CN109920251B - 一种城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法及系统 - Google Patents
一种城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及交通管理技术领域，具体公开了一种城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法，其中，包括：采集和汇聚交叉口的交通信息；对交叉口的交通信息进行特征数据提取与分析；计算关键车道利用率指标值，以及计算信号相位绿时匹配度指标值；根据关键车道利用率指标值计算交叉口渠化组织合理性评价得分，以及根据信号相位绿时匹配度指标值计算信号控制合理性评价得分；输出交叉口渠化组织合理性评价得分和信号控制合理性评价得分。本发明还公开了一种城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析系统。本发明提供的城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法能够辅助交警排查交叉口交通问题提高交通管理精细化水平。
Description
技术领域
本发明涉及交通管理技术领域，尤其涉及一种城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法及城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析系统。
背景技术
目前，我国各城市都普遍出现不同程度的交通拥堵，导致通行效率下降、出行时间延长、环境污染加重。据统计，在道路交叉口发生的拥堵约占整个道路交通拥堵的50％以上，因交叉口拥堵而产生的交通延误占城市交通通行总延误的三分之一以上。因此，各地公安交警部门非常重视交叉口治理，但是，由于交警部门缺乏相关专业技术力量，难以发现和诊断交叉口存在的问题，并科学施策，导致许多交叉口拥堵治理效果不佳。亟需相关工具和手段，辅助交警排查交叉口交通问题，诊断问题的根源，提出解决问题的对策措施，科学指导交叉口治理工作，提高交通管理精细化水平。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法及城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析系统，以解决现有技术中的问题。
作为本发明的第一个方面，提供一种城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法，其中，所述城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法包括：
采集和汇聚交叉口的交通信息；
对所述交叉口的交通信息进行特征数据提取与分析，所述特征数据包括关键车道交通流量数据和信号控制方案数据；
根据关键车道交通流量数据计算关键车道利用率指标值，以及根据信号控制方案和关键车道交通流量数据计算信号相位绿时匹配度指标值；
根据关键车道利用率指标值计算交叉口渠化组织合理性评价得分，以及根据信号相位绿时匹配度指标值计算信号控制合理性评价得分；
输出所述交叉口渠化组织合理性评价得分和所述信号控制合理性评价得分。
优选地，所述关键车道交通流量数据包括关键车道名称和与关键车道名称对应的交通流量数据、饱和流量数据、交通流量数据与饱和流量数据比以及每小时有车通过的时间。
优选地，所述根据关键车道交通流量数据计算关键车道利用率指标值包括：
获取车道断面有车通过的时间以及总统计时间；
计算车道断面有车通过的时间与总统计时间的比值得到关键车道利用率，其中所述关键车道利用率的计算公式为：
其中，Oc表示关键车道利用率，tv表示车道断面有车通过的时间，T表示总统计时间。
优选地，所述交叉口渠化组织合理性评价得分的计算公式为：
其中，a、b、c、d和e均表示常量，PO表示交叉口渠化组织合理性评价得分。
优选地，所述信号控制方案数据包括周期时间、相位名称和与所述相位名称对应的绿灯时间以及绿灯时间比周期时间得到的绿信比。
优选地，所述信号相位绿时匹配度指标值的计算公式为：
其中，Gm表示相位绿时匹配度，r表示绿信比，ym表示最大流量比，所述最大流量比的计算公式为：
其中，Qi表示第i车道的实际通行流量，Ri表示第i车道的饱和流量，i表示取遍该信号相位对应放行的所有车道。
优选地，所述信号控制合理性评价得分的计算公式为：
PS＝p·(Gm-1)2+q，
其中，PS表示信号控制合理性评价得分，p和q均表示常量。
优选地，所述交通信息包括交叉口几何特征数据、交通流量数据和信号控制方案数据。
优选地，所述交通信息包括高峰时段交通信息和平峰时段交通信息。
作为本发明的第二个方面，提供一种城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析系统，其中，所述城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析系统包括：
交通信息汇集模块，所述交通信息汇集模块用于采集和汇聚交叉口的交通信息；
特征分析模块，所述特征分析模块用于对所述交叉口的交通信息进行特征数据提取与分析，所述特征数据包括关键车道交通流量数据和信号控制方案数据；
单项分析计算模块，所述单项分析计算模块用于根据关键车道交通流量数据计算关键车道利用率指标值，以及根据信号控制方案和关键车道交通流量数据计算信号相位绿时匹配度指标值；
综合分析计算模块，所述综合分析计算模块用于根据关键车道利用率指标值计算交叉口渠化组织合理性评价得分，以及根据信号相位绿时匹配度指标值计算信号控制合理性评价得分；
输出模块，所述输出模块用于输出所述交叉口渠化组织合理性评价得分和所述信号控制合理性评价得分。
本发明提供的城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法，通过采集和汇聚交叉口的交通信息，并根据交通信息进行特征提取，最终计算得到交叉口渠化组织合理性评价得分和所述信号控制合理性评价得分，根据交叉口渠化组织合理性评价得分和所述信号控制合理性评价得分来评估交叉口渠化组织和信号控制的合理性，本发明提供的这种城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法能够辅助交警排查交叉口交通问题，科学指导交叉口治理工作，从而提高交通管理精细化水平。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提供的城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法的流程图。
图2为本发明提供的交叉口示意图。
图3为本发明提供的城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析系统的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在城市道路交叉口通行方面，影响交叉口通行的两个主要因素为交叉口渠化组织和信号控制，因此，本发明主要是分析评估交叉口渠化组织和信号控制的合理性以诊断影响交叉口通行的瓶颈与关键问题。
作为本发明的第一个方面，提供一种城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法，其中，如图1所示，所述城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法包括：
S110、采集和汇聚交叉口的交通信息；
S120、对所述交叉口的交通信息进行特征数据提取与分析，所述特征数据包括关键车道交通流量数据和信号控制方案数据；
S130、根据关键车道交通流量数据计算关键车道利用率指标值，以及根据信号控制方案和关键车道交通流量数据计算信号相位绿时匹配度指标值；
S140、根据关键车道利用率指标值计算交叉口渠化组织合理性评价得分，以及根据信号相位绿时匹配度指标值计算信号控制合理性评价得分；
S150、输出所述交叉口渠化组织合理性评价得分和所述信号控制合理性评价得分。
本发明提供的城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法，通过采集和汇聚交叉口的交通信息，并根据交通信息进行特征提取，最终计算得到交叉口渠化组织合理性评价得分和所述信号控制合理性评价得分，根据交叉口渠化组织合理性评价得分和所述信号控制合理性评价得分来评估交叉口渠化组织和信号控制的合理性，本发明提供的这种城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法能够辅助交警排查交叉口交通问题，科学指导交叉口治理工作，从而提高交通管理精细化水平。
应当理解的是，本发明提供的城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法主要分析交叉口渠化组织和信号控制的合理性，选择关键车道利用率和信号相位绿时匹配度两个指标进行评价。
具体地，所述关键车道交通流量数据包括关键车道名称和与关键车道名称对应的交通流量数据、饱和流量数据、交通流量数据与饱和流量数据比以及每小时有车通过的时间。
需要说明的是，关键车道指的是对整个交叉口通行能力和信号配时设计起决定作用的进口车道。
具体地，所述根据关键车道交通流量数据计算关键车道利用率指标值包括：
获取车道断面有车通过的时间以及总统计时间；
计算车道断面有车通过的时间与总统计时间的比值得到关键车道利用率，其中所述关键车道利用率的计算公式为：
其中，Oc表示关键车道利用率，tv表示车道断面有车通过的时间，T表示总统计时间。
具体地，所述交叉口渠化组织合理性评价得分的计算公式为：
其中，a、b、c、d和e均表示常量，PO表示交叉口渠化组织合理性评价得分。
优选地，a、b、c、d和e的取值可以分别为：-124、222、-10000、18000和-8000。
具体地，所述信号控制方案数据包括周期时间、相位名称和与所述相位名称对应的绿灯时间以及绿灯时间比周期时间得到的绿信比。
具体地，所述信号相位绿时匹配度指标值的计算公式为：
其中，Gm表示相位绿时匹配度，r表示绿信比，ym表示最大流量比，所述最大流量比的计算公式为：
其中，Qi表示第i车道的实际通行流量，Ri表示第i车道的饱和流量，i表示取遍该信号相位对应放行的所有车道。
具体地，所述信号控制合理性评价得分的计算公式为：
PS＝p·(Gm-1)2+q，
其中，PS表示信号控制合理性评价得分，p和q均表示常量。
优选地，p和q的取值可以分别为-100和100。
具体地，所述交通信息包括交叉口几何特征数据、交通流量数据和信号控制方案数据。
具体地，所述交通信息包括高峰时段交通信息和平峰时段交通信息。
因此，本发明与现有技术相比，具有如下优点和效果：
1、指标数据容易获取，计算简便，便于实现。
2、适用高峰、平峰不同时段的分析诊断需求，通用性更强。
3、实现了对道路交叉口渠化组织和信号控制合理性的量化评估，可进行对比分析，结果直观清晰。
下面结合图2所示，对本发明提供的城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法的具体实施过程进行详细描述。
第一步，调查交叉口几何特征数据，如下表1所示。
表1交叉口几何特征数据
第二步，从道路交通信号控制系统中提取交叉口高峰期进口方向关键车道交通流量、信号控制方案等数据。具体地，高峰期关键车道流量数据如表2所示。
表2高峰期关键车道流量数据
信号配时方案如下表3所示。
表3信号配时方案表
第三步，将高峰期关键车道流量数据代入关键车道利用率计算公式，得到关键车道利用率指标值，并利用交叉口渠化组织合理性评价得分的计算公式计算得出交叉口渠化组织合理性评价得分，如下表4所示。
表4车道利用率和交叉口渠化组织合理性评价得分表
| 序号 | 车道名称 | 车道利用率 | 渠化组织合理性评分 |
| 1 | 东进口直行车道 | 0.71 | 95 |
| 2 | 东进口左转车道 | 0.24 | 46 |
| 3 | 南进口直行车道 | 0.06 | 13 |
| 4 | 南进口左转车道 | 0.15 | 31 |
| 5 | 西进口直行车道 | 0.43 | 73 |
| 6 | 西进口左转车道 | 0.26 | 49 |
| 7 | 北进口直行车道 | 0.12 | 25 |
| 8 | 北进口左转车道 | 0.07 | 15 |
第四步，将高峰时段信号配时方案、关键车道流量数据代入相位绿时匹配度计算公式以及最大流量比计算公式，得到信号相位绿时匹配度指标值，并利用信号控制合理性评价得分的计算公式计算得出信号控制合理性评价得分，如下表5所示。
表5信号控制合理性评价得分表
| 序号 | 相位名称 | 绿时匹配度 | 信号控制合理性评价得分 |
| 1 | 东西直行 | 0.97 | 99.9 |
| 2 | 东西左转 | 1.10 | 99.1 |
| 3 | 南北直行 | 0.35 | 57.8 |
| 4 | 南北左转 | 0.53 | 77.8 |
作为本发明的第二个方面，提供一种城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析系统，其中，如图3所示，所述城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析系统100包括：
交通信息汇集模块110，所述交通信息汇集模块110用于采集和汇聚交叉口的交通信息；
特征分析模块120，所述特征分析模块120用于对所述交叉口的交通信息进行特征数据提取与分析，所述特征数据包括关键车道交通流量数据和信号控制方案数据；
单项分析计算模块130，所述单项分析计算模块130用于根据关键车道交通流量数据计算关键车道利用率指标值，以及根据信号控制方案和关键车道交通流量数据计算信号相位绿时匹配度指标值；
综合分析计算模块140，所述综合分析计算模块140用于根据关键车道利用率指标值计算交叉口渠化组织合理性评价得分，以及根据信号相位绿时匹配度指标值计算信号控制合理性评价得分；
输出模块150，所述输出模块150用于输出所述交叉口渠化组织合理性评价得分和所述信号控制合理性评价得分。
本发明提供的城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析系统，通过采集和汇聚交叉口的交通信息，并根据交通信息进行特征提取，最终计算得到交叉口渠化组织合理性评价得分和所述信号控制合理性评价得分，根据交叉口渠化组织合理性评价得分和所述信号控制合理性评价得分来评估交叉口渠化组织和信号控制的合理性，本发明提供的这种城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析系统能够辅助交警排查交叉口交通问题，科学指导交叉口治理工作，从而提高交通管理精细化水平。
需要说明的是，本发明提供的城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析系统还可以包括根据输出的所述交叉口渠化组织合理性评价得分和所述信号控制合理性评价得分形成诊断分析报告，并实现诊断分析报告的模板制作、报告预览以及打印存储功能，且同时支持PDF与WORD两种形式的报告。另外，还可以实现指标计算的参数设置以及常用代码管理功能。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法，其特征在于，所述城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法包括：
采集和汇聚交叉口的交通信息；
对所述交叉口的交通信息进行特征数据提取与分析，所述特征数据包括关键车道交通流量数据和信号控制方案数据；
根据关键车道交通流量数据计算关键车道利用率指标值，以及根据信号控制方案和关键车道交通流量数据计算信号相位绿时匹配度指标值；
根据关键车道利用率指标值计算交叉口渠化组织合理性评价得分，以及根据信号相位绿时匹配度指标值计算信号控制合理性评价得分；
输出所述交叉口渠化组织合理性评价得分和所述信号控制合理性评价得分；
所述根据关键车道交通流量数据计算关键车道利用率指标值包括：
获取车道断面有车通过的时间以及总统计时间；
计算车道断面有车通过的时间与总统计时间的比值得到关键车道利用率，其中所述关键车道利用率的计算公式为：
其中，Oc表示关键车道利用率，tv表示车道断面有车通过的时间，T表示总统计时间；
所述交叉口渠化组织合理性评价得分的计算公式为：
其中，a、b、c、d和e均表示常量，PO表示交叉口渠化组织合理性评价得分；
所述信号相位绿时匹配度指标值的计算公式为：
其中，Gm表示相位绿时匹配度，r表示绿信比，ym表示最大流量比，所述最大流量比的计算公式为：
其中，Qi表示第i车道的实际通行流量，Ri表示第i车道的饱和流量，i表示取遍该信号相位对应放行的所有车道；
所述信号控制合理性评价得分的计算公式为：
PS＝p·(Gm-1)2+q，
其中，PS表示信号控制合理性评价得分，p和q均表示常量。
2.根据权利要求1所述的城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法，其特征在于，所述关键车道交通流量数据包括关键车道名称和与关键车道名称对应的交通流量数据、饱和流量数据、交通流量数据与饱和流量数据比以及每小时有车通过的时间。
3.根据权利要求2所述的城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法，其特征在于，所述信号控制方案数据包括周期时间、相位名称和与所述相位名称对应的绿灯时间以及绿灯时间比周期时间得到的绿信比。
4.根据权利要求1所述的城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法，其特征在于，所述交通信息包括交叉口几何特征数据、交通流量数据和信号控制方案数据。
5.根据权利要求1所述的城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法，其特征在于，所述交通信息包括高峰时段交通信息和平峰时段交通信息。
6.一种城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析系统，用于实现权利要求1至5中任意一项所述的城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法，其特征在于，所述城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析系统包括：
交通信息汇集模块，所述交通信息汇集模块用于采集和汇聚交叉口的交通信息；
特征分析模块，所述特征分析模块用于对所述交叉口的交通信息进行特征数据提取与分析，所述特征数据包括关键车道交通流量数据和信号控制方案数据；
单项分析计算模块，所述单项分析计算模块用于根据关键车道交通流量数据计算关键车道利用率指标值，以及根据信号控制方案和关键车道交通流量数据计算信号相位绿时匹配度指标值；
综合分析计算模块，所述综合分析计算模块用于根据关键车道利用率指标值计算交叉口渠化组织合理性评价得分，以及根据信号相位绿时匹配度指标值计算信号控制合理性评价得分；
输出模块，所述输出模块用于输出所述交叉口渠化组织合理性评价得分和所述信号控制合理性评价得分。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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