CN111986482A - 一种城市道路交叉口控制效率评价方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明的一种城市道路交叉口控制效率评价方法、系统及存储介质，包括以下步骤：选取目标路口与相关联入口，计算路段路口交通饱和特征指标；基于目标路口的饱和度特征指标，计算路口失衡指数；加权路口饱和度特征指标历史最大值占比，计算路口四维特征指数；基于路口四维特征指数与路口失衡指数计算路口平衡度。本发明用指标反映交叉口的控制效率，摆脱交通流组成和环境条件的约束，提高用户对于交叉口的管理效率，提升整体管理水平。本发明可用于城市道路交叉口评价排行及交叉口优化参考。

Description

一种城市道路交叉口控制效率评价方法、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及城市交通管理技术领域，具体涉及一种城市道路交叉口控制效率评价方法、系统及存储介质。

背景技术

城市道路交叉口控制效率的评估指标有很多种，有饱和度、延误、排队长度等等，但是每种指标都有场景条件限制，在不同的交通流组成和环境条件下，用不同的指标进行评定，对用户的专业性要求相当高。

发明内容

本发明提出的一种城市道路交叉口控制效率评价方法、系统及存储介质，可解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种城市道路交叉口控制效率评价方法，包括以下步骤：

S01、选取目标路口与相关联入口，计算路段路口交通饱和特征指标；

S02、基于目标路口的饱和度特征指标，计算路口失衡指数；

S03、加权路口饱和度特征指标历史最大值占比，计算路口四维特征指数；

S04、基于路口四维特征指数与路口失衡指数计算路口平衡度。

进一步的，所述S02中路口失衡指数的计算公式如下：

程度判定：

S_MAX为路口各转向饱和度的最大值，N为路口总的转向个数，转向为左转、直行；

u为失衡判定阈值，由路口的大小与道路等级相关，可按照实际情况调整；

U_失衡为失衡指数，计算出结果后根据与阈值u的比较判定失衡程度。

进一步的，所述路口四维特征指数计算公式如下：

λ_i为四维指标权重，初始定为相同比例0.25，可按照四维数据缺失情况调整；

Index_4d为路口四维指数，为四个相关指标的历史最大值占比加权平均。

进一步的，所述路口平衡度的计算公式如下：

balance_intersection＝μ₁·U_失衡+μ₂·Index_4d (7)

parameter∈{t_{intersection-delay}，flow_intersection，length_{intersection-queue}，S_ntersection}；

μ₁、μ₂路口平衡度权重，初始定为相同比例0.5，按照实际情况调整；

balance_intersection为路口平衡指数，失衡指数与的四维指标的加权平均。

进一步的，所述S01中路段路口交通饱和特征指标包括路口延误时间、路口总流量、路口排队长度、路口饱和度；

其中路口延误时间计算公式如下：

Ω_intersection为路口各进口路段集合；N(Ω_intersection)为集合中路段个数；

t_i实际为路口第i个路段的车辆实际通行时间；

t_i理论为路口第i个路段的按设计时的速度计算的理论通行时间；

t_{intersection-delay}为路口延误时间，各入口路段延误时间总和。

进一步的，所述路口总流量的计算公式如下：

flow_i为路口第i各路段的流量；

flow_intersection为路口总流量，各入口路段流量总和。

进一步的，所述路口排队长度的计算公式如下：

length_i-queue为路口第i各路段的流量，具体数据由相关检测设备提供；

length_{intersection-queue}为路口排队长度，各路段排队长度之和。

进一步的，所述路口饱和度的计算公式如下：

S_i为路口第1个转向的饱和度，转向包括左转、直行；

S_ntersection为路口饱和度，各转向饱和度的最大值；各转向饱和度计算按照交通行业标准计算。

另一方面，本发明还公开一种城市道路交叉口控制效率评价系统，包括以下单元：

路段路口交通饱和特征指标确定单元，用于选取目标路口与相关联入口，计算路段路口交通饱和特征指标；

路口失衡指数确定单元，用于基于目标路口的饱和度特征指标，计算路口失衡指数；

路口四维特征指数确定单元，用于加权路口饱和度特征指标历史最大值占比，计算路口四维特征指数；

路口平衡度确定单元，用于基于路口四维特征指数与路口失衡指数计算路口平衡度。

第三方面，本发明还公开一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行上述方法的步骤。

由上述技术方案可知，本发明的城市道路交叉口控制效率评价方法，用一项指标反映交叉口的控制效率，摆脱交通流组成和环境条件的约束，提高用户对于交叉口的管理效率，提升整体管理水平。本发明可用于城市道路交叉口评价排行及交叉口优化参考。

附图说明

图1是本发明的方法流程图。

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的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

交叉口通行效率判定指标，反映交叉口的通行需求和通行服务水平之间的关系，交通信号以及交通组织是否能够满足当前通行需求。

如图1所示，本实施例所述的城市道路交叉口控制效率评价方法，包括：

S01、选取目标路口与相关联入口，计算路段路口交通饱和特征指标；

S02、基于目标路口的饱和度特征指标，计算路口失衡指数；

S03、加权路口饱和度特征指标历史最大值占比，计算路口四维特征指数；

S04、基于路口四维特征指数与路口失衡指数计算路口平衡度。

以下具体说明：

其中，

在步骤S01中，需要计算的路口饱和特征指标有：路口延误时间、路口总流量、路口排队长度、路口饱和度；

a.路口延误时间计算方法为，各进口路段检测器或其他设备检测出的平均速度，利用平均速度计算出实际行驶此进口路段花费的时间与理论通过的时间差值，路口延误时间为多有进口路段延误时间之和；

计算公式如下：

Ω_intersection为路口各进口路段集合；N(Ω_intersection)为集合中路段个数；

t_i实际为路口第i个路段的车辆实际通行时间；

t_i理论为路口第i个路段的按设计时的速度计算的理论通行时间；

t_{intersection-delay}为路口延误时间，各入口路段延误时间总和；

b.总流量：通过各种流量测设备或者过车数据统计而来的各进口路段的流量之和；

计算公式如下：

flow_i为路口第i各路段的流量，具体数据由过车数据统计、或者由相关检测设备提供；

flow_intersection为路口总流量，各入口路段流量总和；

c.排队长度：通过检测器等设备检测到各进口路段的排队长度之和；

计算公式如下：

length_i-queue为路口第i各路段的流量，具体数据由相关检测设备提供；

length_{intersection-queue}为路口排队长度，各路段排队长度之和；

d.饱和度：通过路段流量和实际通行能力计算出路口各个转向的饱和度的最大值；

计算公式如下：

S_i为路口第1个转向(左转、直行)的饱和度；

S_ntersection为路口饱和度，各转向饱和度的最大值；各转向饱和度计算按照交通行业标准计算；

在步骤S02中，基于目标路口饱和特征指标，利用残差比的方法计算目标路口各入口之间的失衡指数，

计算公式

程度判定：

S_MAX为路口各转向饱和度的最大值，N为路口总的转向个数(左转、直行)；

u为失衡判定阈值，由路口的大小与道路等级相关，可按照实际情况调整；

U_失衡为失衡指数，计算出结果后根据与阈值u的比较判定失衡程度；

在步骤S03中，有路口饱和特征指标分别使用历史数据计算最大占比；

历史最大占比＝当前时段内实际指标/历史时间最大指标

得到路口总延误历史最大占比，总流量历史最大占比，总排队长度历史最大占比，饱和度历史最大占比。

然后通过此四个维度的指标，加权求和计算得到路口四维度指数，加权系数为1:1:1:1，权重可根据实际数据源情况做调整；

具体计算公式如下：

λ_i为四维指标权重，初始定为相同比例0.25，可按照四维数据缺失情况调整；

Index_4d为路口四维指数，为四个相关指标的历史最大值占比加权平均；

在步骤S04中，基于路口四维指数与路口失衡指数，对路口控制效率进行双指标评价或者合并计算路口平衡度单指标评价；

路口平衡度＝0.5*失衡指数+0.5*路口四维指数

权重比例为1:1。通过综合评价指标路口平衡度评价路口控制效率；

balance_intersection＝μ₁·U_失衡+μ₂·Index_4d (7)

parameter∈{t_{intersection-delay}，flow_intersection，length_{intersection-queue}，S_ntersection}；

μ₁、μ₂路口平衡度权重，初始定为相同比例0.5，按照实际情况调整；

balance_intersection为路口平衡指数，失衡指数与的四维指标的加权平均。

综上所述，本发明可具体如下应用：

a.路口失衡指数，从流量、饱和度角度评价路口各方向通行压力的平衡情况，可有用于交警现成管控、车辆引流提供参考。

b.路口平衡度，综合路口各参数计算的路口综合评价指标，直接反应路口的运行状态，可提供交管部门对路口设计合理性进行优化(优化信号配时、规划路口车道渠化、拓宽路口、禁止路口边停车等)。

另一方面，本发明还公开一种城市道路交叉口控制效率评价系统，包括以下单元：

路段路口交通饱和特征指标确定单元，用于选取目标路口与相关联入口，计算路段路口交通饱和特征指标；

路口失衡指数确定单元，用于基于目标路口的饱和度特征指标，计算路口失衡指数；

路口四维特征指数确定单元，用于加权路口饱和度特征指标历史最大值占比，计算路口四维特征指数；

路口平衡度确定单元，用于基于路口四维特征指数与路口失衡指数计算路口平衡度。

第三方面，本发明还公开一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行上述方法的步骤。

可理解的是，本发明实施例提供的系统与本发明实施例提供的方法相对应，相关内容的解释、举例和有益效果可以参考上述方法中的相应部分。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种城市道路交叉口控制效率评价方法，其特征在于：

包括以下步骤：

S01、选取目标路口与相关联入口，计算路段路口交通饱和特征指标；

S02、基于目标路口的饱和度特征指标，计算路口失衡指数；

S03、加权路口饱和度特征指标历史最大值占比，计算路口四维特征指数；

S04、基于路口四维特征指数与路口失衡指数计算路口平衡度。

2.根据权利要求1所述的城市道路交叉口控制效率评价方法，其特征在于：所述S02中路口失衡指数的计算公式如下：

S_MAX为路口各转向饱和度的最大值，N为路口总的转向个数，转向为左转、直行；

u为失衡判定阈值，由路口的大小与道路等级相关，可按照实际情况调整；

U_失衡为失衡指数，计算出结果后根据与阈值u的比较判定失衡程度。

3.根据权利要求1所述的城市道路交叉口控制效率评价方法，其特征在于：所述路口四维特征指数计算公式如下：

λ_i为四维指标权重，初始定为相同比例0.25，可按照四维数据缺失情况调整；

Index_4d为路口四维指数，为四个相关指标的历史最大值占比加权平均。

4.根据权利要求1所述的城市道路交叉口控制效率评价方法，其特征在于：所述路口平衡度的计算公式如下：

balance_intersection＝μ₁·U_失衡+μ₂·Index_4d (7)

parameter∈{t_{intersection-delay}，flow_intersection，length_{intersection-queue}，S_ntersection}；

μ₁、μ₂路口平衡度权重，初始定为相同比例0.5，按照实际情况调整；

balance_intersection为路口平衡指数，失衡指数与的四维指标的加权平均。

5.根据权利要求1所述的城市道路交叉口控制效率评价方法，其特征在于：所述S01中路段路口交通饱和特征指标包括路口延误时间、路口总流量、路口排队长度、路口饱和度；

其中路口延误时间计算公式如下：

Ω_intersection为路口各进口路段集合；N(Ω_intersection)为集合中路段个数；

t_i实际为路口第i个路段的车辆实际通行时间；

t_i理论为路口第i个路段的按设计时的速度计算的理论通行时间；

t_{intersection-delay}为路口延误时间，各入口路段延误时间总和。

6.根据权利要求5所述的城市道路交叉口控制效率评价方法，其特征在于：所述路口总流量的计算公式如下：

flow_i为路口第i各路段的流量；

flow_intersection为路口总流量，各入口路段流量总和。

7.根据权利要求5所述的城市道路交叉口控制效率评价方法，其特征在于：所述路口排队长度的计算公式如下：

length_i-queue为路口第i各路段的流量，具体数据由相关检测设备提供；

length_{intersection-queue}为路口排队长度，各路段排队长度之和。

8.根据权利要求5所述的城市道路交叉口控制效率评价方法，其特征在于：所述路口饱和度的计算公式如下：

S_i为路口第1个转向的饱和度，转向包括左转、直行；

S_ntersection为路口饱和度，各转向饱和度的最大值；各转向饱和度计算按照交通行业标准计算。

9.一种城市道路交叉口控制效率评价系统，其特征在于：

包括以下单元：

路段路口交通饱和特征指标确定单元，用于选取目标路口与相关联入口，计算路段路口交通饱和特征指标；

路口失衡指数确定单元，用于基于目标路口的饱和度特征指标，计算路口失衡指数；

路口四维特征指数确定单元，用于加权路口饱和度特征指标历史最大值占比，计算路口四维特征指数；

路口平衡度确定单元，用于基于路口四维特征指数与路口失衡指数计算路口平衡度。

10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。

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