的數(shù)據(jù)為車牌號、車輛類型和通過停車線的時(shí)間，數(shù)據(jù)傳輸頻率為一分鐘向中心服務(wù)器傳輸一次數(shù)據(jù)。當(dāng)車輛進(jìn)入電警拍攝范圍內(nèi)，電警會對車輛進(jìn)行抓拍并識別車牌號碼和記錄車輛通過停車線的時(shí)間。電警上傳中心服務(wù)器中的數(shù)據(jù)格式如下表一所示，每條車輛記錄包含5種數(shù)據(jù)屬性，分別是車牌號碼、車輛類型、來車方向、行駛車道編號、通過停車線時(shí)間。

表一

進(jìn)一步地，由于車輛在行駛過程中，可能會出現(xiàn)中途停車的情況，比如加油、購物、臨時(shí)停靠等，這些非正常行駛導(dǎo)致車輛匹配后的行程時(shí)間數(shù)據(jù)中存在異常數(shù)據(jù)，需要通過數(shù)據(jù)清洗機(jī)制，剔除這些異常數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)清洗使用統(tǒng)計(jì)學(xué)上的分位數(shù)概念，計(jì)算行程時(shí)間分布，確定正常數(shù)據(jù)范圍，通常為25％分位和75％分位之內(nèi)的數(shù)據(jù)為正常數(shù)據(jù)，考慮到交通流波動(dòng)性，本發(fā)明在此基礎(chǔ)上建立了數(shù)據(jù)清洗方法，該方法主要有兩步，具體流程見圖3。

第一步，初次清洗。計(jì)算車輛軌跡匹配結(jié)果中車輛行程時(shí)間的25％分位值t25，和75％分位值t75，并計(jì)算分為差iqr；以此為基礎(chǔ)，得到數(shù)據(jù)初次清洗上邊界pl、下邊界dl；提取行程時(shí)間處于上下邊界內(nèi)的車輛軌跡數(shù)據(jù)，完成初次清洗，并計(jì)算邊界內(nèi)行程時(shí)間數(shù)據(jù)方差σ1。

第二步，二次清洗。判斷方差σ1與g/2+α的大小，此處α取值為10，如果σ1<g/2+α,則調(diào)整上邊界pl＝t75+c,下邊界dl＝t25-c；否則計(jì)算行程時(shí)間5％分位和95％分位的分位值t5、t95，調(diào)整上邊界為pl＝t95+c,下邊界dl＝t5-c。提取行程時(shí)間處于上下邊界范圍內(nèi)的車輛軌跡數(shù)據(jù)并存儲，完成數(shù)據(jù)清洗。

在圖3中，上述流程圖中各字母含義如下：pl、dl:數(shù)據(jù)清洗上、下邊界；t25：行程時(shí)間分位值，下標(biāo)25表示25％分位的分位值；iqr：分為差，即75％分位值減去25％分位值得到的差值；σ：標(biāo)準(zhǔn)差，下表代表含義見流程圖；g：綠燈時(shí)長；c：周期時(shí)長。

當(dāng)電警獲取到上述完成清洗的數(shù)據(jù)后，就可以進(jìn)行車輛行駛軌跡匹配，通過匹配同一輛車通過上下游路口的時(shí)間，可以得到車輛通過該路段的行程時(shí)間和行駛車道信息，對每一輛電警檢測到的車輛進(jìn)行匹配處理，可以獲得所有車輛的時(shí)空軌跡信息。車輛行駛軌跡匹配流程見圖4，首先，剔除電警中未識別的車牌數(shù)據(jù)；然后，遍歷下游車牌，從上游車牌中尋找匹配車牌，為了加快計(jì)算，本發(fā)明實(shí)施例設(shè)定上游車牌搜索時(shí)間范圍ti為下游車輛i的過車時(shí)刻，l為路段長度，v是路段車速；之后，考慮到電警存在重復(fù)檢測的情況，本發(fā)明實(shí)施例設(shè)定如果同一車牌過車時(shí)刻間隔在100s以內(nèi)，則認(rèn)為是重復(fù)檢測，刪除重復(fù)數(shù)據(jù)，只保留一條數(shù)據(jù)；最后，根據(jù)匹配結(jié)果計(jì)算每一輛車行程時(shí)間，計(jì)算公式為ti＝ti-t′i，其中，ti為輛車i的行程時(shí)間，ti為車輛i通過下游路口的時(shí)刻，t′i為車輛i通過上游路口的時(shí)刻。

考慮到車輛停車次數(shù)越多，其行程時(shí)間越大，因此利用這一關(guān)系，針對第n個(gè)信號周期或所述第n個(gè)信號周期之前的s個(gè)信號周期內(nèi)的任意一個(gè)信號周期，統(tǒng)計(jì)所述信號周期內(nèi)各個(gè)車輛從所述第一路段的第二交叉口通過所述所述第一路段的第一交叉口的各個(gè)車輛的行駛時(shí)長；對所述行駛時(shí)長進(jìn)行概率密度估計(jì)，得到概率分布曲線，并將所述概率分布曲線的凹點(diǎn)確定為停車次數(shù)劃分因子；根據(jù)所述停車次數(shù)劃分因子和各個(gè)車輛的行駛時(shí)長，確定出各個(gè)車輛的停車次數(shù)。

詳細(xì)來說，停車次數(shù)計(jì)算主要有四個(gè)步驟。

第一，提取每周期行程時(shí)間數(shù)據(jù)。提取數(shù)據(jù)清洗后一個(gè)周期內(nèi)的行程時(shí)間數(shù)據(jù)。

第二，對該周期內(nèi)行程時(shí)間數(shù)據(jù)做概率密度估計(jì)，得到估計(jì)結(jié)果(ti，f),ti為車輛i的行程時(shí)間，f為該行程時(shí)間對應(yīng)的概率分布。概率密度估計(jì)采用核密度估計(jì)的方法，核函數(shù)采用正態(tài)概率密度函數(shù)，以2s為步長。

第三，計(jì)算概率分布的凹點(diǎn)，確定停車次數(shù)邊界。滿足ti-ti-1<0并且ti-ti+1≥0，則ti為凹點(diǎn)。將計(jì)算得到的所有ti從小到大排序，得到t1，t2…tn,n個(gè)凹點(diǎn),n即為該周期最大停車次數(shù)。令ts0＝t1,h和ts0為停車次數(shù)劃分參數(shù)，如圖5所示。

第四，劃分不同停車次數(shù)行程時(shí)間區(qū)間，并確定各車輛停車次數(shù)。

…

當(dāng)按照上述算法統(tǒng)計(jì)出過去不同信號周期的過車車輛以及過車車輛的停車次數(shù)之后，就可以預(yù)測下一周期的排隊(duì)車輛數(shù)。具體地，首先，計(jì)算當(dāng)前周期j，相位p不同停車次數(shù)車輛數(shù)，計(jì)算公式如公式[1]：

其中，周期j，相位p停車s次的車輛數(shù)，其實(shí)s>0。

然后，根據(jù)當(dāng)前周期j的最大停車次數(shù)n確定需要預(yù)測的周期，分別是j+1，j+2，…，j+n

其次，按照公式[2]依次計(jì)算預(yù)測周期中0到n次停車的車輛數(shù)；

其中，周期j+i，相位p的停車s次車輛數(shù)。

再次，按照公式[3]和公式[4]計(jì)算周期j+1的交通需求。

舉例來說，如圖6所示，利用預(yù)測的2和3的過車數(shù)量(2周期過車中的2周期停車次數(shù)為2的車輛總數(shù)+2周期停車次數(shù)為3的車輛總數(shù)，以及3周期過車中的3周期停車次數(shù)為3的車輛總數(shù))，預(yù)測計(jì)算1周期的排隊(duì)車輛數(shù)，

因?yàn)榈缆方煌ǖ南嗨菩裕僭O(shè)最大停車次數(shù)是3次，則可以預(yù)測1/2/3這三個(gè)周期，所以可以根據(jù)前n個(gè)周期的s次停車次數(shù)的車輛數(shù)，求得n+1周期的s次停車的車輛數(shù)，比如說，-2周期停車1一次的車輛數(shù)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果為3，-1周期停車1一次的車輛數(shù)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果為3，0周期停車1一次的車輛數(shù)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果為3,則1周期停車1一次的車輛數(shù)，等于0.6*3+0.3*3+0.1*3＝3{向上取整}，類似地，預(yù)測出1周期停車2一次的車輛數(shù)為6{向上取整}，預(yù)測出1周期停車3一次的車輛數(shù)為1{向上取整}

目前只是可以預(yù)測出參與了在1周期過車的車輛數(shù)是3+6+1＝10，但是若要準(zhǔn)確地計(jì)算出排隊(duì)車輛總數(shù)(這是過車數(shù)量，不一定是參與排隊(duì)的車的數(shù)量，有可能有的車參與排隊(duì)了，但是在1周期的綠燈時(shí)間內(nèi)沒有通過去，所以需要根據(jù)下兩個(gè)周期過車的數(shù)量來倒推1周期準(zhǔn)確地排隊(duì)的車輛)，需要根據(jù)下面2周期和3周期的過車數(shù)量得出，即2周期過車中的2周期停車次數(shù)為2的車輛總數(shù)+2周期停車次數(shù)為3的車輛總數(shù)，以及3周期過車中的3周期停車次數(shù)為3的車輛總數(shù)，才是在1周期排隊(duì)的車輛總數(shù)。

假設(shè)，2周期的綠燈放行前排隊(duì)情況如圖7a所示，車輛a在1周期和0周期綠燈放行時(shí)沒有通過路口，所以車輛a在2個(gè)周期綠燈放行前又等了2周期的紅燈，所以是第3次停車，車輛b～車輛k在1周期綠燈放行時(shí)沒有通過路口，所以這些車在2周期綠燈放行前又等了2周期的紅燈，所以是第二次停車，車輛l、車輛m均是在1周期綠燈放行前第一次停車等候。當(dāng)2周期綠燈放行時(shí)，設(shè)定車輛a～車輛g通過了路口，其他車輛均沒有通過，如圖7b，此時(shí)進(jìn)入第3周期。3周期的綠燈放行前排隊(duì)情況如圖7c所示，因?yàn)檐囕vh～車輛k在2周期綠燈放行時(shí)沒有通過，在3周期綠燈放行前又等3周期的紅燈，所以是第三次停車，車輛l、車輛m是第二次停車。當(dāng)3周期綠燈放行時(shí)，車輛h～車輛k通過了路口，其他車輛均沒有通過，如圖7d所示。

所以，類似地，用上述預(yù)測1周期的不同停車次數(shù)的車輛數(shù)，分別計(jì)算出2周期過車中的停車2次的車輛數(shù)為6(說明這兩輛車肯定在1周期排隊(duì)了，結(jié)果在2周期又排隊(duì)了)，2周期的停車3次的車輛數(shù)為1(說明這兩輛車肯定在0周期和1周期都排隊(duì)了，結(jié)果在2周期又排隊(duì)了)，3周期過車中的停車3次的車輛數(shù)為4(說明這兩輛車肯定在0周期、1周期和2周期都排隊(duì)了，結(jié)果在3周期又排隊(duì)了)，因此1周期排隊(duì)的車輛數(shù)6+1+4＝11，如圖7e所示。

進(jìn)一步地，當(dāng)按照上述方式確定出待預(yù)測信號周期的排隊(duì)車輛數(shù)之后，按照公式[5]計(jì)算所述所述第一路段的第一交通相位在所述第n+1個(gè)信號周期時(shí)的排隊(duì)長度：

其中，ln+1,p為排隊(duì)長度，dn+1,p為所述第n+1個(gè)信號周期內(nèi)的排隊(duì)車輛數(shù)，ssh為飽和車頭間距，e為第一交通相位的車道數(shù)。

考慮到道路車道數(shù)目會發(fā)生變化，因此計(jì)算周期j+1的預(yù)測排隊(duì)長度。排隊(duì)長度計(jì)算公式為分段函數(shù)，根據(jù)排隊(duì)車輛是否超過交叉口入口道渠化段長度作為分段條件，如圖8中l(wèi)p為渠化段長度，計(jì)算公式如公式[6]。

其中，ep：相位p渠化車道數(shù)，根據(jù)實(shí)際路口幾何條件確定；

e:路段車道數(shù)，根據(jù)實(shí)際路口幾何條件確定；

lp：渠化段長度，根據(jù)實(shí)際路口幾何條件確定；

ssh：飽和車頭間距，本發(fā)明取1000m/150veh。

進(jìn)一步地，預(yù)測所述第一路段的第一交通相位在所述第n+1個(gè)信號周期的排隊(duì)長度之后，還包括：

根據(jù)待交通控制區(qū)域內(nèi)各路段在預(yù)設(shè)周期內(nèi)的排隊(duì)長度和各路段的長度，確定各路段的排隊(duì)強(qiáng)度，其中，所述路段是指相鄰兩個(gè)交叉口之間的路段；

確定所述排隊(duì)強(qiáng)度大于第一閾值的目標(biāo)路段，并將所述目標(biāo)路段的相鄰兩個(gè)交叉口作為關(guān)鍵交叉口；

確定所述關(guān)鍵交叉口的上下游交叉口為待調(diào)整交叉口，并調(diào)整所述待調(diào)整交叉口的綠燈信號時(shí)間比。

詳細(xì)來說，區(qū)域協(xié)調(diào)方案調(diào)整分為三個(gè)步驟。

第一步，計(jì)算區(qū)域路網(wǎng)排隊(duì)強(qiáng)度。依據(jù)排隊(duì)方法，計(jì)算區(qū)域路網(wǎng)中所有路段的車輛排隊(duì)長度qi,j，i為上游交叉口，j為下游交叉口。路網(wǎng)排隊(duì)強(qiáng)度ii,j計(jì)算公式如公式[7]。查詢排隊(duì)強(qiáng)度超過閾值i的路口，作為區(qū)域協(xié)調(diào)方案調(diào)整關(guān)鍵路口，i默認(rèn)取0.9。

其中，ii,j為路網(wǎng)排隊(duì)強(qiáng)度，qi,j為路段的車輛排隊(duì)長度，li,j為路段長度。

第二步，確定協(xié)調(diào)方案調(diào)整區(qū)域。如果該周期內(nèi)沒有關(guān)鍵路口，說明區(qū)域排隊(duì)均衡，則不對方案進(jìn)行調(diào)整，正常執(zhí)行協(xié)調(diào)方案；當(dāng)協(xié)調(diào)區(qū)域中存在關(guān)鍵路口時(shí)，以關(guān)鍵路口為起點(diǎn)，調(diào)整區(qū)域協(xié)調(diào)方案綠信比。根據(jù)關(guān)鍵路口位置，確定上下游調(diào)整區(qū)域。選擇距離關(guān)鍵路口最近的3個(gè)路口和次近的1個(gè)路口，作為調(diào)方向的上下游路口，如果關(guān)鍵路口位于區(qū)域邊界，則選擇最近的2個(gè)路口和次近的一個(gè)路口作為上下游路口，上下游路口中距離關(guān)鍵路口最近的一個(gè)路口為一級路口，另外路口為二級路口。如圖9所示，路口10為關(guān)鍵路口，路口2、5、6、7為下游路口，路口13、14、15、18為上游路口，路口6和路口14為一級路口，路口2、5、7和路口13、15、18為二級路口。

第三步，調(diào)整上游一級路口綠信比。計(jì)算關(guān)鍵路口與上游一級路口之間的排隊(duì)強(qiáng)度差值，如果差值小于0，則不調(diào)整上游一級路口；如果差值大于0，則上游一級路口協(xié)調(diào)相位綠信比減去排隊(duì)強(qiáng)度差值。

第四步，調(diào)整上游二級路口綠信比。計(jì)算上游一級路口與上游二級路口之間的排隊(duì)強(qiáng)度差值，選擇差值大于0的二級路口，并將其綠信比減去相應(yīng)差值。

第五步，調(diào)整下游一級路口綠信比。計(jì)算關(guān)鍵路口與下一一級路口之間的排隊(duì)強(qiáng)度差值，如果差值小于0，則不調(diào)整下一一級路口；如果差值大于0，則關(guān)鍵路口協(xié)調(diào)方向綠信比增加排隊(duì)強(qiáng)度差值。

第六步，調(diào)整下游二級路口綠信比。計(jì)算下游一級路口與下游二級路口之間的排隊(duì)強(qiáng)度差值，選擇差值大于0的路口，將上游一級路口對應(yīng)于排隊(duì)強(qiáng)度差值大于0的路口方向的相位綠信比加上排隊(duì)強(qiáng)度差值。

第七步，按照關(guān)鍵路口排隊(duì)強(qiáng)度由小到大，依次執(zhí)行第二步到第六步，直到區(qū)域內(nèi)所有關(guān)鍵路口調(diào)整結(jié)束，以達(dá)到協(xié)調(diào)區(qū)域排隊(duì)均衡。

本發(fā)明實(shí)施例充分挖掘交通大數(shù)據(jù)，發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值，可以補(bǔ)充傳統(tǒng)檢測器無法檢測得到的信號控制參數(shù)，提高信號控制的精確性。利用車輛軌跡信息得到車輛行程時(shí)間信息，根據(jù)行程時(shí)間計(jì)算停車次數(shù)并得到路段排隊(duì)長度，建立了大數(shù)據(jù)條件下的路段排隊(duì)長度計(jì)算體系，解決了路段排隊(duì)長度難以檢測獲取的難題。將排隊(duì)作為限制條件引入?yún)^(qū)域協(xié)調(diào)控制中，一方面，解決排隊(duì)對傳統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方案的影響，使區(qū)域排隊(duì)處于均衡狀態(tài)；另一方面，也可以作為控制效果評價(jià)指標(biāo)，評價(jià)控制方案運(yùn)行效果。本專利的實(shí)施可以為交通信號控制方案評價(jià)和區(qū)域協(xié)調(diào)控制方案優(yōu)化提供有力支撐，同時(shí)也在利用大數(shù)據(jù)降低區(qū)域擁堵方面的技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展具有十分重要的意義。

基于相同的發(fā)明構(gòu)思，圖10示例性的示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定交叉口排隊(duì)長度裝置的結(jié)構(gòu)，該裝置可以執(zhí)行上述確定排隊(duì)長度的方法流程，包括：預(yù)測交通需求量單元401、確定單元402、預(yù)測排隊(duì)長度單元403，其中：

預(yù)測交通需求量單元401，用于根據(jù)第一路段的第一交通相位車輛檢測器在第n個(gè)信號周期和所述第n個(gè)信號周期之前的s個(gè)信號周期內(nèi)統(tǒng)計(jì)的各個(gè)過車的停車次數(shù)，預(yù)測所述第一路段的車輛檢測器在第n+1個(gè)信號周期和所述第n+1個(gè)信號周期之后的s個(gè)信號周期內(nèi)的交通需求量，所述交通需求量為各停車次數(shù)對應(yīng)的過車車輛數(shù)，其中，n和s為正整數(shù)，所述第一路段的第一交通相位為待交通控制區(qū)域內(nèi)的任意一個(gè)路段的任意一個(gè)交通相位；

確定單元402，用于根據(jù)所述交通需求量確定第n+1個(gè)信號周期內(nèi)的排隊(duì)車輛數(shù)；

預(yù)測排隊(duì)長度單元403，用于根據(jù)所述第n+1個(gè)信號周期內(nèi)的排隊(duì)車輛數(shù)和所述第一交通相位的車道數(shù)，預(yù)測所述第一路段的第一交通相位在所述第n+1個(gè)信號周期的排隊(duì)長度。

可選地，所述預(yù)測預(yù)測排隊(duì)長度單元403具體用于：

按照公式[5]，計(jì)算所述第一路段的第一交通相位在所述第n+1個(gè)信號周期時(shí)的排隊(duì)長度，公式[5]如上所述，不再贅述。

進(jìn)一步地，還包括確定停車次數(shù)單元404，用于針對第n個(gè)信號周期或所述第n個(gè)信號周期之前的s個(gè)信號周期內(nèi)的任意一個(gè)信號周期，統(tǒng)計(jì)所述信號周期內(nèi)各個(gè)車輛從所述第一路段的第二交叉口通過所述所述第一路段的第一交叉口的各個(gè)車輛的行駛時(shí)長；

對所述行駛時(shí)長進(jìn)行概率密度估計(jì)，得到概率分布曲線，并將所述概率分布曲線的凹點(diǎn)確定為停車次數(shù)劃分因子；

根據(jù)所述停車次數(shù)劃分因子和各個(gè)車輛的行駛時(shí)長，確定出各個(gè)車輛的停車次數(shù)。

進(jìn)一步地，還包括調(diào)整單元405，用于根據(jù)待交通控制區(qū)域內(nèi)各路段在預(yù)設(shè)周期內(nèi)的排隊(duì)長度和各路段的長度，確定各路段的排隊(duì)強(qiáng)度，其中，所述路段是指相鄰兩個(gè)交叉口之間的路段；確定所述排隊(duì)強(qiáng)度大于第一閾值的目標(biāo)路段，并將所述目標(biāo)路段的相鄰兩個(gè)交叉口作為關(guān)鍵交叉口；確定所述關(guān)鍵交叉口的上下游交叉口為待調(diào)整交叉口，并調(diào)整所述待調(diào)整交叉口的綠燈信號時(shí)間比。

進(jìn)一步地，所述調(diào)整單元405具體用于：確定所述關(guān)鍵交叉口的上游的待調(diào)整交叉口與所述關(guān)鍵交叉口之間的排隊(duì)強(qiáng)度的差值，若大于第二閾值，則減小所述上游的待調(diào)整交叉口的綠燈信號時(shí)間比；

確定所述關(guān)鍵交叉口的下游的待調(diào)整交叉口與所述關(guān)鍵交叉口之間的排隊(duì)強(qiáng)度的差值，若大于所述第二閾值，則增加所述上游的待調(diào)整交叉口的綠燈信號時(shí)間比。

進(jìn)一步地，還包括：數(shù)據(jù)清洗單元406，用于針對任意一個(gè)車輛，計(jì)算所述車輛的行駛時(shí)長的第一分位值和第二分位值；根據(jù)所述第一分位值和第二分位值，確定數(shù)據(jù)清洗上邊界和下邊界；根據(jù)所述數(shù)據(jù)清洗上邊界和下邊界，對所述車輛的車輛檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例通過利用已有信號周期所統(tǒng)計(jì)的過車數(shù)和過車的停車次數(shù)，預(yù)測未來信號周期的過車數(shù)量，以及過車中的停車次數(shù)，進(jìn)而利用未來第n+2個(gè)信號周期直至第n+s個(gè)信號周期的各個(gè)停車次數(shù)的車輛數(shù)，反推出第n+1個(gè)信號周期的排隊(duì)車輛數(shù)，從而所述第n+1個(gè)信號周期內(nèi)的排隊(duì)車輛數(shù)和所述第一交通相位的車道數(shù)，預(yù)測所述第一路段的第一交通相位在所述第n+1個(gè)信號周期的排隊(duì)長度，這樣就可以準(zhǔn)確地預(yù)測出未來信號周期可能的道路擁堵程度，進(jìn)而有效地預(yù)防交通擁堵，緩解當(dāng)前的交通擁堵狀況。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲器中，使得存儲在該計(jì)算機(jī)可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。