CN103426312B - 一种基于道路流量检测的自动诱导方法及系统 - Google Patents

一种基于道路流量检测的自动诱导方法及系统 Download PDF

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CN103426312B CN201310393460.0A CN201310393460A CN103426312B CN 103426312 B CN103426312 B CN 103426312B CN 201310393460 A CN201310393460 A CN 201310393460A CN 103426312 B CN103426312 B CN 103426312B
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Abstract

一种基于道路流量检测的自动诱导方法,包括如下步骤:1)设定分流阀值和分流比率值;2)按扫描顺序对城市中每一路段进行扫描,在完成一次遍历扫描后,重新开始下一轮扫描;当扫描到某一路段时,进行如下判定,并进行相应操作:计算该路段车道平均流量L及左侧相邻路段车道平均流量L和右侧相邻路段车道平均流量L;当L达到分流阀值,且相邻路段车道平均流量与该路段车道平均流量比值小于分流比率值时,在该路段起点路口发布诱导信息,引导车辆向相邻路段分流;如果已经在发布诱导信息,当该路段车道平均流量小于相邻路段时停止发布对应的诱导信息。以及提供一种自动诱导系统。本发明准确性较好、实时性良好、城市道路利用率较高。

Description

一种基于道路流量检测的自动诱导方法及系统
技术领域
本发明涉及智慧交通领域,尤其是一种自动诱导方法及系统。
背景技术
随着我国城市化建设的不断发展,大中城市的人口和机动车数量高速增长,而受到地域、空间、资金投入和道路建设周期等因素限制,城市道路建设速度相对缓慢,道路拥堵现象普遍存在。在交通拥堵区域,往往需要增派大量警力进行疏导,且疏通时间一般比较长,耗费了大量人力物力资源。
为了解决道路拥堵现象,一个有效的解决办法是在拥堵初期,通过诱导系统对拥堵路段进行车辆分流,引导车辆驶向相对畅通的路段,避免交通进一步恶化。
现有的诱导系统大部分是通过人工控制发布诱导信息,发布方式包括发布静态信息、预置诱导信息滚动播放、发布突发事件信息、发布临时交通管制信息等,主要解决静态的或可预知的问题,或者解决交通事故等突发的局部性问题。而对日常的交通状态变化没有很好的诱导手段,没有发挥诱导系统全局的宏观调控作用。
随着交通流量检测设备安装密度加大和流量采集技术的提高,以下流量采集方式已基本可以实现:将道路按路口分割成若干小段,对每一小段的不同方向的车流量信息进行采集。
发明内容
为了克服已有交通诱导方式的准确性较差、实时性较差、城市道路利用率较低的不足,本发明提供了一种准确性较好、实时性良好、城市道路利用率较高的基于道路流量检测的自动诱导方法及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种基于道路流量检测的自动诱导方法,所述自动诱导方法包括如下步骤:
1)设定分流阀值,当路段的车道平均流量达到所述分流阀值阀值,即表示该路段拥堵,需考虑向相邻路段分流;设定分流比率值,当相邻路段的车道平均流量与该路段的车道平均流量之比小于所述分流比率值,表示相邻路段比较通畅,可将该路段的车辆向相邻路段进行分流;
2)按扫描顺序对城市中每一路段进行扫描,在完成一次遍历扫描后,重新开始下一轮扫描;
当扫描到某一路段时,进行如下判定,并进行相应操作:
a)计算该路段车道平均流量L及左侧相邻路段车道平均流量L和右侧相邻路段车道平均流量L
b)当L达到所述分流阀值,且相邻路段车道平均流量与该路段车道平均流量比值小于所述分流比率值时,在该路段起点路口发布诱导信息,引导车辆向相邻路段分流;
c)如果已经在发布诱导信息,则当该路段车道平均流量小于相邻路段时,停止发布对应的诱导信息。
进一步,所述步骤2)中,所述车道平均流量的获取步骤是:
2.1)从流量采集系统获取该路段的车流量;
2.2)从地图系统中获取该路段的车道数;
2.3)该路段车道平均流量=路段的车流量/该路段的车道数。
再进一步,所述某一路段的相邻路段获取过程如下:首先,获取某一路段的起点所在的垂直道路;再找到某一路段所在道路紧邻的左、右侧的道路,然后找到该道路上起点路口在起点线上并且行车方向与某一路段相同的路段,该路段即为某一路段左、右侧相邻路段。
更进一步,所述步骤2)中,所述扫描顺序为:
当扫描南北向路段时,从最西边的南北向道路开始,逐条扫描道路,每条道路均分成从南向北和从北向南两个行车方向进行扫描,从南向北逐条扫描每一个路段;
当扫描东西向路段时,从最西边的南北向道路开始,以南北向道路为起点线,按从南向北的顺序查找路口,然后再扫描以该路口为起点的东西向路段,分从西向东和从东向西两个行车方向扫描。
一种基于道路流量检测的自动诱导系统,所述自动诱导系统包括:
中心处理平台,用于存储基础数据,采集整个系统中各个路段的行车方向和车流量,对信息进行存储和处理,制定诱导信息发布策略,向消息服务器发布控制指令,并前端设备进行管理和维护;
交通流量采集系统,用于检测各路段的实时交通流量,并将该检测信息输出给中心处理平台;
消息服务器,用于控制前端诱导设备发布诱导信息(文字或者图像);
诱导屏,用于根据控制指令显示相应文字或图形诱导信息。
进一步,所述中心处理平台中,诱导信息发布策略如下:
首先,计算该路段车道平均流量L及左侧相邻路段车道平均流量L和右侧相邻路段车道平均流量L
当L达到分流阀值,且相邻路段车道平均流量与该路段车道平均流量比值小于分流比率值时,在该路段起点路口发布诱导信息,引导车辆向相邻路段分流;
如果已经在发布诱导信息,则当该路段车道平均流量小于相邻路段时,停止发布对应的诱导信息。
本发明的有益效果主要表现在:准确性较好、实时性良好,提升了城市道路利用率。
附图说明
图1为本发明诱导系统功能结构图。
图2为本发明一种简要实例图。
图3为本发明一种发布或停止发布诱导信息的算法及工作流程。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1~图3,一种基于道路流量检测的自动诱导方法,包括如下步骤:
第一步:设定分流阀值,当路段的车道平均流量达到这个阀值,即表示该路段拥堵,需考虑向相邻路段分流;
第二步:设定分流比率值,当相邻路段的车道平均流量与该路段的车道平均流量之比小于分流比率值,表示相邻路段比较通畅,可将该路段的车辆向相邻路段进行分流;
第三步:建立道路编号表(至少包含道路名称、道路ID和道路编号),其中道路名称、道路ID为基础信息,可从系统中读取,道路编号获取方法如下:
1)对道路走向进行编号:南北向为1,东西向为2;
2)对行车方向进行编号:从南至北或者从西至东的行车方向为1,从北至南或者从东至西的行车方向为2;
3)对道路进行编号:编号规则为[道路走向编号][道路序号],如:南北向道路的道路走向编号为1,南北向道路中最西边的道路,其序号为1,故该道路的编号为[1][1]。据此,按从西至东的方向对南北向道路进行编号,依次为[1][1]、[1][2]、[1][3]...;按从南至北的方向对东西向道路进行编号,依次为[2][1]、[2][2]、[2][3]...。为方便阅读,编号为[1][1]的道路称为“道路[1][1]”,依次类推。
第四步:建立路段编号基础表(字段至少包括路段编号,诱导状态参数),方法如下:
1)对路口进行编号:道路[1][x]和道路[2][y]交叉,路口编号为[x][y]。
2)对路段进行编号:路段编号为[道路走向编号][行车方向编号]+路段起点路口编号;
3)设定诱导状态参数初始值为0。(注:诱导状态参数值为0,表示未在该路段起点路口发布分流的诱导信息;诱导状态参数值为1,表示仅发布向左侧的分流的诱导信息;诱导状态参数值为2,表示仅发布向右侧的分流的诱导信息;诱导状态参数值为3,表示发布向左右两侧的分流的诱导信息)
第五步:按如下顺序对所有路段进行循环扫描,逐一判断这些路段是否需要向相邻路段进行分流:
从路段[1][1][1][1]开始扫描,从第4位开始递增,当第达到[1][1][1][Y](表示东西向道路数)后,下次扫描[1][1][2][1],即第4位达到Y后向前进位,依次类推:第3位达到X(X表示该南北向道路数)且第4位达到Y后向前进位,第2位达到2且第3位达到X(X表示该南北向道路数)且第4位达到Y后向前进位;当第1位达到2且第2位达到2且第3位达到X(X表示该南北向道路数)且第4位达到Y(即扫描到路段[2][2][X][Y])后,表示已经完成一次遍历扫描。
进一步说明,当某路段的车道平均流量达到分流阀值,且相邻路段车道平均流量与该路段车道平均流量比值小于分流比率值时,在该路段起点路口发布诱导信息,引导车辆向相邻路段分流。如果已经在发布诱导信息,则当该路段车道平均流量小于相邻路段时,停止发布对应的诱导信息。在发布或停止发布诱导信息时,要相应地对路段编号基础表的诱导状态参数值进行修改。
进一步说明,某路段车道平均流量获取方式如下:
1)根据路段编号确定该路段所属的道路编号、行车方向:
假设该路段的编号为[D1][D2][D3][D4],则行车方向由D2确定;所属道路编号获取方法如下:D1=1表示该路段为南北向,该路段归属的道路编号为[1][D3],D1=2表示该路段为东西向,该路段归属的道路编号为[2][D4];
2)从流量采集系统获取该路段的车流量;
3)根据道路编号和道路ID的对应关系找到对应的道路;
4)查找该道路在对应方向的车道数,即该路段的车道数;
5)该路段车道平均流量=路段的车流量/该路段的车道数。
进一步说明,某路段的相邻路段的编号获取方法如下(假定城市南北向道路数为MX,东西向道路数为MY):
1)假设该路段的编号为[D1][D2][D3][D4],D1和D2取值范围均为1或2、D3取值范围为1~MX、D4取值范围为1~MY
2)当D1=1,D2=1时,该路段为从南向北行驶,起点线道路编号为[2][D4],该路段右侧相邻路段编号为[D1][D2][D3+1][D4],该路段左侧相邻路段编号为[D1][D2][D3-1][D4];
3)当D1=1,D2=2时,该路段为从北向南行驶,起点线道路编号为[2][D4],该路段右侧相邻路段编号为[D1][D2][D3-1][D4],该路段左侧相邻路段编号为[D1][D2][D3+1][D4];
4)当D1=2,D2=1时,该路段为从西向东行驶,起点线道路编号为[1][D3],该路段右侧相邻路段编号为[D1][D2][D3][D4-1],该路段左侧相邻路段编号为[D1][D2][D3][D4+1];
5)当D1=2,D2=2时,该路段为从东向西行驶,起点线道路编号为[1][D3],该路段右侧相邻路段编号为[D1][D2][D3][D4+1],该路段左侧相邻路段编号为[D1][D2][D3][D4-1]。
参照图1,一种基于道路流量检测的自动诱导系统,包括:中心处理平台,用于存储基础数据,采集整个系统中各个路段的行车方向和车流量,对信息进行存储和处理,制定诱导信息发布策略,向消息服务器发布控制指令,并前端设备进行管理和维护;流量采集系统,用于检测各路段的实时交通流量,并将该检测信息输出给中心处理平台;消息服务器,用于控制前端诱导设备发布诱导信息(文字或者图像);诱导屏,用于根据控制指令显示相应文字或图形诱导信息。
进一步,所述中心处理平台中,诱导信息发布策略如下:
首先,计算该路段车道平均流量L及左侧相邻路段车道平均流量L和右侧相邻路段车道平均流量L
当L达到分流阀值,且相邻路段车道平均流量与该路段车道平均流量比值小于分流比率值时,在该路段起点路口发布诱导信息,引导车辆向相邻路段分流;
如果已经在发布诱导信息,则当该路段车道平均流量小于相邻路段时,停止发布对应的诱导信息。
图2为一个有3条南北向道路和3条东西向道路的城市道路示意图,共有8个路口,20个路段。本发明案如下方式实现:
第一步:设定分流阀值为M:M=道路刚刚产生拥堵时车流量/车道数;
第二步:设定分流比率值C:C=0.7(C值可根据实际情况进行设置和调整,太小则不能发挥诱导作用,太大则会频繁变化诱导内容,反而造成交通混乱);
第三步:建立道路编号表(至少包含道路名称、道路ID和道路编号),其中道路名称、道路ID为基础信息,可从系统中读取,道路编号获取方法如下:
1)对道路走向进行编号:南北向为1,东西向为2;
2)对行车方向进行编号:从南至北或者从西至东的行车方向为1,从北至南或者从东至西的行车方向为2;
3)对道路进行编号:编号规则为[道路走向编号][道路序号]。如图2所示,本实例中道路编号结果如下:
序号 道路名称 道路编号
1 西一路 [1][1]
2 西二路 [1][2]
3 西三路 [1][3]
4 南一路 [2][1]
5 南二路 [2][2]
6 南三路 [2][3]
西一路的道路编号为[1][1],为便于说明,本文中也表示为“道路[1][1]”,其他道路也有的相同表示方式。
第四步:建立路段编号基础表(字段至少包括路段编号,诱导状态参数),诱导状态参数初始值为0,路段编号获取方法如下:
4)对路口进行编号:编号规则为道路[1][x]和道路[2][y]交叉,路口编号为[x][y]。如图2所示,本实例中各路口的编号结果如下:
序号 路口编号 说明
1 [1][1] 道路[1][1](西一路)和道路[2][1](南一路)交叉口
2 [1][2] 道路[1][1](西一路)和道路[2][2](南二路)交叉口
3 [1][3] 道路[1][1](西一路)和道路[2][3](南三路)交叉口
4 [2][2] 道路[1][2](西二路)和道路[2][2](南二路)交叉口
5 [2][3] 道路[1][2](西二路)和道路[2][3](南三路)交叉口
6 [3][1] 道路[1][3](西三路)和道路[2][1](南一路)交叉口
7 [3][2] 道路[1][3](西三路)和道路[2][2](南二路)交叉口
8 [3][3] 道路[1][3](西三路)和道路[2][3](南三路)交叉口
西一路和南一路的交叉路口编号为[1][1],为便于说明,本文中也表示为“路口[1][1]”,其他路口也有的相同表示方式。
5)对路段进行编号:编号规则为[道路走向编号][行车方向编号]+路段起点路口编号。如图2所示,本实例中路段编号结果如下:
第五步:逐一判断各路段是否需要向相邻路段进行分流,并确定对应的诱导策略:
1)确定扫描顺序:第1位、第2位取值范围均为[1]或[2]。本例中南北向和东西向道路均为3条,故第3位和第4位均取值范围均为[1]或[2]或[3]。按照从低到高递增的顺序进行循环,具体顺序如下表:
扫描顺序 路段编号 备注
1 [1][1][1][1]
2 [1][1][1][2]
3 [1][1][1][3]
4 [1][1][2][1]
5 [1][1][2][2]
6 [1][1][2][3]
7 [1][1][3][1]
8 [1][1][3][2]
9 [1][1][3][3]
10 [1][2][1][1]
11 [1][2][1][2]
12 [1][2][1][3]
13 [1][2][2][1]
14 [1][2][2][2]
15 [1][2][2][3]
16 [1][2][3][1]
17 [1][2][3][2]
18 [1][2][3][3]
19 [2][1][1][1]
20 [2][1][1][2]
21 [2][1][1][3]
22 [2][1][2][1]
23 [2][1][2][2]
24 [2][1][2][3]
25 [2][1][3][1]
26 [2][1][3][2]
27 [2][1][3][3]
28 [2][2][1][1]
29 [2][2][1][2]
30 [2][2][1][3]
31 [2][2][2][1]
32 [2][2][2][2]
33 [2][2][2][3]
34 [2][2][3][1]
35 [2][2][3][2]
36 [2][2][3][3]
注:第37开始回到路段[1][1][1][1],如此循环...
2)确定某一路段编号对应的路段是否存在:
见上表,备注为“空”的路段编号,在路段编号基础表中是不存在的,因此在扫描到这些编号时,自动跳往下一个路段编号,直到能在路段编号基础表找到为止。
3)路段编号基础表找的路段,其相邻路段存在以下四种情况:
i)左右都没有相邻路段如路段[1][1][1][1],左侧相邻路段编号[1][1][0][1]和右侧相邻路段编号[1][1][2][1]在路段编号基础表中都不存在;
ii)仅左侧有相邻路段如路段[2][1][1][1],路段编号为[2][1][1][2],其右侧相邻路段编号[2][1][1][0]在路段编号基础表中是不存在的;
iii)仅右侧有相邻路段如路段[2][2][3][1],路段编号为[2][2][3][2],其左侧相邻路段编号[2][2][3][0]在路段编号基础表中是不存在的;
iv)左右都有相邻路段如路段[1][2][2][3],左侧相邻路段编号为[1][2][3][3],右侧相邻路段编号为[1][2][1][3]。
以下4)~7)分别说明情况i至情况iv对应的诱导策略:
4)对于情况i,不需要进行进一步判定,直接跳往下一个路段编号;
5)对于情况ii,以路段[2][1][1][1]为例:
从系统中获取路段[2][1][1][1]的车流量和车道数,计算该路段的平均车流量L=该路段的车流量/该路段的车道数;
用同样的方法计算左侧相邻路段[2][1][1][2]的车流量L
当L>=M且L/L<=C时,在路段[2][1][1][1]的起点路口[1][1]处发布向左侧道路分流的诱导信息“本路段拥堵,左侧南二路车流量较少,车道数为*,可绕道行驶”,同时设置路段编号基础表中路段[2][1][1][1]的诱导状态参数值为1;(*为车道数,可从系统中获取,通常取1、2、3…,下同)
当L<=L时且诱导状态参数值为1时,停止在路段[2][1][1][1]的起点路口[1][1]发布车辆分流诱导信息,并将诱导状态参数值设置为0;
以上条件均不满足,则不进行处置,直接跳往下一个路段编号;
6)对于情况iii,以路段[2][2][3][1]为例:
从系统中获取路段[2][2][3][1]的车流量和车道数,计算该路段的平均车流量L=该路段的车流量/该路段的车道数;
用同样的方法计算右侧相邻路段[2][2][3][2]的车流量L
当L>=M且L/L<=C时,在路段[2][2][3][1]的起点路口[3][1]处发布向右侧道路分流的诱导信息“本路段拥堵,右侧南二路车流量较少,车道数为*,可绕道行驶”,同时设置路段编号基础表中路段[2][2][3][1]的诱导状态参数值为2;
当L<=L且诱导状态参数值为2时,停止在路段[2][2][3][1]的起点路口[3][1]发布车辆分流诱导信息,并将诱导状态参数值设置为0;
以上条件均不满足,则不进行处置,直接跳往下一个路段编号;
7)对于情况iv,以路段[1][2][2][3]为例:
从系统中获取路段[1][2][2][3]的车流量和车道数,计算该路段的平均车流量L=该路段的车流量/该路段的车道数;
用同样的方法计算左侧相邻路段[1][2][3][3]的车流量L和右侧相邻路段[1][2][1][3]的车流量L
当L>=M且L/L<=C且L/L<=C时,在路段[1][2][2][3]的起点路口[2][3]处发布向两侧道路分流的诱导信息“本路段拥堵,右侧西一路和左侧西三路车流量较少,西一路车道数为*,西三路车道数为*,可绕道行驶”,同时设置路段编号基础表中路段[1][2][2][3]的诱导状态参数值为3;
当L>=M且L/L<=C且L/L>C时,在路段[1][2][2][3]的起点路口[2][3]处发布向左侧道路分流的诱导信息“本路段拥堵,左侧西三路车流量较少,车道数为*,可绕道行驶”,同时设置路段编号基础表中路段[1][2][2][3]的诱导状态参数值为1;
当L>=M且L/L>C且L/L<=C时,在路段[1][2][2][3]的起点路口[2][3]处发布向右侧道路分流的诱导信息“本路段拥堵,右侧西一路车流量较少,车道数为*,可绕道行驶”,同时设置路段编号基础表中路段[1][2][2][3]的诱导状态参数值为2;
当L<=L且L<=L且诱导状态参数值>=1时,停止在路段[1][2][2][3]的起点路口[2][3]发布车辆分流诱导信息,并将诱导状态参数值设置为0;
当L<=L且L>L且诱导状态参数值为3时,路段[1][2][2][3]的起点路口[2][3]处的诱导信息改为“本路段拥堵,右侧西一路车流量较少,车道数为*,可绕道行驶”,并将诱导状态参数值设置为2;
当L<=L且L>L且诱导状态参数值为1时,停止在路段[1][2][2][3]的起点路口[2][3]发布车辆分流诱导信息,并将诱导状态参数值设置为0;
当L>L且L<=L且诱导状态参数值为3时,路段[1][2][2][3]的起点路口[2][3]处的诱导信息改为“本路段拥堵,左侧西三路车流量较少,车道数为*,可绕道行驶”,并将诱导状态参数值设置为1;
当L>L且L<=L且诱导状态参数值为2时,停止在路段[1][2][2][3]的起点路口[2][3]发布车辆分流诱导信息,并将诱导状态参数值设置为0;
以上条件均不满足,则不进行处置,直接跳往下一个路段编号。

Claims (4)

1.一种基于道路流量检测的自动诱导方法,其特征在于:所述自动诱导方法包括如下步骤:
1)设定分流阀值,当路段的车道平均流量达到所述分流阀值,即表示该路段拥堵,需考虑向相邻路段分流;设定分流比率值,当相邻路段的车道平均流量与该路段的车道平均流量之比小于所述分流比率值,表示相邻路段比较通畅,可将该路段的车辆向相邻路段进行分流;
2)按扫描顺序对城市中每一路段进行扫描,在完成一次遍历扫描后,重新开始下一轮扫描;
当扫描到某一路段时,进行如下判定,并进行相应操作:
a)计算该路段车道平均流量L及左侧相邻路段车道平均流量L和右侧相邻路段车道平均流量L
b)当L达到所述分流阀值,且相邻路段车道平均流量与该路段车道平均流量比值小于所述分流比率值时,在该路段起点路口发布诱导信息,引导车辆向相邻路段分流;
c)如果已经在发布诱导信息,则当该路段车道平均流量小于相邻路段时,停止发布对应的诱导信息。
2.如权利要求1所述的基于道路流量检测的自动诱导方法,其特征在于:所述步骤2)中,所述车道平均流量的获取步骤是:
2.1)从流量采集系统获取该路段的车流量;
2.2)从地图系统中获取该路段的车道数;
2.3)该路段车道平均流量=路段的车流量/该路段的车道数。
3.如权利要求1或2所述的基于道路流量检测的自动诱导方法,其特征在于:所述某一路段的相邻路段获取过程如下:首先,获取某一路段的起点所在的垂直道路;再找到某一路段所在道路紧邻的左、右侧的道路,然后找到某一路段所在道路上起点路口在起点线上并且行车方向与某一路段相同的路段,该路段即为某一路段左、右侧相邻路段。
4.如权利要求1或2所述的基于道路流量检测的自动诱导方法,其特征在于:所述步骤2)中,所述扫描顺序为:当扫描南北向路段时,从最西边的南北向道路开始,逐条扫描道路,每条道路均分成从南向北和从北向南两个行车方向进行扫描,从南向北逐条扫描每一个路段;当扫描东西向路段时,从最西边的南北向道路开始,以南北向道路为起点线,按从南向北的顺序查找路口,然后再扫描以该路口为起点的东西向路段,分从西向东和从东向西两个行车方向扫描。
CN201310393460.0A 2013-09-02 2013-09-02 一种基于道路流量检测的自动诱导方法及系统 Active CN103426312B (zh)

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