CN101123038A - 一种路口关联路段动态路况采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路口关联路段动态路况采集方法，本发明步骤如下：(1)读取路口、路段的位置数据；(2)建立路口、关联路段、路段方向和路口信号控制机控制方案相位的关联关系；建立路段路况阀值表；(3)获取所需路段的关联相位，读取路口信号控制机该相位所采集的数据；(4)计算该路段方向的路况参数，根据路段路况阀值表，判断路段方向路况。首先，本发明所提供的方法是通过对数据结构的设定实现控制方案和数据采集过程，能够实现对不同路口和不同路段的复杂满足，可移植性极高。施行周期短，工期小，具备大规模实现的基础。允许根据路段不同设置路况阀值，可控性极高，能够实现实时采集。

Description

一种路口关联路段动态路况采集方法

(一)技术领域

本发明涉及一种动态交通信息采集方法，特别是一种以路口信号控制机为基础交通信息采集源，进行路口关联路段动态路况信息的采集的方法。

(二)背景技术

当前，道路动态路况信息的实时发布成为了诱导城市交通，解决城市交通拥挤问题的有效方法和共识之一；比如北京公众出行网，济南交通信息服务网等都是采取这种方法，通过发布道路的畅通、拥挤、阻塞等路况信息，达到诱导城市交通、合理分配城市交通流的目的，并收到了良好和轰动的效果。与此同时，道路路况信息的有效准确采集也就成为了一个十分重要的课题。

在实现道路路况信息的采集方法上，目前的一般做法是在路段上方或侧面加入如视频、雷达等采集设备，加大对路段通行状态信息的直接采集和加工再利用。然而由于路段长短、车道数等物理状态是不同的，势必造成这种采集方法采集方案的过分复杂，采集设备的投资、维护，以及系统的升级改造和管理是复杂和海量的。另外，目前某些路口交通信号控制机已经具备了采集某些交通数据的能力，根据国标GA47-2002规定，感应路口信号控制机必须具备控制相位最大最小时间、以及实际相位时间的采集。从原理上分析，这种信号控制机能力上应该具体采集路口车流速度，车流密度，车流量等交通参数，并以次来判断实际相位时间；基于管道模型计算车流方法，这些交通参数可以反映对路口下方路段的流入影响以及上方路段的流出影响；同时结合路段的饱和流量等参数，能够判断这些路段的通行状态。基于道路信号控制机采集路口关联路段的交通状态的优点是显而易见的，工程简单，并且提高设备的利用率以及投资低；其缺点是因为大量人工设置而造成的海量计算以及更新维护和计算的复杂度问题。

事实上，现代城市智能交通控制系统已经发展到了很高的水平，普遍具备了以GIS为基础的城市交通控制中心，能够远程的实现交通信号控制机的配时和路口交通信息数据的采集和分析。其感应交通信号控制机已经具备采集路口车流速度，车流密度，车流量等功能。

(三)发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于路口信号控制机为交通信息采集源的路口关联路段动态路况采集方法，使得本方法计算量少、步骤简单。

为了解决上述技术问题，本发明步骤如下：(1)读取路口、路段的位置数据；(2)建立路口、关联路段、路段方向和路口信号控制机控制方案相位的关联关系；建立路段路况阀值表；(3)获取所需路段的关联相位，读取路口信号控制机该相位所采集的数据；(4)计算该路段方向的路况参数，根据路段路况阀值表，判断路段方向路况。

为了方便所需路段的关联相位获取，所述步骤(2)中建立关联关系包括有：建立以路口为中心的路口及关联路段表，使得关联路段有序排列；按照关联路段表顺序确定路段的方向号，确定路段的上、下行关系；建立路口信号控制机控制方案相位与路段方向的关联表。

为了具有误差判断和纠错作用，所述的路段路况阀值表包括有时间阀值参数和空间阀值参数，所述的路况参数包括时间占有率和空间占有率，分别通过时间占有率和空间占有率得出路况，路况一致的，为准确路况，路况不一致的，通过前三个周期时间占有率和空间占有率的平均值得出路况，路况一致的，为准确路况，路况不一致的，为未知路况。

为了提高路况判断的准确性，所述的段路路况阀值表中包含有车道数目等级，车道数目共四个级别，单向四车道及以上为四级，其它三个级别与车道数相对应。

本发明的有益效果是：首先，本发明所提供的方法是通过对数据结构的设定实现控制方案和数据采集过程，能够实现对不同路口和不同路段的复杂满足，可移植性极高。施行周期短，工期小，具备大规模实现的基础。允许根据路段不同设置路况阀值，可控性极高，能够实现实时采集。

其次，在实现单路口和城市规模路口配置的时候，也能够保证信息采集的准确度和区域覆盖度。具备误差自查能力，经过测试和验证，实际准确率达到98％。

(四)附图说明

图1是本发明的流程图。

图2是本发明中相位与其影响路段上下行方向的关联计算流程图。

图3是本发明的路段状态的确定过程以及误差判断过程流程图。

图4本发明以五岔路口为例的路口关联路段的方向划定示意图。

图4中1-10表示路段方向号。

(五)具体实施方式

本具体实施例为如图4所示路口的关联路段动态路况采集方法。图4中所示的五岔路口编号为1，其关联路段编号分别为1，2，3，4，5；通行级别为4级(双向4车道)。

本具体实施例依据图1所示流程：包括如下步骤：(1)从交通GIS数据中读取1号路口、1-5号路段的GIS基本数据；交通控制中心提供城市交通GIS基本数据，包括路口，路段的起始关系、长度等物理状态数据；

(2)建立路口、关联路段、路段方向和路口信号控制机控制方案相位的关联关系；

建立以路口为中心的路口及关联路段表见表1，使得关联路段有序排列；

表1

序号	路口ID	路口关联路段1	路口关联路段2	路口关联路段3	路口关联路段4	路口关联路段5
							1	1	1	2	3	4	5

按照关联路段表顺序确定路段的方向号，如图4上所标示的1-10标号，确定路段的上、下行关系，规定自东向西，在北向南为上行方向；

建立路口信号控制机控制方案相位与路段方向的关联表，如表2所示，其过程如图2所示。

表2

序号	控制方案号	相位号	绿灯方向	相位最大时间(s)	相位最小时间(s)	影响路段方向号1	影响路段方向号2
								1	1	1	1-＞8，7-＞2，7-＞4	50	15	1	7
2	1	2	1-＞6，1-＞4，7-＞10	40	15	1	7
								3	1	3	3-＞10，3-＞8，3-＞6	40	15	3
4	1	4	5-＞10，5-＞2，9-＞6	50	15	5	9
								5	1	5	5-＞8，9-＞4，9-＞2	50	15	5	9
…	2	…	…

建立路段路况阀值表，见表3

表3

序号	路段级别	状态方案	时间占有率阻塞阀值比例	时间占有率拥挤阀值比例	空间占有率阻塞阀值比例	空间占有率拥挤阀值比例
							4	4	1	5/6	1/2	0.9	0.5

(3)根据图2所示的流程计算所需路段的关联相位，读取路口信号控制机该相位所采集的数据；对于路段1方向号1，影响其路况的相位有相位1和相位2，从路口信号控制机读取的相位时间相位1为30、相位2为40。(相位时间为路段1方向1的车流流出时间，说明路段1方向1有多少车流需要流出，如果需要流出的车流几个周期内都达到最大相位的时间，说明路段方向1为拥挤状态。)从路口信号控制机读取的相位1密度为0.8，车速为10；相位2密度为0.9，车速为12；

另一路口对路段1方向1的影响为1个相位，相位时间为50，密度为0.8，车速为10；路段1方向1的路段程度为Lc＝500。

(4)依据图3的流程计算该路段的路况参数，根据路段路况阀值表，判断路段路况。

a、时间参数计算

令控制周期：T＝∑tri，其中tri表示第i相位实际控制时间；令tmaxi，tmini表示第i相位最大和最小控制时间，其中i＝1，2，3，4，…

令n表示影响路段方向的相位总数，n＞0；

令t表示时间占有率，则每个T时间内计算时间占有率如下：

Pt＝∑(tri/tmaxi)/n。

b、路段空间占有率计算

令tri表示第i相位相位时间，

令dei表示第i相位路口采集的平均车流密度，表示车道占有率，

令vi表示第i相位路口采集的平均车流速度，单位为米/秒，

令Vi表示第i相位相位流入的车流长概数，单位为米，

令Vo表示第i相位相位流出的车流长概数，单位为米，

令Lc表示路段长度，单位为米

令P表示空间占有率，其中i＝1，2，3，4，…，

则在周期内计算如下：

路段车流涌入计算：Vi＝∑tri*dei*vi

路段车流流出计算：Vo＝∑tri*dei*vi；(其中的i表示另一个路口对该路段方向的影响第i个相位)。

空间占有率：P＝(Vi-Vo)/Lc。

路段路况的确定：

1)根据路段的级别和状态方案读取路段路况阀值表(表3)。

2)比较计算所得的参数与各个阀值，

a、如果时间占有率参数与控制占有率参数对应的路况状态一致，说明路况计算成功。

b、否则进入误差分析过程。

误差分析过程：误差分析为回溯前三个周期的Pt和P值，求时间占有率和空间占有率平均值，并进入路段路况确定过程。

如果对应的状态仍然不一致，则发布该路段路况为未知不明路况。

以路段1方向1为例进行参数计算和路况判断：

时间占有率Pt＝(30/50+40/40)/2＝4/5，从表3可知，此周期时间占有率为拥挤。

空间占有率P＝(0.8*10*30+0.9*12*40-0.8*10*50)/500＝0.55，从表3可知，此周期空间占有率为拥挤。两种参数所得路况一致，得出周期路段1方向1的路况为拥挤。

Claims (4)

1.一种路口关联路段动态路况采集方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)读取路口、路段的位置数据；(2)建立路口、关联路段、路段方向和路口信号控制机相位的关联关系；建立路段路况阀值表；(3)获取所需路段的关联相位，读取路口信号控制机该相位所采集的数据；(4)计算该路段方向的路况参数，根据路段路况阀值表，判断路段方向路况。

2.根据权利要求1所述的路口关联路段动态路况采集方法，其特征在于：所述步骤(2)中建立关联关系包括有：建立以路口为中心的路口及关联路段表，使得关联路段有序排列；按照关联路段表顺序确定路段的方向号，确定路段的上、下行关系；建立路口信号控制机控制方案相位与路段方向的关联表。

3.根据权利要求1或2所述的路口关联路段动态路况采集方法，其特征在于：所述的路段路况阀值表包括有时间阀值参数和空间阀值参数，所述的路况参数包括时间占有率和空间占有率，分别通过时间占有率和空间占有率得出路况，路况一致的，为准确路况，路况不一致的，通过前三个周期时间占有率和空间占有率的平均值得出路况，路况一致的，为准确路况，路况不一致的，为未知路况。

4.根据权利要求3所述的路口关联路段动态路况采集方法，其特征在于：所述的段路况阀值表中包含有车道数目等级，车道数目共四个级别，单向四车道及以上为四级，其它三个级别与车道数相对应。

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