CN110491125A - 一种交通预警诱导信息生成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种交通预警诱导信息生成方法，该方法基于VMS可变情报板平台支持，包括如下步骤：a.建立数据信息库；b.判断各交通路口是否需要发出交通预警诱导信息，首先设定需要预警的交通路口a的道路交通占有率阈值Oa，当满足条件O＜Oa时，则不在进行步骤c以后的步骤，当满足条件O＞Oa时，则继续进行步骤c以后生成交通预警诱导信息的步骤；c.确定交通路口a上一个时间段和本时间段的通行收益值Ua；d.计算交通路口a的收益；e.生成交通预警诱导信息，获取uay值，该值即为交通预警诱导信息，将uay值由VMS可变情报板平台予以发布。它可以针对即将发生的交通拥堵提前发布交通预警诱导信息，提前进行交通疏导，以避免或最大程度的减小交通拥堵。

Description

一种交通预警诱导信息生成方法
技术领域
本发明涉及交通预警诱导信息生成技术领域。
背景技术
随着交通运输技术的发展，交通拥堵成为日益增长的困扰人们的难题，与此同时交通诱导也逐渐成为降低交通压力的一个有效手段，交通管理者希望自已的诱导策略可以更大地使路网通畅，出行者也希望自己所收到的诱导信息可以提高自己的出行效率。道路上所建设的各VMS(可变情报板)就是提供诱导信息的一个有效手段。但是每个VMS所发布的信息势必会影响到其他VMS所在路段的交通状况，从而也会对其余VMS所发布的信息产生影响。如何对该影响提前预测，针对即将发生的交通拥堵提前发布交通预警诱导信息，提前进行交通疏导，以避免或最大程度的减小交通拥堵，是当前交通管理亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种交通预警诱导信息生成方法，它可以针对即将发生的交通拥堵提前发布交通预警诱导信息，提前进行交通疏导，以避免或最大程度的减小交通拥堵。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种交通预警诱导信息生成方法，所述方法基于VMS可变情报板平台支持，包括如下步骤：
a.建立数据信息库，获取各交通路口VMS可变情报板平台的信号采集设备所采集的交通流数据信息，所述交通流数据信息包括：路段交通量V，路口排队长度L，延误时间D，停车次数N，交通路口a的交通流ua，所述交通路口a指VMS可变情报板平台中所监测的其中任意一个交通路口，与交通路口a相邻的交通路口的交通流qa；问卷调查数据信息，所述问卷调查数据信息包括Pa：驾驶员对诱导信息的服从率，其由驾驶员问卷调查获得；预先设置数据信息，所述预先设置数据信息包括饱和交通流S；设置用于博弈计算的策略Ti的策略集信息；将上述数据信息及策略集信息载入数据信息库；
b.判断各交通路口是否需要发出交通预警诱导信息，首先设定需要预警的交通路口a的道路交通占有率阈值Oa，从数据信息库中提取交通路口a及与交通路口a有交通关联的相邻交通路口的数据信息，根据下述公式计算交通占有率O：
(1)式中：Om：交通路口a的第m个周期的道路交通占有率，Pa：驾驶员对诱导信息的服从率；qa：与交通路口a相邻的交通路口的交通流；Ka：交通路口a的车辆比例，所述车辆比例为建议驶向交通路口a的车辆与位于交通路口a的车辆的百分比；ua：驶出交通路口a的交通流，Sa：交通路口a的饱和交通流，DI为全部交通路口；
当满足条件O＜Oa时，则不在进行步骤c以后的步骤，当满足条件O＞Oa时，则继续进行步骤c以后生成交通预警诱导信息的步骤；
c.确定交通路口a上一个数据的采样时间点和最新数据的采样时间点n的通行收益值Ua，所述通行收益值Ua由下述公式获得：
Ua＝λ1(Van-Va(n-1))+λ2(Lan-La(n-1))+λ3(Dan-Da(n-1))+λ4(Nan-Na(n-1)) (2)
(2)式中，n：采集最新数据的采样时间点；λ1：交通量V的权重系数；Van和Va(n-1)分别为最新数据和上一个数据的采样时间点的交通量；λ2：排队长度L的权重系数；Lan和La(n-1)分别为最新数据和上一个数据的采样时间点的排队长度；λ3：延误时间D的权重系数；Dan和Da(n-1)分别为最新数据和上一个数据的采样时间点的延误时间；λ4：停车次数N的权重系数，Nan和Na(n-1)分别为最新数据和上一个数据的采样时间点的停车次数；λ1，λ2，λ3，λ4的取值范围：0～1，所取数值与饱和交通流S的多少正相关，且满足λ1+λ2+λ3+λ4＝1；
d.计算交通路口a的收益，与交通量V、排队长度L、延误时间D、停车次数N及其权重系数有关，为负收益；根据收益计算方法，设定博弈次数的阈值G；调取数据信息库中的策略集，在策略集中针对每一种策略Ti不断进行改变，每改变一次Ti，便对博弈次数计数加1；如果在G次博弈之内找到了纳什均衡，则采用该策略Ti，找到策略使得交通路口a的收益：
Ua＝λ1(Van-Va(n-1))+λ2(Lan-La(n-1))+λ3(Dan-Da(n-1))+λ4(Nan-Na(n-1)) (3)
达到Nash均衡，即：
则博弈结束，发布此时选定的策略Ti，上式中，为任一博弈方的最佳策略；根据下述公式计算该诱导策略下的信息服从度：
(5)式中，uaf：实际的各方向的驶出交通量；uay：期望的各方向的驶出交通量；DI为全部交通路口；a代表交通路口；
e.生成交通预警诱导信息，获取uay值，该值即为交通预警诱导信息，将uay值由VMS可变情报板平台予以发布。
更进一步的，在所述步骤b与步骤c之间再增加一个各交通路口a是否需要发出交通预警诱导信息的判断条件，当所述步骤b中满足条件O＜Oa时，根据下述公式：
判断是否需要发出交通预警诱导信息；
(6)式中，vn：交通路口a的最新数据的采样时间点的平均车辆行驶速度，vmax：交通路口a的路段限速，设定的阈值；n：采集最新数据的采样时间点；ω1：第n个采样时间点的权重系数；ω2：对应第n-1个采样时间点的权重系数；ω1、ω2的取值范围：0～1，所取数值与交通路口a的饱和交通流S的多少正相关，且满足ω1+ω2＝1；
如公式(6)成立，则继续进行步骤c以后生成交通预警诱导信息的步骤。
更进一步的，所述步骤c中，交通路口a上一个数据的采样时间点和最新数据的采样时间点n的间隔为15min～30min。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
(1).本发明考虑了各路口及与各交通路口有交通关联的相邻交通路口的合作博弈关系，通过VMS可变情报板平台提取相关交通数据信息，通过信息的交互，根据博弈计算策略，生成交通预警诱导信息，提高了局部的自我协调能力，提前进行交通疏导，以避免或最大程度的减小交通拥堵。
(2).在交通压力不是特别大的时候无需人工参与即可促进区域的交通协调，减轻了管理人员的负担。
(3).提高了诱导信息的有效性、实时性、准确性，推进了交通系统的智能化。
附图说明
图1是本发明方法的流程图；
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
一种交通预警诱导信息生成方法，该方法基于VMS可变情报板平台支持，包括如下步骤，参见图1：
a.建立数据信息库，获取各交通路口VMS可变情报板平台的信号采集设备所采集的交通流数据信息，所述交通流数据信息包括：路段交通量V，路口排队长度L，延误时间D，停车次数N，交通路口a的交通流ua，所述交通路口a指VMS可变情报板平台中所监测的其中任意一个交通路口，与交通路口a相邻的交通路口的交通流qa；间卷调查数据信息，所述问卷调查数据信息包括Pa：驾驶员对诱导信息的服从率，其由驾驶员问卷调查获得；预先设置数据信息，所述预先设置数据信息包括饱和交通流S；设置用于博弈计算的策略Ti的策略集信息；将上述数据信息及策略集信息载入数据信息库；
b.判断各交通路口是否需要发出交通预警诱导信息，首先设定需要预警的交通路口a的道路交通占有率阈值Oa，从数据信息库中提取交通路口a及与交通路口a有交通关联的相邻交通路口的数据信息，根据下述公式计算交通占有率O：
(1)式中：Om：交通路口a的第m个周期的道路交通占有率，Pa：驾驶员对诱导信息的服从率；qa：与交通路口a相邻的交通路口的交通流；Ka：交通路口a的车辆比例，所述车辆比例为建议驶向交通路口a的车辆与位于交通路口a的车辆的百分比；ua：驶出交通路口a的交通流，Sa：交通路口a的饱和交通流，DI为全部交通路口；
当满足条件O＜Oa时，则不在进行步骤c以后的步骤，当满足条件O＞Oa时，则继续进行步骤c以后生成交通预警诱导信息的步骤；
c.确定交通路口a上一个数据的采样时间点和最新数据的采样时间点n的通行收益值Ua，所述通行收益值Ua由下述公式获得：
Ua＝λ1(Van-Va(n-1))+λ2(Lan-La(n-1))+λ3(Dan-Da(n-1))+λ4(Nan-Na(n-1)) (2)
(2)式中，n：采集最新数据的采样时间点；λ1：交通量V的权重系数；Van和Va(n-1)分别为最新数据和上一个数据的采样时间点的交通量；λ2：排队长度L的权重系数；Lan和La(n-1)分别为最新数据和上一个数据的采样时间点的排队长度；λ3：延误时间D的权重系数；Dan和Da(n-1)分别为最新数据和上一个数据的采样时间点的延误时间；λ4：停车次数N的权重系数，Nan和Na(n-1)分别为最新数据和上一个数据的采样时间点的停车次数；λ1，λ2，λ3，λ4的取值范围：0～1，所取数值与饱和交通流S的多少正相关，且满足λ1+λ2+λ3+λ4＝1；
d.计算交通路口a的收益，与交通量V、排队长度L、延误时间D、停车次数N及其权重系数有关，为负收益；根据收益计算方法，设定博弈次数的阈值G；调取数据信息库中的策略集，在策略集中针对每一种策略Ti不断进行改变，每改变一次Ti，便对博弈次数计数加1；如果在G次博弈之内找到了纳什均衡，则采用该策略Ti，找到策略使得交通路口a的收益：
Ua＝λ1(Van-Va(n-1))+λ2(Lan-La(n-1))+λ3(Dan-Da(n-1))+λ4(Nan-Na(n-1)) (3)
达到Nash均衡，即：
则博弈结束，发布此时选定的策略Ti，上式中，为任一博弈方的最佳策略；根据下述公式计算该诱导策略下的信息服从度：
(5)式中，uaf：实际的各方向的驶出交通量；uay：期望的各方向的驶出交通量；DI为全部交通路口；a代表交通路口；
e.生成交通预警诱导信息，获取uay值，该值即为交通预警诱导信息，将uay值由VMS可变情报板平台予以发布。
在所述步骤b与步骤c之间再增加一个各交通路口a是否需要发出交通预警诱导信息的判断条件，当所述步骤b中满足条件O＜Oa时，根据下述公式：
判断是否需要发出交通预警诱导信息；
(6)式中，vn：交通路口a的最新数据的采样时间点的平均车辆行驶速度，vmax：交通路口a的路段限速，设定的阈值；n：采集最新数据的采样时间点；ω1：第n个采样时间点的权重系数；ω2：对应第n-1个采样时间点的权重系数；ω1、ω2的取值范围：0～1，所取数值与交通路口a的饱和交通流S的多少正相关，且满足ω1+ω2＝1；
如公式(6)成立，则继续进行步骤c以后生成交通预警诱导信息的步骤。
所述步骤c中，交通路口a上一个数据的采样时间点和最新数据的采样时间点n的间隔为15min～30min。。

Claims (3)

1.一种交通预警诱导信息生成方法，其特征在于：所述方法基于VMS可变情报板平台支持，包括如下步骤：
a.建立数据信息库，获取各交通路口VMS可变情报板平台的信号采集设备所采集的交通流数据信息，所述交通流数据信息包括：路段交通量V，路口排队长度L，延误时间D，停车次数N，交通路口a的交通流ua，所述交通路口a指VMS可变情报板平台中所监测的其中任意一个交通路口，与交通路口a相邻的交通路口的交通流qa；问卷调查数据信息，所述问卷调查数据信息包括Pa：驾驶员对诱导信息的服从率，其由驾驶员问卷调查获得；预先设置数据信息，所述预先设置数据信息包括饱和交通流S；设置用于博弈计算的策略Ti的策略集信息；将上述数据信息及策略集信息载入数据信息库；
b.判断各交通路口是否需要发出交通预警诱导信息，首先设定需要预警的交通路口a的道路交通占有率阈值Oa，从数据信息库中提取交通路口a及与交通路口a有交通关联的相邻交通路口的数据信息，根据下述公式计算交通占有率O：
(1)式中：Om：交通路口a的第m个周期的道路交通占有率，Pa：驾驶员对诱导信息的服从率；qa：与交通路口a相邻的交通路口的交通流；Ka：交通路口a的车辆比例，所述车辆比例为建议驶向交通路口a的车辆与位于交通路口a的车辆的百分比；ua：驶出交通路口a的交通流，Sa：交通路口a的饱和交通流，DI为全部交通路口；
当满足条件O＜Oa时，则不在进行步骤c以后的步骤，当满足条件O＞Oa时，则继续进行步骤c以后生成交通预警诱导信息的步骤；
c.确定交通路口a上一个数据的采样时间点和最新数据的采样时间点n的通行收益值Ua，所述通行收益值Ua由下述公式获得：
Ua＝λ1(Van-Va(n-1))+λ2(Lan-La(n-1))+λ3(Dan-Da(n-1))+λ4(Nan-Na(n-1)) (2)
(2)式中，n：采集最新数据的采样时间点；λ1：交通量V的权重系数；Van和Va(n-1)分别为最新数据和上一个数据的采样时间点的交通量；λ2：排队长度L的权重系数；Lan和La(n-1)分别为最新数据和上一个数据的采样时间点的排队长度；λ3：延误时间D的权重系数；Dan和Da(n-1)分别为最新数据和上一个数据的采样时间点的延误时间；λ4：停车次数N的权重系数，Nan和Na(n-1)分别为最新数据和上一个数据的采样时间点的停车次数；λ1，λ2，λ3，λ4的取值范围：0～1，所取数值与饱和交通流S的多少正相关，且满足λ1+λ2+λ3+λ4＝1；
d.计算交通路口a的收益，与交通量V、排队长度L、延误时间D、停车次数N及其权重系数有关，为负收益；根据收益计算方法，设定博弈次数的阈值G；调取数据信息库中的策略集，在策略集中针对每一种策略Ti不断进行改变，每改变一次Ti，便对博弈次数计数加1；如果在G次博弈之内找到了纳什均衡，则采用该策略Ti，找到策略使得交通路口a的收益：
Ua＝λ1(Van-Va(n-1))+λ2(Lan-La(n-1))+λ3(Dan-Da(n-1))+λ4(Nan-Na(n-1)) (3)
达到Nash均衡，即：
则博弈结束，发布此时选定的策略Ti，上式中，为任一博弈方的最佳策略；根据下述公式计算该诱导策略下的信息服从度：
(5)式中，uaf：实际的各方向的驶出交通量；uay：期望的各方向的驶出交通量；DI为全部交通路口；a代表交通路口；
e.生成交通预警诱导信息，获取uay值，该值即为交通预警诱导信息，将uay值由VMS可变情报板平台予以发布。
2.根据权利要求1所述的一种交通预警诱导信息生成方法，其特征在于：在所述步骤b与步骤c之间再增加一个各交通路口a是否需要发出交通预警诱导信息的判断条件，当所述步骤b中满足条件O＜Oa时，根据下述公式：
判断是否需要发出交通预警诱导信息；
(6)式中，vn：交通路口a的最新数据的采样时间点的平均车辆行驶速度，vmax：交通路口a的路段限速，设定的阈值；n：采集最新数据的采样时间点；ω1：第n个采样时间点的权重系数；ω2：对应第n-1个采样时间点的权重系数；ω1、ω2的取值范围：0～1，所取数值与交通路口a的饱和交通流S的多少正相关，且满足ω1+ω2＝1；
如公式(6)成立，则继续进行步骤c以后生成交通预警诱导信息的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的一种交通预警诱导信息生成方法，其特征在于：所述步骤c中，交通路口a上一个数据的采样时间点和最新数据的采样时间点n的间隔为15min～30min。
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