CN107895481B - 基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法 - Google Patents

基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法 Download PDF

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Abstract

一种基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法，包括：对路网进行划分得到两个以上的区域；统计区域内的历史行车总数及进出区域的历史车流量信息；根据区域内的历史行车总数及进出区域的历史车流量信息计算区域内的当前行车总数；根据所述历史车流量信息及其对应的道路平均速度，得到区域内的当前行车总数与道路平均速度的非线性关系；根据期望的区域内的速度要求和所述区域内当前行车总数与道路平均速度的非线性关系得到区域内通行车辆总数的阈值；若所述当前行车总数大于所述阈值，则禁止车辆进入所述期望的区域。本发明通过对历史行车数据进行统计，自动对区域内的车辆数量进行控制，无需耗费人力，节约了成本。

Description

基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法
技术领域
本发明涉及智能交通管控领域，尤其涉及一种基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法。
背景技术
随着汽车保有量的快速增长，道路交通，尤其是城市道路交通日益拥堵，如何有效提高道路交通流量的管理能力，以保障路网运行效率，已经成为各地交通管理部门急需解决的难题。
目前一般采取的方法是：在一些特殊区域安排工作人员指挥车辆分流，例如，某地段在修建地铁，地铁修建区域内的可通行道路相比平常会比较窄小，因此在地铁修建区域附近的路口安排交警指挥车辆行驶，控制进入地铁修建区域的车辆数量，防止造成拥堵情况。
然而上述方法需要人工作业，无法适应如今快速发展的智能生活需求，并且耗费了大量的人力物力，存在成本高的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法，能够对区域内的行车数量进行智能控制。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法，包括：
对路网进行划分得到两个以上的区域；
统计区域内的历史行车总数及进出区域的历史车流量信息；
根据区域内的历史行车总数及进出区域的历史车流量信息计算区域内的当前行车总数；
根据所述历史车流量信息及其对应的道路平均速度，得到区域内车辆数与道路平均速度的非线性关系；
根据期望的区域内的速度要求和所述区域内车辆数与道路平均速度的非线性关系得到得到区域内通行车辆总数的阈值；
若所述当前行车总数大于所述阈值，则禁止车辆进入所述期望的区域。
本发明的有益效果在于：通过对路网进行区域划分，然后统计各区域内的历史行车总数，根据区域内的历史行车总数及进出区域的车流量统计信息测算区域内的当前行车总数；根据历史车流量数据及其对应道路平均速度情况，分析挖掘区域内车辆数与道路平均速度的非线性关系，进而根据期望的区域内速度保障要求推测出区域内最大车辆总数阈值，若所述当前行车总数大于预设的阈值，则禁止车辆进入所述区域，以达到控制区域内车辆数量的目的。本发明通过对历史行车数据进行统计，自动对区域内的车辆数量进行控制，无需耗费人力，节约了成本。
附图说明
图1为本发明实施例的基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例一的基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法的流程示意图；
图3为本发明实施例三的基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：统计区域内的历史行车总数，根据区域内的历史行车总数及进出区域的历史车流量信息计算区域内的当前行车总数；再根据历史车流量信息及其对应的道路平均速度，分析挖掘区域内车辆数与道路平均速度的非线性关系，进而根据期望的区域内的速度要求和该非线性关系推测出区域内通行车辆总数的阈值，若所述当前行车总数大于该阈值，则禁止车辆进入所述区域。
请参照图1，本发明提供：
一种基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法，包括：
对路网进行划分得到两个以上的区域；
统计区域内的历史行车总数及进出区域的历史车流量信息；
根据区域内的历史行车总数及进出区域的历史车流量信息计算区域内的当前行车总数；
根据所述历史车流量信息及其对应的道路平均速度，得到区域内车辆数与道路平均速度的非线性关系；
根据期望的区域内的速度要求和所述区域内车辆数与道路平均速度的非线性关系得到区域内通行车辆总数的阈值；
若所述当前行车总数大于所述阈值，则禁止车辆进入所述期望的区域。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过对历史行车数据进行统计，自动对区域内的车辆数量进行控制，相比现有的人工指挥分流方式，在很大程度上节约了成本，并且具有更高的控制效率。需要说明的是，行车总数指的是正在行驶的车辆总数，上述根据区域内的历史行车总数及进出区域的历史车流量信息计算区域内的当前行车总数优选为：将区域内的过去某一时间段内的行车总数及进出区域的车流量信息测算为区域内的当前行车总数，例如，将区域前一天的行车总数及进出区域的车流量统计信息测算作为当前行车总数。或者划分历史周期，根据各历史周期的行车总数测算得到各历史周期的行车总数关系，再根据之前的历史周期的行车总数和所述行车总数关系测算得到当前行车总数，例如统计过去一周中每天的行车总数，得到行车总数与日期的关系，再根据该关系和前一天的行车总数测算得到当前行车总数。
进一步的，根据所述历史车流量信息及其对应的道路平均速度，得到区域内的当前行车总数与道路平均速度的非线性关系，具体包括：
依据区域内的历史浮动车数据计算得到区域内各路段的行车信息，所述行车信息包括行车的平均速度；
根据区域内各路段的行车信息得到对应的道路平均速度；
根据区域内的历史行车总数和道路平均速度得到区域内的当前行车总数与道路平均速度的非线性关系。
从上述描述可知，区域内的行车总数也可通过行车的平均速度来限定，因此，可根据区域内各道路平均速度得到当前行车总数。具体的，各道路平均速度依据各路段的行车信息得到，而各路段的行车信息可由浮动车数据得到。
进一步的，对路网进行划分得到两个以上的区域之后，统计区域内的历史行车总数及进出区域的历史车流量信息之前，还包括：
将区域内外的交通道路边界路口标识为区域交通控制节点；
获取区域交通控制节点的红绿灯相位配时。
从上述描述可知，将区域内外的交通道路边界路口标识为区域交通控制节点，该区域交通控制节点既作为监测点，也作为车辆管控点。
进一步的，所述行车信息还包括车辆占有率；依据区域内的历史浮动车数据计算得到区域内各路段的行车信息之后，还包括：
依据所述行车的平均速度、车辆占有率以及红绿灯相位配时得到区域交通运行状态与区域控制节点的红绿灯相位配时的关系；
依据所述区域交通运行状态与区域控制节点的红绿灯相位配时的关系修改红绿灯相位配时。
从上述描述可知，根据区域交通运行状态与区域控制节点的红绿灯相位配时的关系优化调控各区域控制节点的红绿灯相位配时，以控制区域内交的车辆总量，保障区域内的道路交通畅通水平。
进一步的，依据区域内的历史浮动车数据计算得到区域内各路段的行车信息，具体包括：
获取浮动车在区域内的行车数据，所述行车数据包括位置信息、速度信息以及对应的时间信息；
将所述位置信息与GIS系统进行匹配，得到所述位置信息所属的路段编号；
建立路段编号与行车数据的关联关系；
对行车数据进行分析得到各路段的行车信息。
从上述描述可知，通过将所述位置信息与GIS系统进行匹配，并关联路段编号与行车数据，将GIS地图与行车数据联系起来。
进一步的，统计区域内的历史行车总数包括：
通过对所述区域控制节点进行监控得到进入区域内路段的行车量和离开区域内路段的行车量；
将历史时间段内的进入区域内路段的行车量减去离开区域内路段的行车量得到历史行车总数。
从上述描述可知，准确地说，区域内的行车总数为区域内原本的行车量加上进入区域内路段的行车量，并减去离开区域内路段的行车量。但是由于行车总数主要指该区域路段上行驶的车辆，区域内原本的行车量，例如停车场的车辆对交通道路影响较小，可忽略不计。
进一步的，依据所述行车的平均速度、车辆占有率以及红绿灯相位配时得到区域交通运行状态与区域控制节点的红绿灯相位配时的关系，具体包括：
获取预设时间段内区域内的行车总数；
将所述当前行车总数与所述预设时间段内区域内的行车总数的和作为实际行车总数；
依据所述阈值和实际行车总数得到区域行车余量；
对所述行车的平均速度、车辆占有率和区域行车余量进行分析得到各区域控制节点的行车余量；
依据所述各区域控制节点的行车余量和红路灯相位配时得到区域控制节点的行车余量与红绿灯相位配时的关系。
从上述描述可知，根据行车的平均速度、车辆占有率和区域行车余量进行分析，能够得到各个区域控制节点的行车余量，再进行数据分析得到区域控制节点的行车余量与红绿灯相位配时的关系。具体的，区域控制节点对应的路段的行车的平均速度越快、车辆占有率越低，则该区域控制节点的行车余量比例系数就越高，因而分配到该区域控制节点的行车余量就越多，反之，就越低。
进一步的，依据所述区域交通运行状态与区域控制节点的红绿灯相位配时的关系修改红绿灯相位配时，具体包括：
依据所述区域控制节点的行车余量与红绿灯相位配时的关系修改红绿灯相位配时。
请参照图2，本发明的实施例一为：
一种基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法，包括：
S1：对路网进行划分得到两个以上的区域；具体的，根据区域化交通组织管理需求、重要会议场馆区域交通保障需求、或城市关键区域交通保障需求等进行区域划分，例如，根据城市关键区域交通保障需求将厦门市湖里区划分为 50个区域，编号分别为1-50。
S2：将区域内外的交通道路边界路口标识为区域交通控制节点；例如将区域1的内外的交通道路边界路口标识为区域1的区域控制节点Sj，其中j为区域门控口的编号，假设编号分别为1-10。
S3：获取区域交通控制节点的红绿灯相位配时。
S4：统计区域内的历史行车总数及进出区域的历史车流量信息。
具体的，S4包括以下步骤：
S41：通过区域控制节点安装的交通探头或地感线圈采集进入区域内路段的交通流(xi，yj)，其中，xi为进入区域内路段的行车量，yj为离开区域内路段的行车量；S42：将历史时间段内(例如前一天)的进入区域内路段的行车量减去离开区域内路段的行车量得到历史行车总数，具体公式如下：
M＝m+∑xi- ∑yj
其中，M为历史行车总数，m为区域内原本的行车数量，当时间足够长(例如1天)，则该区域内原本的行车都会离开，因此，该区域的行车总数可近似为：
M＝∑xi- ∑yj
S5：根据所述历史车流量信息及其对应的道路平均速度，得到区域内的当前行车总数与道路平均速度的非线性关系；
S6：根据期望的区域内的速度要求和所述区域内当前行车总数与道路平均速度的非线性关系得到区域内通行车辆总数的阈值；
S7：依据期望的区域内的历史行车总数和进出区域的历史车流量信息计算得到期望的区域内的当前行车总数；具体的，将区域内的历史行车总数作为区域内的当前行车总数。
S8：判断所述期望的区域内的当前行车总数是否大于所述阈值，若当前行车总数大于预设的阈值，禁止车辆进入所述区域。
上述“禁止车辆进入所述区域”通过修改区域控制节点的红绿灯相位配时实现，具体为：控制区域控制节点的红绿灯相位配时为：给离开区域内路段的各区域控制节点绿灯信号、给进入区域内路段的各区域控制节点红灯信号。
请参照图3，本发明的实施例二为：
一种基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法，与上述实施例一的区别在于：
若当前行车总数小于或等于预设的阈值，则执行以下步骤：
S901：依据区域内的历史浮动车数据计算得到区域内各路段的行车信息，所述行车信息包括行车的平均速度和车辆占有率。
S902：依据所述阈值和实际行车总数得到区域行车余量；计算公式如下：
ΔF＝F-M
其中，ΔF指的是区域行车余量。
S903：对所述行车的平均速度和车辆占有率进行分析，得到各区域控制节点的行车余量比例系数；具体的，区域控制节点对应的路段行车的平均速度越快，车辆占有率越低，则该区域控制节点的行车余量比例系数就越高，即分配到的车辆余量越多；反之，越低。
S904：依据所述各区域控制节点的行车余量比例系数和区域行车余量得到各区域控制节点的行车余量；例如，行车余量为100，区域控制节点S1的行车余量比例系数为0.2，则区域控制节点S1分配的行车余量为20，区域控制节点S2的行车余量比例系数为0.4，则区域控制节点S2分配的行车余量为40。
S905：依据所述各区域控制节点的行车余量和红路灯相位配时得到区域控制节点的行车余量与红绿灯相位配时的关系。
S906：依据所述区域控制节点的行车余量与红绿灯相位配时的关系修改红绿灯相位配时；具体的：各区域控制节点正常配时，一旦某区域控制节点进入区域路段的车辆数超过其行车余量(例如区域控制节点S1进入区域路段的车辆数为21)，则立即将此绿灯信号转变为红灯信号，禁止车辆继续进入区域路段，直到完成一个交通信号周期。
具体的，所述S901具体包括：
S9011：利用浮动车在行驶过程中以一固定周期τ采集车辆编号u、位置l、速度v和对应时间t信息，得到浮动车行车数据序列Zi＝<ui,li,vi,ti>；其中i为行车数据序列Z的编号，并将其通过移动蜂窝通信技术传送到设有GIS系统的数据中心，数据中心将行车数据序列Zi存储到数据中心的一历史记录数据库中。
S9012：从所述历史记录数据库中提取一行车数据序列xi＝<ui,li,vi,ti>，首次提取i＝1，每提取依次i＝i+1，直到完成该区域所有路段信息的提取。
S9013：从所述行车数据序列xi中提取位置信息li，与GIS系统进行匹配，得到位置信息li所属的路段编号R。
S9014：所述数据中心包括一行车路段数据库Q，建立路段编号与行车数据的关联关系并保存至所述行车路段数据库Q；所述行车路段数据库Q由各路段编号对应的路段行车信息集组成。
S9015：对数据中心对各路段行车速度进行分析，得到区域内各路段的行车的平均速度
Figure GDA0002721262860000081
和车辆占有率g。
S9016：将所述行车的平均速度
Figure GDA0002721262860000082
和车辆占有率g对应各路段编号保存于路段行车信息集。
综上所述，本发明提供的基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法，能够对区域内的行车数量进行智能管控，保障了区域内的道路通畅水平，并且具有节约成本的效果。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法，其特征在于，包括：
对路网进行划分得到两个以上的区域；
统计区域内的历史行车总数及进出区域的历史车流量信息；
根据区域内的历史行车总数及进出区域的历史车流量信息计算区域内的当前行车总数；
根据所述历史车流量信息及其对应的道路平均速度，得到区域内的当前行车总数与道路平均速度的非线性关系；
根据期望的区域内的速度要求和所述区域内当前行车总数与道路平均速度的非线性关系得到区域内通行车辆总数的阈值；
若所述当前行车总数大于所述阈值，则禁止车辆进入所述期望的区域；
其中，“统计区域内的历史行车总数及进出区域的历史车流量信息”，具体为：
通过区域控制节点安装的交通探头或地感线圈采集进入区域内路段的交通流(xi，yj)，以得到历史车流量信息，其中，xi为进入区域内路段的行车量，yj为离开区域内路段的行车量；
将历史时间段内的进入区域内路段的行车量减去离开区域内路段的行车量得到历史行车总数，所述历史时间段为前一天，具体公式如下：
M＝∑xi- ∑yj
所述M为历史行车总数。
2.根据权利要求1所述的基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法，其特征在于，根据所述历史车流量信息及其对应的道路平均速度，得到区域内的当前行车总数与道路平均速度的非线性关系，具体包括：
依据区域内的历史浮动车数据计算得到区域内各路段的行车信息，所述行车信息包括行车的平均速度；根据区域内各路段的行车信息得到对应的道路平均速度；
根据区域内的历史行车总数和道路平均速度得到区域内的当前行车总数与道路平均速度的非线性关系。
3.根据权利要求2所述的基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法，其特征在于，对路网进行划分得到两个以上的区域之后，统计区域内的历史行车总数及进出区域的历史车流量信息之前，还包括：
将区域内外的交通道路边界路口标识为区域交通控制节点；
获取区域交通控制节点的红绿灯相位配时。
4.根据权利要求3所述的基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法，其特征在于，所述行车信息还包括车辆占有率；依据区域内的历史浮动车数据计算得到区域内各路段的行车信息之后，还包括：
依据所述行车的平均速度、车辆占有率以及红绿灯相位配时得到区域交通运行状态与区域控制节点的红绿灯相位配时的关系；
依据所述区域交通运行状态与区域控制节点的红绿灯相位配时的关系修改红绿灯相位配时。
5.根据权利要求4所述的基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法，其特征在于，依据区域内的历史浮动车数据计算得到区域内各路段的行车信息，具体包括：
获取浮动车在区域内的行车数据，所述行车数据包括位置信息、速度信息以及对应的时间信息；
将所述位置信息与GIS系统进行匹配，得到所述位置信息所属的路段编号；
建立路段编号与行车数据的关联关系；
对行车数据进行分析得到各路段的行车信息。
6.根据权利要求4所述的基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法，其特征在于，依据所述行车的平均速度、车辆占有率以及红绿灯相位配时得到区域交通运行状态与区域控制节点的红绿灯相位配时的关系，具体包括：
获取预设时间段内区域内的行车总数；
将所述当前行车总数与所述预设时间段内区域内的行车总数的和作为实际行车总数；
依据所述阈值和实际行车总数得到区域行车余量；
对所述行车的平均速度、车辆占有率和区域行车余量进行分析得到各区域控制节点的行车余量；
依据所述各区域控制节点的行车余量和红路灯相位配时得到区域控制节点的行车余量与红绿灯相位配时的关系。
7.根据权利要求6所述的基于浮动车技术的区域道路车流量控制方法，其特征在于，依据所述区域交通运行状态与区域控制节点的红绿灯相位配时的关系修改红绿灯相位配时，具体包括：
依据所述区域控制节点的行车余量与红绿灯相位配时的关系修改红绿灯相位配时。
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