CN104269066B - 一种信号交叉路口过饱和状态判别方法 - Google Patents

Abstract

一种信号交叉路口过饱和状态判别方法，它涉及一种判别方法，具体涉及一种信号交叉路口过饱和状态判别方法。本发明为了解决现有判别方法主要根据排队长度来判别交叉口是否处于过饱和状态，而排队长度在信号灯的影响下动态变化，难以精确测量，导致判别精度不高的问题。本发明的步骤为：在信号交叉路口每个进口的停车线处布置一个视频检测器，在交叉路口出口下游30米处连续布置两个感应线圈；通过设置在各个交叉路口和路段的视频检测器、感应线圈检测器采集交通流数据；通过通信线路将检测器采集到的数据、每个信号交叉口信号机存储的信号配时方案传输至交通管理中心；判别交叉路口状态。本发明用于交通运输领域。

Description

一种信号交叉路口过饱和状态判别方法

技术领域

本发明涉及一种判别方法，具体涉及一种信号交叉路口过饱和状态判别方法，属于交通运输领域。

背景技术

目前我国各大城市交通拥堵日益严重，极大地阻碍了社会经济的发展。在交通出行的高峰时段，信号交叉口经常由非饱和状态变为过饱和状态。此时为了提高交通控制效益、缩短交叉口排队长度，交叉口需要进行过饱和控制。而准确地判别交叉口是否进入过饱和状态是进行过饱和交通信号控制的前提。

现在世界各地应用的交通控制系统主要依靠感应线圈检测器采集交通流量、速度、时间占有率等参数，进而判别交叉口状态、优化信号配时方案。然而，当交叉口的排队车辆越过感应线圈检测器后，交通控制系统便不能采集到交叉口真实的交通流参数，此时无法准确地判别交叉口的饱和程度。此外，已有的判别方法主要根据排队长度来判别交叉口是否处于过饱和状态，而排队长度在信号灯的影响下动态变化，难以精确测量，导致判别精度不高。近年来，视频检测设备普遍应用于城市交通管理，通过在信号交叉口布设视频检测器，可以实现机动车牌照提取、闯红灯抓拍、速度测量、车型分类、行驶路径推算等功能。但是这些功能并未应用至交通控制领域，未能发挥出最大的经济效益。

发明内容

本发明为解决现有判别方法主要根据排队长度来判别交叉口是否处于过饱和状态，而排队长度在信号灯的影响下动态变化，难以精确测量，导致判别精度不高的问题，进而提出一种信号交叉路口过饱和状态判别方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明所述方法的具体步骤如下：

步骤一、在信号交叉路口每个进口的停车线处布置一个视频检测器，在交叉路口出口下游30米处连续布置两个感应线圈；

步骤二、通过设置在各个交叉路口和路段的视频检测器、感应线圈检测器采集交通流数据；

步骤三、在交通信号控制系统中设置在各个信号交叉口的信号机存储并执行信号配时方案；

步骤四、通过通信线路将检测器采集到的数据、每个信号交叉口信号机存储的信号配时方案传输至交通管理中心；

步骤五、判别交叉路口状态：交通管理中心对步骤三和步骤中传输的数据进行分析，确定信号交叉路口是否进入过饱和状态，并将判别结果传送至交通信号控制系统，如果交叉口进入过饱和状态，则交通信号控制系统启动过饱和控制方式。

本发明的有益效果是：本发明主要服务于交通信号控制系统，提出了一种准确、简洁的信号交叉口过饱和状态自动判别方法，以机动车行程时间为判别指标，所有参数都可以实时获得，提高了判别方法的精度与实时性。一旦判别到交叉口进入过饱和状态，交通控制系统可以迅速地调整交叉口控制方式以及信号配时方案。本发明可以有效改善交通控制系统的控制效益，减少机动车在交叉口的延误、燃油消耗和尾气排放。此外，本发明充分利用视频检测数据优势，将视频检测技术与交通信号控制联系起来，扩展了视频检测技术的功能，提高其利用效率。

附图说明

图1是路网交通检测器布设示意图，图2是判别交叉路口状态的流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种信号交叉路口过饱和状态判别方法是通过如下步骤实现的：

步骤一、在信号交叉路口每个进口的停车线处布置一个视频检测器，在交叉路口出口下游30米处连续布置两个感应线圈；

步骤二、通过设置在各个交叉路口和路段的视频检测器、感应线圈检测器采集交通流数据；

步骤三、在交通信号控制系统中设置在各个信号交叉口的信号机存储并执行信号配时方案；

步骤四、通过通信线路将检测器采集到的数据、每个信号交叉口信号机存储的信号配时方案传输至交通管理中心；

步骤五、判别交叉路口状态：交通管理中心对步骤三和步骤四中传输的数据进行分析，确定信号交叉路口是否进入过饱和状态，并将判别结果传送至交通信号控制系统，如果交叉口进入过饱和状态，则交通信号控制系统启动过饱和控制方式。

具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种信号交叉路口过饱和状态判别方法的步骤一中视频检测器主要采集机动车牌照、车道交通流量，感应线圈检测器主要采集路段上的机动车平均运行速度。

其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种信号交叉路口过饱和状态判别方法的步骤三中信号配时方案包括相位相序、周期时长、各个相位的绿灯时间以及绿灯间隔时间。

其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种信号交叉路口过饱和状态判别方法，其特征在于：步骤五中判别交叉路口状态具体步骤如下：

步骤A、计算非饱和状态下机动车在上游和下游交叉路口之间最大行程时间

设从交叉路口m直行车道驶出且到达交叉路口n直行车道的机动车所在相位编号为相位红灯启亮时刻为交叉路口n一个周期的开始，绿灯间隔结束时刻为一个周期的结束，在第j个周期结束时刻，机动车在交叉路口m和n之间的理论最大行程时间

$T_{\mathrm{mnj}}^{\max }=\frac{L_{\mathrm{mn}}}{a{V}_{\mathrm{mn}}}+C_j^{\mathrm{mn}}---\left(1\right),$

公式(1)中表示机动车在交叉路口m和n之间的理论最大行程时间，单位是秒；L_mn表示交叉路口m和交叉路口n之间的距离，单位是米；V_mn表示在交叉路口m至交叉路口n方向，以第j个周期结束时刻为基准，最近的一个统计间隔内经过双感应线圈检测器的机动车量的平均速度，单位是米/秒；表示交叉路口n第j个周期的周期时长，单位是秒；a表示矫正系数，取值0.75；

步骤B、计算机动车i在上游和下游交叉路口之间的行程时间在交叉路口n第j个周期结束时刻，统计过去一个周期内驶离的每辆机动车的行程时间，设机动车i越过上游交叉路口m停车线的时刻为T_mi，越过下游交叉路口n停车线的时刻为T_ni，那么机动车i在交叉路口m和交叉路口n之间的行程时间等于：

$T_{\mathrm{mn}}^i=T_{\mathrm{ni}}-T_{\mathrm{mi}}---\left(2\right);$

步骤C、判别交叉路口n的交通状态：在第j个周期结束时刻判别交叉路口n是否进入饱和状态，判别步骤如下：

步骤C(一)、统计第j个周期驶离交叉路口n的小汽车数量；

步骤C(二)、将每辆小汽车的行程时间与进行对比：第i辆小汽车的行程时间为其中它驶离交叉口m时该交叉口正处于第k个周期，如果对任意i均有可以判定交叉口n仍处于非饱和状态；如果存在第i辆小汽车使判别在交叉口n第j个周期驶离的辆小汽车中，是否存在小汽车h，h≠i满足以下两个条件：①它驶离交叉口m时该交叉口处于第(k+1)个周期；②它驶离交叉口n的时刻T_hi≤T_ni；如果存在满足①②两个条件的小汽车h，则判定交叉口n处于非过饱和状态，否则处于过饱和状态。

其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

Claims (3)

1.一种信号交叉路口过饱和状态判别方法，它是通过如下步骤实现的：

步骤一、在信号交叉路口每个进口的停车线处布置一个视频检测器，在交叉路口出口下游30米处连续布置两个感应线圈；

步骤二、通过设置在各个交叉路口和路段的视频检测器、感应线圈检测器采集交通流数据；

步骤三、在交通信号控制系统中设置用于在各个信号交叉口的信号机内存储并执行的信号配时方案；

步骤四、通过通信线路将检测器采集到的数据、每个信号交叉口信号机存储的信号配时方案传输至交通管理中心；

步骤五、判别交叉路口状态：交通管理中心对步骤四中传输的数据进行分析，确定信号交叉路口是否进入过饱和状态，并将判别结果传送至交通信号控制系统，如果交叉口进入过饱和状态，则交通信号控制系统启动过饱和控制方式；其特征在于：步骤五中判别交叉路口状态具体步骤如下：

步骤A、计算非饱和状态下机动车在上游和下游交叉路口之间理论最大行程时间

设从交叉路口m直行车道驶出且到达交叉路口n直行车道的机动车所在相位编号为相位红灯启亮时刻为交叉路口n一个周期的开始，绿灯间隔结束时刻为一个周期的结束，在第j个周期结束时刻，机动车在交叉路口m和n之间的理论最大行程时间

公式(1)中表示机动车在交叉路口m和n之间的理论最大行程时间，单位是秒；L_mn表示交叉路口m和交叉路口n之间的距离，单位是米；V_mn表示在交叉路口m至交叉路口n的方向上，以第j个周期结束时刻为基准，最近的一个统计间隔内经过双感应线圈检测器的机动车量的平均速度，单位是米/秒；表示交叉路口n第j个周期的周期时长，单位是秒；a表示矫正系数，取值0.75；

步骤B、计算机动车i在上游和下游交叉路口之间的行程时间在交叉路口n第j个周期结束时刻，统计过去一个周期内驶离的每辆机动车的行程时间，设机动车i越过上游交 叉路口m停车线的时刻为T_mi，越过下游交叉路口n停车线的时刻为T_ni，那么机动车i在交叉路口m和交叉路口n之间的行程时间等于：

步骤C、判别交叉路口n的交通状态：在第j个周期结束时刻判别交叉路口n是否进入饱和状态，判别步骤如下：

步骤C(一)、统计第j个周期驶离交叉路口n的小汽车数量

步骤C(二)、将每辆小汽车的行程时间与进行对比：第i辆小汽车的行程时间为其中它驶离交叉口m时该交叉口正处于第k个周期，如果对任意i均有可以判定交叉口n仍处于非饱和状态；如果存在第i辆小汽车使判别在交叉口n第j个周期驶离的辆小汽车中，是否存在小汽车h，满足以下两个条件：①它驶离交叉口m时该交叉口处于第(k+1)个周期；②它驶离交叉口n的时刻T_hi≤T_ni；如果存在满足①②两个条件的小汽车h，则判定交叉口n处于非过饱和状态，否则处于过饱和状态。

2.根据权利要求1所述一种信号交叉路口过饱和状态判别方法，其特征在于：步骤一中视频检测器主要采集机动车牌照、车道交通流量，感应线圈检测器主要采集路段上的机动车平均运行速度。

3.根据权利要求1所述一种信号交叉路口过饱和状态判别方法，其特征在于：步骤三中信号配时方案包括相位相序、周期时长、各个相位的绿灯时间以及绿灯间隔时间。