CN106781493B - 一种车辆排队长度模拟系统、方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆排队长度模拟系统、方法和装置，通过在检测路段的入口和停车线处分别设置的入口检测器和停车线检测器，并设置与入口检测器以及停车线检测器交互的模拟服务器；使模拟服务器通过获取入口检测器检测到的驶入车辆信息和停车线检测器检测到的驶离车辆信息，以及采集到的交通信号灯的信号变化周期，对检测路段中的车辆行驶轨迹进行模拟并以此确定车辆排队长度，采集到的交通路况数据为依据动态演算，大大提高了车辆排队长度的准确率。

Description

一种车辆排队长度模拟系统、方法和装置

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，具体而言，涉及一种车辆排队长度模拟系统、方法和装置。

背景技术

目前，我国城市道路交叉口的交通堵塞问题日趋严重。随着车辆的保有量的不断上升，城市道路日益拥堵，从而导致城市道路交通事故频发。一旦道路上发生拥堵，将直接降低路网的运行效率，也容易诱发二次事故。所以为了减少交通事故带来的负面影响，需要对每个路段的车辆排队长度进行计算。

相关技术中，通常通过计算公式，利用道路的饱和度、车辆放行时间、流量等指标，利用数学公式或仿真模型等方法，推算得到路口车辆的排队长度。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

通过数学公式或仿真模型等方法推算得到路口车辆的排队长度的方法来计算路口车辆排队长度，通常会因道路上随机发生的事件，导致误差随着时间的增加而增大。最终，使得模拟得到的排队长度与现实情况有着天壤之别。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种车辆排队长度模拟系统、方法和装置，以提高道路的车辆排队长度模拟准确度。

第一方面，本发明实施例提供了一种车辆排队长度模拟系统，包括：埋设在检测路段入口处的入口检测器、埋设在所述检测路段停车线处的停车线检测器以及分别与所述入口检测器和所述停车线检测器交互的模拟服务器，其中，所述检测路段的各车道被划分为多个虚拟区间；

所述入口检测器，用于检测驶入所述检测路段的驶入车辆信息，所述驶入车辆信息至少包括车辆速度信息；

所述停车线检测器，用于检测驶离所述检测路段的驶离车辆信息；

所述模拟服务器，用于获取所述驶入车辆信息和所述驶离车辆信息，并采集交通信号灯的信号变化周期；根据所述驶入车辆信息、所述驶离车辆信息以及所述信号变化周期对所述检测路段中的车辆行驶轨迹进行模拟；根据模拟得到的所述车辆行驶轨迹确定车辆排队长度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：所述系统还包括：埋设在所述检测路段内转弯/直行专用车道入口处的车道检测器；

所述车道检测器，用于检测分别驶入所述转弯/直行专用车道的车辆行驶信息，并将检测到的所述车辆行驶信息发送给所述模拟服务器，使得所述模拟服务器根据所述车辆行驶信息对所述检测路段的所述车辆行驶轨迹进行修正。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中：所述系统还包括：至少一个以预设距离埋设在所述入口检测器前面或后面的车速检测器；

所述车速检测器与所述模拟服务器交互；

所述车速检测器，用于与所述入口检测器配合，检测驶入所述检测路段的与驶入车辆对应的精确车速信息。

第二方面，本发明实施例还提供一种应用上述的车辆排队长度模拟系统的车辆排队长度模拟方法，包括：

获取驶入检测路段的第一车辆信息、驶离所述检测路段的第二车辆信息和交通信号灯的信号变化周期，其中，所述第一车辆信息至少包括车辆速度信息，所述检测路段中的各车道被划分为多个虚拟区间；

根据所述第一车辆信息、所述第二车辆信息、与所述第一车辆信息对应的车辆速度信息和所述信号变化周期，动态模拟所述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹；

当所述交通信号灯的红灯亮起时，根据所述各车辆的车辆行驶轨迹，模拟车辆排队长度。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中：根据所述第一车辆信息、所述第二车辆信息、与所述第一车辆信息对应的车辆速度信息和所述信号变化周期，动态模拟所述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹，包括：

根据所述第一车辆信息、所述第二车辆信息、与所述第一车辆信息对应的车辆速度信息和所述信号变化周期，以预设的时间频率模拟当前时刻各车辆的车辆行驶状态，并确定当前时刻处于占用状态的所述虚拟区间；

根据所述当前时刻各车辆的车辆行驶状态和所述当前时刻处于占用状态的虚拟区间，动态模拟所述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中：根据所述第一车辆信息、所述第二车辆信息、与所述第一车辆信息对应的车辆速度信息和所述信号变化周期，以预设的时间频率模拟当前时刻各车辆的车辆行驶状态，以及当前时刻各车辆所在的处于占用状态的所述虚拟区间，包括：

根据所述第一车辆信息和与所述第一车辆信息对应的车辆速度信息，确定驶入车辆在通过所述入口检测器时的车辆速度信息、与前车的车间距信息和与前车的相对速度信息；

根据所述第二车辆信息确定所述检测路段的交通流量信息；

根据所述驶入车辆在通过所述入口检测器时的车辆速度信息、所述与前车的车间距信息、所述与前车的相对速度信息、所述交通流量信息和所述信号变化周期，以预设的所述时间频率利用元胞自动机仿真模型模拟当前时刻所述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹；

根据所述车辆行驶轨迹，确定当前时刻处于占用状态的虚拟区间，和所述处于占用状态的虚拟区间对应的车辆的车辆行驶状态。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中：根据所述车辆行驶轨迹，确定当前时刻处于占用状态的虚拟区间，和所述处于占用状态的虚拟区间对应的车辆的车辆行驶状态，包括：

获取用于表征各个所述虚拟区间的虚拟区间列表，其中，所述虚拟区间列表中的虚拟区间项与各个所述虚拟区间一一对应；

根据所述当前时刻各车辆的车辆行驶状态，确定所述当前时刻被占用的虚拟区间；

修改所述当前时刻被占用的虚拟区间的虚拟区间项的区间状态；

利用修改后的所述虚拟区间项的区间状态，模拟所述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中：根据所述当前时刻各车辆的车辆行驶状态和所述当前时刻各车辆所在的处于占用状态的虚拟区间，动态模拟所述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹，包括：

使通过转弯/直行专用车道的各车辆按照预设的分车比例进入各转弯/直行专用车道；

通过各转弯/直行专用车道上埋设的车道检测器检测驶入车辆在通过所述车道检测器时与前车的车间距和车速。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第五种可能的实施方式，其中：确定驶入车辆在通过所述入口检测器时的车辆速度信息，包括：

根据所述第一车辆信息确定驶入所述检测路段的驶入车辆的车辆类型；

根据所述车辆类型确定驶入车辆的车长计算系数；

通过所述驶入车辆的车长计算系数和预设的车长计算单位，计算驶入所述驶入车辆的车辆长度；

获取所述驶入车辆分别通过车速检测器和所述入口检测器的时间；

根据所述驶入车辆分别通过所述车速检测器和所述入口检测器的时间，分别计算所述驶入车辆通过所述车速检测器和所述入口检测器的时间差值；

根据所述车速检测器与所述入口检测器之间的埋设间距，以及所述时间差值，计算驶入车辆通过所述入口检测器的所述车辆速度信息。

第三方面，本发明实施例又提供了一种车辆排队长度模拟装置，包括：

获取模块，用于获取驶入检测路段的第一车辆信息、驶离所述检测路段的第二车辆信息和交通信号灯的信号变化周期，其中，所述第一车辆信息至少包括车辆速度信息，所述检测路段中的各车道被划分为多个虚拟区间；

行驶轨迹模拟模块，用于根据所述第一车辆信息、所述第二车辆信息、与所述第一车辆信息对应的车辆速度信息和所述信号变化周期，动态模拟所述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹；

排队长度模拟模块，用于当所述交通信号灯的红灯亮起时，根据所述各车辆的车辆行驶轨迹，模拟车辆排队长度。

本发明实施例提供的车辆排队长度模拟系统、方法和装置，通过在检测路段的入口和停车线处分别设置的入口检测器和停车线检测器，并设置与入口检测器以及停车线检测器交互的模拟服务器；使模拟服务器通过获取入口检测器检测到的驶入车辆信息和停车线检测器检测到的驶离车辆信息，以及采集到的交通信号灯的信号变化周期，对检测路段中的车辆行驶轨迹进行模拟并以此确定车辆排队长度，与现有技术中以单一某一时间段采集得到的交通路况数据为依据，通过数学公式或仿真模型等方法推算得到路口车辆的排队长度的方法来推算路口车辆排队长度的过程相比，本方案根据实时采集到的交通路况数据为依据动态演算，更具有时效性；而且，通过真实测量得到的车辆信息模拟检测路段的车辆排队长度，可以提高检测道路的车辆排队长度模拟准确度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例1所提供的一种车辆排队长度模拟系统的结构示意图；

图2示出了本发明实施例1所提供的一种车辆排队长度模拟系统中，车辆排队长度模拟系统的系统架构图；

图3示出了本发明实施例1所提供的车辆排队长度模拟系统中，具有车道检测器的车辆排队长度模拟系统的结构示意图；

图4示出了本发明实施例1所提供的车辆排队长度模拟系统中，具有车速检测器的车辆排队长度模拟系统的结构示意图；

图5示本发明实施例2所提供的一种车辆排队长度模拟方法的流程图；

图6示本发明实施例2所提供的一种车辆排队长度模拟方法中，对检测道路中各车辆状态进行仿真的示意图；

图7示出了本发明实施例3所提供的车辆排队长度模拟装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，通常通过计算公式，利用道路的饱和度、车辆放行时间、流量等指标，利用数学公式或仿真模型等方法，推算得到路口车辆的排队长度。通过数学公式或仿真模型等方法推算得到路口车辆的排队长度的方法来计算路口车辆排队长度，通常会因道路上随机发生的事件，导致误差随着时间的增加而增大。最终，使得推算得到的排队长度与现实情况有着天壤之别。基于此，本申请提供的一种车辆排队长度模拟系统、方法和装置。

需要注意的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

另外，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参见图1，本实施例提供一种车辆排队长度模拟系统，包括：埋设在检测路段入口处的入口检测器100、埋设在上述检测路段停车线处的停车线检测器102以及分别与上述入口检测器100和上述停车线检测器102交互的模拟服务器(图中未示出)，其中，上述检测路段的各车道被划分为多个虚拟区间；

上述入口检测器100，用于检测驶入上述检测路段的驶入车辆信息，上述驶入车辆信息至少包括车辆速度信息；

上述停车线检测器102，用于检测驶离上述检测路段的驶离车辆信息；

上述模拟服务器，用于获取上述驶入车辆信息和上述驶离车辆信息，并采集交通信号灯的信号变化周期；根据上述驶入车辆信息、上述驶离车辆信息以及上述信号变化周期对上述检测路段中的车辆行驶轨迹进行模拟；根据模拟得到的上述车辆行驶轨迹确定车辆排队长度。

上述入口检测器100和停车线检测器102可以采用地磁检测器、距离传感器、微波车辆检测器等任一现有可对通过车辆进行检测的设备，这里不再一一赘述。

入口检测器100和停车线检测器102可以通过现有的有线网络或者无线网络与模拟服务器进行数据交互，这里不再赘述。参见图2，为本实施例提供的车辆排队长度模拟系统的系统架构图，其中，入口检测器200和停车线检测器202通过有线网络或者无线网络将检测到的驶入车辆信息和驶离车辆信息发送到模拟服务器204。

上述驶入车辆信息包括的车辆速度信息，是驶入车辆进入检测路段时的初始速度。模拟服务器只有获取到驶入车辆进入检测路段时的初始速度，才能对车辆在检测路段中的行驶状态进行仿真。除了上述车辆速度信息外，上述驶入车辆信息还包括该驶入车辆通过入口检测器的时长。

模拟服务器在得到驶入车辆进入检测路段时的车辆速度信息和通过入口检测器的时长后，根据预先存储有不同类型车辆(例如：轿车、大客、加长大客)在不同速度下通过检测器的时间关系表，从而在得到通过入口检测器的车辆速度和车辆通过时长的情况下，可以确定通过入口检测器的车辆类型和车辆长度，从而确定车辆在检测路段中所占的虚拟空间的数量，进而实现对上述检测路段中的车辆行驶轨迹进行模拟；并根据模拟得到的上述车辆行驶轨迹确定车辆排队长度。

模拟服务器为了采集交通信号灯的信号变化周期，可以直接与检测路段的交通信号灯通过有线网络或者无线网络连接，以采集交通信号灯的信号变化周期；还可以在上述检测路段停车线处设置与模拟服务器交互的信号灯周期采集器，通过信号灯周期采集器将采集到的交通信号灯的信号变化周期反馈给模拟服务器。

综上所述，本实施例提供的车辆排队长度模拟系统，通过在检测路段的入口和停车线处分别设置的入口检测器和停车线检测器，并设置与入口检测器以及停车线检测器交互的模拟服务器；使模拟服务器通过获取入口检测器检测到的驶入车辆信息和停车线检测器检测到的驶离车辆信息，以及采集到的交通信号灯的信号变化周期，对上述检测路段中的车辆行驶轨迹进行模拟并以此确定车辆排队长度，与现有技术中以单一某一时间段采集得到的交通路况数据为依据，通过数学公式或仿真模型等方法推算得到路口车辆的排队长度的方法来推算路口车辆排队长度的过程相比，本方案根据实时采集到的交通路况数据为依据动态演算，更具有时效性；而且，通过真实测量得到的车辆信息模拟检测路段的车辆排队长度，可以提高检测道路的车辆排队长度模拟准确度。

对于具有分道行驶的检测路段，为了提高具有分道行驶的检测路段的车辆排队长度的检测精度，参见图3，在图1所示车辆排队长度模拟系统基础上，车辆排队长度模拟系统还包括：埋设在上述检测路段内转弯/直行专用车道入口处的车道检测器；

上述车道检测器，用于检测分别驶入上述转弯/直行专用车道的车辆行驶信息，并将检测到的上述车辆行驶信息发送给上述模拟服务器，使得上述模拟服务器根据上述车辆行驶信息对上述检测路段的上述车辆行驶轨迹进行修正。

车道检测器，用于对转弯/执行车辆的数量或比例等数据进行采集。

综上所述，通过在检测路段内转弯/直行专用车道入口处埋设车道检测器，对进入检测路段内转弯/直行专用车道的车辆进行检测，可以进一步提高模拟车辆行驶轨迹的精准度。

进一步地，为了保证对检测路段的车辆排队长度的模拟精度，参见图4，在图1所示车辆排队长度模拟系统基础上，上述车辆排队长度模拟系统还包括：至少一个以预设距离埋设在上述入口检测器前面或后面的车速检测器；

上述车速检测器与上述模拟服务器交互；

上述车速检测器，用于与上述入口检测器配合，检测驶入上述检测路段的与驶入车辆对应的精确车速信息。

上述预设距离，可以是4到5米远。

车速检测器，可以采用车速传感器和微波车辆检测器或者其他可以对车速进行检测的设备，这里不再赘述。

作为一种可选的实施方式，由于同一个路段中，各条车道的车速差异不大，因此为了降低成本，可以在任意一条车道中安装车速检测器，以配合入口检测器对车辆速进行检测。优选的，车速检测器安装于路段的中间车道。

通过以上的描述可以看出，车辆排队长度模拟系统还包括以预设距离埋设在上述入口检测器前面或后面的车速检测器，从而与上述入口检测器配合，检测驶入上述检测路段的上述驶入车辆的车辆速度，进一步保证对检测路段的车辆排队长度的模拟精度。

实施例2

参见图5，本实施例提供一种应用上述实施例中描述的车辆排队长度模拟系统的车辆排队长度模拟方法，包括以下步骤400至步骤404：

步骤400、获取驶入检测路段的第一车辆信息、驶离上述检测路段的第二车辆信息和交通信号灯的信号变化周期。

其中，上述第一车辆信息至少包括车辆速度信息，上述检测路段中的各车道被划分为多个虚拟区间。

通过入口检测器获取驶入检测路段的第一车辆信息；通过停车线检测器获取驶入检测路段的第二车辆信息。上述车辆信息，包括但不限于：通过入口检测器和停车线检测器的车辆速度和车辆通过时长。

步骤402、根据上述第一车辆信息、上述第二车辆信息、与上述第一车辆信息对应的车辆速度信息和上述信号变化周期，动态模拟上述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹。

具体地，上述步骤402包括以下步骤(1)至步骤(2)：

(1)根据上述第一车辆信息、上述第二车辆信息、与上述第一车辆信息对应的车辆速度信息和上述信号变化周期，以预设的时间频率模拟当前时刻各车辆的车辆行驶状态，并确定当前时刻处于占用状态的上述虚拟区间；

(2)根据上述当前时刻各车辆的车辆行驶状态和上述当前时刻处于占用状态的虚拟区间，动态模拟上述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹。

上述与上述第一车辆信息对应的车辆速度信息，就是驶入车辆通过入口检测器时的车速。

步骤404、当上述交通信号灯的红灯亮起时，根据上述各车辆的车辆行驶轨迹，模拟车辆排队长度。

综上所述，本实施例提供的车辆排队长度模拟方法，通过在检测路段的入口和停车线处分别设置的入口检测器和停车线检测器，并设置与入口检测器以及停车线检测器交互的模拟服务器；使模拟服务器通过获取入口检测器检测到的驶入车辆信息和停车线检测器检测到的驶离车辆信息，以及采集到的交通信号灯的信号变化周期，对上述检测路段中的车辆行驶轨迹进行模拟并以此确定车辆排队长度，与现有技术中以单一某一时间段采集得到的交通路况数据为依据，通过数学公式或仿真模型等方法推算得到路口车辆的排队长度的方法来推算路口车辆排队长度的过程相比，本方案根据实时采集到的交通路况数据为依据动态演算，更具有时效性；而且，通过真实测量得到的车辆信息模拟检测路段的车辆排队长度，可以提高检测道路的车辆排队长度模拟准确度。

相关技术中，在会使用预先设定的固定的道路饱和度、道路流量等数据对道路车辆排队长度进行模拟，由于设定的数据不发生变化，并且都比较理想化，在长时间模拟后，通常会使得模拟得到的排队长度与现实情况有着天壤之别，因此，为了提高道路车辆排队长度的模拟准确度，上述根据上述第一车辆信息、上述第二车辆信息、与上述第一车辆信息对应的车辆速度信息和上述信号变化周期，以预设的时间频率模拟当前时刻各车辆的车辆行驶状态，以及当前时刻各车辆所在的处于占用状态的上述虚拟区间，包括以下步骤(1)至步骤(4)：

(1)根据上述第一车辆信息和与上述第一车辆信息对应的车辆速度信息，确定驶入车辆在通过上述入口检测器时的车辆速度信息、与前车的车间距信息和与前车的相对速度信息；

(2)根据上述第二车辆信息确定上述检测路段的交通流量信息；

(3)根据上述驶入车辆在通过上述入口检测器时的车辆速度信息、上述与前车的车间距信息、上述与前车的相对速度信息、上述交通流量信息和上述信号变化周期，以预设的上述时间频率利用元胞自动机仿真模型模拟当前时刻上述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹；

(4)根据上述车辆行驶轨迹，确定当前时刻处于占用状态的虚拟区间，和上述处于占用状态的虚拟区间对应的车辆的车辆行驶状态。

在上述步骤(1)中，模拟服务器根据当前时刻的驶入车辆与该驶入车辆的前车分别通过入口检测器的速度和通过时长，确定驶入车辆与该驶入车辆的前车的相对速度信息；并根据上述相对速度信息，确定驶入车辆与该驶入车辆的前车的车间距信息。

根据当前时刻的驶入车辆与该驶入车辆的前车的车间距和相对车速，为驶入车辆设置加速度，从而利用当前驶入车辆的车辆速度信息和为其设置的加速度，对车辆在检测路段中的行驶状态进行仿真。

在上述步骤(2)中，上述交通流量信息，包括但不限于：驶离车辆的驶离车辆速度和驶离车辆的驶离车型信息。根据上述交通流量信息，才能确定车辆在驶离检测路段后，应释放的虚拟区间的数量，以及与驶离车辆相邻的下一车辆的相对车速信息。

在上述步骤(3)中，参见图6，描述了当前信号灯由绿灯转换为红灯时刻开始，检测路段行驶情况的模拟示意图，其预设的时间频率为1秒。

其中，根据当前时刻对各车辆的状态进行仿真的过程，根据车辆1与车辆2的车间距和相对车速，为车辆1设置加速度；当停车线没车时，即可认为停车线位置为前车车尾，速度为0；由于车辆2之前没有任何车辆了，所以根据当前时刻车辆2与停车线之间的间距和相对车速，重新为车辆2设置加速度；当停车线没车时，即可认为停车线位置为前车车尾，速度为0。同样的，根据当前时刻车辆3与停车线之间的间距和相对车速，重新为车辆3设置加速度。

根据预设的时间频率对与检测道路中车辆对应的各项参数进行刷新，由于各车辆与前车之间的相对位置关系不同，因此，其加速度在各预设时间频率也不相同，需要根据车辆间的车间距和相对车速重新设置。

具体地，在上述步骤(4)包括以下具体步骤(41)至步骤(44)：

(41)获取用于表征各个上述虚拟区间的虚拟区间列表，其中，上述虚拟区间列表中的虚拟区间项与各个上述虚拟区间一一对应；

(42)根据上述当前时刻各车辆的车辆行驶状态，确定上述当前时刻被占用的虚拟区间；

(43)修改上述当前时刻被占用的虚拟区间的虚拟区间项的区间状态，区间状态用于反应当前对其占用车辆在当前时刻的行驶状态，例如：当前时刻的车辆速度信息、与前车的车间距和加速度；

(44)利用修改后的上述虚拟区间项的区间状态，模拟上述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹。

在上述步骤(41)中，虚拟区间列表预先存储在模拟服务器中。虚拟区间列表包括：各虚拟区间的位置信息和虚拟区间标识的对应关系，以及虚拟区间项的区间状态。

虚拟区间项的区间状态，可以通过预设的占用标识和未占用标识表征。

在上述步骤(42)中，根据上述当前时刻各车辆的车辆行驶状态，模拟各车辆的当前位置，并根据各车辆的当前位置在虚拟区间列表查询当前时刻被占用的虚拟区间。

综上所述，通过实时获取到的第一车辆信息、上述第二车辆信息、与上述第一车辆信息对应的车辆速度信息和上述信号变化周期，模拟车辆的行驶状态，从而通过真实的道路交通数据对车辆的行驶状态进行模拟，无需使用设定值，提高了道路车辆排队长度的模拟准确度。

为了避免在车辆经过车道检测器后进行变道，根据上述当前时刻各车辆的车辆行驶状态和上述当前时刻各车辆所在的处于占用状态的虚拟区间，动态模拟上述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹，包括以下步骤(1)至步骤(2)：

(1)使通过转弯/直行专用车道的各车辆按照预设的分车比例进入各转弯/直行专用车道；

(2)通过各转弯/直行专用车道上埋设的车道检测器检测驶入车辆在通过上述车道检测器时与前车的车间距和车速。

在一种优选实施方式中，车道检测器中设置的分车比例，可以根据时间进行调整。例如，对工作日早晚高峰时段的分车比例进行单独设置，从而优化检测路段的通行效率，进一步提高模拟车辆排队长度的准确率。

在实际情况中，虽然在车道检测器与停车线检测器之间的子路段中，禁止车辆变道，但是司机在实际行驶中，经常违反此规定。为了模拟上述情景，为各个车道检测器设置相应的分车比例，用来进一步精确模拟检测路段中各车辆的行驶状态。

为了更简单、快速的对车辆排队长度进行模拟，上述确定驶入车辆在通过上述入口检测器时的车辆速度信息，包括以下步骤(1)至步骤(6)：

(1)根据上述第一车辆信息确定驶入上述检测路段的驶入车辆的车辆类型；

(2)根据上述车辆类型确定驶入车辆的车长计算系数；

(3)通过上述驶入车辆的车长计算系数和预设的车长计算单位，计算驶入上述驶入车辆的车辆长度；

(4)获取上述驶入车辆分别通过上述车速检测器和上述入口检测器的时间；

(5)根据上述驶入车辆分别通过上述车速检测器和上述入口检测器的时间，计算上述驶入车辆通过上述车速检测器和上述车道检测器的时间差值；

(6)根据上述车速检测器与上述入口线检测器之间的埋设间距，以及上述时间差值，计算驶入车辆通过上述入口检测器时的车辆速度信息。

在上述步骤(1)中，模拟服务器中预先存储有不同类型车辆(例如：轿车、大客、加长大客)在不同速度下通过检测器的时间关系表，从而在得到通过入口检测器的车辆速度和车辆通过时长的情况下，可以确定通过入口检测器的车辆类型。

在上述步骤(2)中，模拟服务器中预先存储的不同类型车辆在不同速度下通过检测器的时间关系表中，还存储有各类型车辆的车长计算系数，那么在确定车辆类型之后，就可以确定与各车辆对应的车长计算系数，进而确定车辆在检测路段中所占的虚拟空间的数量。

其中，车辆的长度与车长计算系数成正比关系，比如：可以预先设置轿车的车长计算系数为1；大客的车长计算系数为2；加长大客的车长计算系数为3。

在上述步骤(3)中，上述车长计算单位，即为虚拟区间的长度，其可以参照轿车的情况，将标准轿车与平均车辆间距之和(通常为5至7米)设置为一个车长计算单位。当然，在对车型进行精细化识别时，可以将车长计算单位设置为1米，那么此时各类型车辆的车长计算系数就得调高。

驶入车辆的车辆长度＝驶入车辆系数*车长计算单位。

在上述步骤(4)中，车速检测器、停车线检测器和车道检测器还记录有驶入车辆分别通过车速检测器和入口检测器的通过时间点，并将该通过时间点与通过时长一起发送到模拟服务器，使得模拟服务器可以根据驶入车辆分别通过车速检测器和入口检测器的通过时间点，确定驶入车辆在通过上述车道检测器时的车辆速度信息。

在上述步骤(6)中，上述车速检测器与上述入口检测器之间的埋设间距预先存储在模拟服务器中，除此之外，模拟服务器还存储有车速检测器、入口检测器、车道检测器和停车线检测器中任何两个设备间的埋设间距，用来模拟检测道路上车辆排队长度。

综上所述，通过实际测量得到的第一车辆信息、驶入车辆分别通过上述车速检测器和上述入口检测器的时间、以及车速检测器与上述入口检测器之间的埋设间距，对驶入车辆在驶入检测路段时的车辆速度信息进行计算，可以进一步提高检测道路车辆排队长度的模拟精度和模拟效率。

实施例3

参见图7所示的一种车辆排队长度模拟装置，用于执行上述车辆排队长度模拟方法，包括：

获取模块600，用于获取驶入检测路段的第一车辆信息、驶离上述检测路段的第二车辆信息和交通信号灯的信号变化周期，其中，上述第一车辆信息至少包括车辆速度信息，上述检测路段中的各车道被划分为多个虚拟区间；

行驶轨迹模拟模块602，用于根据上述第一车辆信息、上述第二车辆信息、与上述第一车辆信息对应的车辆速度信息和上述信号变化周期，动态模拟上述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹；

排队长度模拟模块604，用于当上述交通信号灯的红灯亮起时，根据上述各车辆的车辆行驶轨迹，模拟车辆排队长度。

综上所述，本实施例提供的车辆排队长度模拟装置，通过在检测路段的入口和停车线处分别设置的入口检测器和停车线检测器，并设置与入口检测器以及停车线检测器交互的模拟服务器；使模拟服务器通过获取入口检测器检测到的驶入车辆信息和停车线检测器检测到的驶离车辆信息，以及采集到的交通信号灯的信号变化周期，对上述检测路段中的车辆行驶轨迹进行模拟并以此确定车辆排队长度，与现有技术中以单一某一时间段采集得到的交通路况数据为依据，通过数学公式或仿真模型等方法推算得到路口车辆的排队长度的方法来推算路口车辆排队长度的过程相比，本方案根据实时采集到的交通路况数据为依据动态演算，更具有时效性；而且，通过真实测量得到的车辆信息模拟检测路段的车辆排队长度，可以提高检测道路的车辆排队长度模拟准确度。

本发明实施例所提供的进行车辆排队长度模拟方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种车辆排队长度模拟系统，其特征在于，包括：埋设在检测路段入口处的入口检测器、埋设在所述检测路段停车线处的停车线检测器以及分别与所述入口检测器和所述停车线检测器交互的模拟服务器，其中，所述检测路段的各车道被划分为多个虚拟区间；

所述入口检测器，用于检测驶入所述检测路段的驶入车辆信息，所述驶入车辆信息至少包括车辆速度信息；

所述停车线检测器，用于检测驶离所述检测路段的驶离车辆信息；

所述模拟服务器，用于获取所述驶入车辆信息和所述驶离车辆信息，并采集交通信号灯的信号变化周期；根据所述驶入车辆信息、所述驶离车辆信息以及所述信号变化周期对所述检测路段中的车辆行驶轨迹进行模拟；根据模拟得到的所述车辆行驶轨迹确定车辆排队长度；

获取驶入检测路段的第一车辆信息、驶离所述检测路段的第二车辆信息和交通信号灯的信号变化周期，其中，所述第一车辆信息至少包括车辆速度信息，所述检测路段中的各车道被划分为多个虚拟区间；

根据所述第一车辆信息、所述第二车辆信息、与所述第一车辆信息对应的车辆速度信息和所述信号变化周期，动态模拟所述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹，其中，根据所述第一车辆信息和与所述第一车辆信息对应的车辆速度信息，确定驶入车辆在通过所述入口检测器时的车辆速度信息、与前车的车间距信息和与前车的相对速度信息；根据当前时刻的驶入车辆与该驶入车辆的前车的车间距和相对车速，为驶入车辆设置加速度，从而利用当前驶入车辆的车辆速度信息和为其设置的加速度，对车辆在检测路段中的行驶状态进行仿真；

当所述交通信号灯的红灯亮起时，根据所述各车辆的车辆行驶轨迹，模拟车辆排队长度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：埋设在所述检测路段内转弯/直行专用车道入口处的车道检测器；

所述车道检测器，用于检测分别驶入所述转弯/直行专用车道的车辆行驶信息，并将检测到的所述车辆行驶信息发送给所述模拟服务器，使得所述模拟服务器根据所述车辆行驶信息对所述检测路段的所述车辆行驶轨迹进行修正。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：至少一个以预设距离埋设在所述入口检测器前面或后面的车速检测器；

所述车速检测器与所述模拟服务器交互；

所述车速检测器，用于与所述入口检测器配合，检测驶入所述检测路段的与驶入车辆对应的精确车速信息。

4.一种应用权利要求1-3任一项所述的车辆排队长度模拟系统的车辆排队长度模拟方法，其特征在于，根据所述第一车辆信息、所述第二车辆信息、与所述第一车辆信息对应的车辆速度信息和所述信号变化周期，动态模拟所述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹，包括：

根据所述第一车辆信息、所述第二车辆信息、与所述第一车辆信息对应的车辆速度信息和所述信号变化周期，以预设的时间频率模拟当前时刻各车辆的车辆行驶状态，并确定当前时刻处于占用状态的所述虚拟区间；

根据所述当前时刻各车辆的车辆行驶状态和所述当前时刻处于占用状态的虚拟区间，动态模拟所述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述第一车辆信息、所述第二车辆信息、与所述第一车辆信息对应的车辆速度信息和所述信号变化周期，以预设的时间频率模拟当前时刻各车辆的车辆行驶状态，以及当前时刻各车辆所在的处于占用状态的所述虚拟区间，包括：

根据所述第一车辆信息和与所述第一车辆信息对应的车辆速度信息，确定驶入车辆在通过所述入口检测器时的车辆速度信息、与前车的车间距信息和与前车的相对速度信息；

根据所述第二车辆信息确定所述检测路段的交通流量信息；

根据所述驶入车辆在通过所述入口检测器时的车辆速度信息、所述与前车的车间距信息、所述与前车的相对速度信息、所述交通流量信息和所述信号变化周期，以预设的所述时间频率利用元胞自动机仿真模型模拟当前时刻所述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹；

根据所述车辆行驶轨迹，确定当前时刻处于占用状态的虚拟区间，和所述处于占用状态的虚拟区间对应的车辆的车辆行驶状态。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述车辆行驶轨迹，确定当前时刻处于占用状态的虚拟区间，和所述处于占用状态的虚拟区间对应的车辆的车辆行驶状态，包括：

获取用于表征各个所述虚拟区间的虚拟区间列表，其中，所述虚拟区间列表中的虚拟区间项与各个所述虚拟区间一一对应；

根据所述当前时刻各车辆的车辆行驶状态，确定所述当前时刻被占用的虚拟区间；

修改所述当前时刻被占用的虚拟区间的虚拟区间项的区间状态；

利用修改后的所述虚拟区间项的区间状态，模拟所述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述当前时刻各车辆的车辆行驶状态和所述当前时刻各车辆所在的处于占用状态的虚拟区间，动态模拟所述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹，包括：

使通过转弯/直行专用车道的各车辆按照预设的分车比例进入各转弯/直行专用车道；

通过各转弯/直行专用车道上埋设的车道检测器检测驶入车辆在通过所述车道检测器时与前车的车间距和车速。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定驶入车辆在通过所述入口检测器时的车辆速度信息，包括：

根据所述第一车辆信息确定驶入所述检测路段的驶入车辆的车辆类型；

根据所述车辆类型确定驶入车辆的车长计算系数；

通过所述驶入车辆的车长计算系数和预设的车长计算单位，计算驶入所述驶入车辆的车辆长度；

获取所述驶入车辆分别通过车速检测器和所述入口检测器的时间；

根据所述驶入车辆分别通过所述车速检测器和所述入口检测器的时间，分别计算所述驶入车辆通过所述车速检测器和所述入口检测器的时间差值；

根据所述车速检测器与所述入口检测器之间的埋设间距，以及所述时间差值，计算驶入车辆通过所述入口检测器的所述车辆速度信息。

9.一种车辆排队长度模拟装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取驶入检测路段的第一车辆信息、驶离所述检测路段的第二车辆信息和交通信号灯的信号变化周期，其中，所述第一车辆信息至少包括车辆速度信息，所述检测路段中的各车道被划分为多个虚拟区间；

行驶轨迹模拟模块，用于根据所述第一车辆信息、所述第二车辆信息、与所述第一车辆信息对应的车辆速度信息和所述信号变化周期，动态模拟所述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹；

排队长度模拟模块，用于当所述交通信号灯的红灯亮起时，根据所述各车辆的车辆行驶轨迹，模拟车辆排队长度；

获取驶入检测路段的第一车辆信息、驶离所述检测路段的第二车辆信息和交通信号灯的信号变化周期，其中，所述第一车辆信息至少包括车辆速度信息，所述检测路段中的各车道被划分为多个虚拟区间；

根据所述第一车辆信息、所述第二车辆信息、与所述第一车辆信息对应的车辆速度信息和所述信号变化周期，动态模拟所述检测路段中各车辆的车辆行驶轨迹，其中，根据所述第一车辆信息和与所述第一车辆信息对应的车辆速度信息，确定驶入车辆在通过入口检测器时的车辆速度信息、与前车的车间距信息和与前车的相对速度信息；根据当前时刻的驶入车辆与该驶入车辆的前车的车间距和相对车速，为驶入车辆设置加速度，从而利用当前驶入车辆的车辆速度信息和为其设置的加速度，对车辆在检测路段中的行驶状态进行仿真；

当所述交通信号灯的红灯亮起时，根据所述各车辆的车辆行驶轨迹，模拟车辆排队长度。

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