CN113140113A - 基于车联网的交通流延误评价方法、系统及存储介质 - Google Patents

基于车联网的交通流延误评价方法、系统及存储介质 Download PDF

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CN113140113A
CN113140113A CN202110699010.9A CN202110699010A CN113140113A CN 113140113 A CN113140113 A CN 113140113A CN 202110699010 A CN202110699010 A CN 202110699010A CN 113140113 A CN113140113 A CN 113140113A
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彭理群
何书贤
黄浩
童厚健
安德玺
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Ismartways Wuhan Technology Co ltd
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
    • G08G1/0125—Traffic data processing
    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了基于车联网的交通流延误评价方法、系统及存储介质，方法包括以下步骤：获取交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态；获取一个信号周期内交叉口各车辆的通行情况；获取交叉口各车辆排队状态；根据实时红绿灯状态、各车辆的通行情况、各车辆的排队状态，获取交叉口所有车辆的总交通延误时间。本发明提供的基于车联网的交通流延误评价方法，根据实时红绿灯状态、各车辆的通行情况、各车辆的排队状态，获取交叉口所有车辆的总交通延误时间，进而对整个交叉口的交通延误情况进行评价，该方法有较好的适用性和可靠性，可快速准确地对交叉口的拥挤程度进行评价，对交叉口的道路规划建设和信号控制方案设计具有重要的指导意义。

Description

基于车联网的交通流延误评价方法、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及交通控制技术领域，具体是涉及一种基于车联网的交通流延误评价方法、系统及存储介质。
背景技术
信号交叉口是道路路网中的基础交通设施，由于红灯信号的影响，交叉口进口道处不可避免的会出现车辆排队和等候现象，从而产生交通延误。车辆经过信号交叉口的延误时间是信号交叉口服务水平和运行效率的重要评价指标，它不仅能反映驾驶员的驾驶舒适程度、车辆行驶的油耗和排放以及损失的行程时间，还能反映交叉口信号控制方案设计的合理性。随着交通需求的不断增加，信号交叉口处时常发生交通拥挤，单个交叉口的交通拥挤可能扩散为局部路网的交通拥挤，进而可能使整个道路路网的运行效率受到影响。因此，评价信号交叉口的交通延误具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于车联网的交通流延误评价方法、系统及存储介质。
第一方面，本发明提供了一种基于车联网的交通流延误评价方法，包括以下步骤：
获取交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态；
获取一个信号周期内交叉口各车辆的通行情况；
获取交叉口各车辆的排队状态；
根据实时红绿灯状态、各车辆的通行情况、各车辆的排队状态，获取交叉口所有车辆的总交通延误时间。
根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述“获取交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态”步骤，具体包括以下步骤：
获取交叉口各车辆的开始排队时间
Figure 329702DEST_PATH_IMAGE001
；
获取信号周期的红灯时长
Figure 246974DEST_PATH_IMAGE002
；
获取车辆j通行时当前信号灯的红灯开始时间
Figure 934307DEST_PATH_IMAGE003
；
将车辆j通行时当前信号灯的红灯开始时间
Figure 262520DEST_PATH_IMAGE003
、信号周期的红灯时长
Figure 668094DEST_PATH_IMAGE002
和交叉口各车辆的开始排队时间
Figure 123477DEST_PATH_IMAGE001
根据式(1)进行参数转化和比对，获取比对结果：
Figure 665317DEST_PATH_IMAGE004
Figure 164431DEST_PATH_IMAGE005
；
当式(1)成立时，判定交叉路口车辆j初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态为红灯；
当式(1)不成立时，判定交叉路口车辆j初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态为绿灯。
根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述“获取车辆j通行时当前信号灯的红灯开始时间
Figure 796315DEST_PATH_IMAGE003
”步骤，具体包括以下步骤：
获取交叉口信号周期时长
Figure 39077DEST_PATH_IMAGE006
；
将交叉口信号周期时长
Figure 966582DEST_PATH_IMAGE006
和交叉口各车辆的开始排队时间
Figure 387330DEST_PATH_IMAGE001
根据式(2)进行参数转化和比对，获取车辆j通行时当前信号灯的红灯开始时间
Figure 501916DEST_PATH_IMAGE003
：
Figure 548370DEST_PATH_IMAGE007
Figure 81114DEST_PATH_IMAGE008
。
根据第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述“获取一个信号周期内交叉口各车辆的通行情况”步骤，具体包括以下步骤：
获取一个信号周期内能通过的最大车辆数
Figure 922031DEST_PATH_IMAGE009
；
获取交叉路口达到饱和车头时距时的车辆数
Figure 258334DEST_PATH_IMAGE010
；
根据一个信号周期内能通过的最大车辆数
Figure 124790DEST_PATH_IMAGE009
和交叉路口达到饱和车头时距时的车辆数
Figure 495728DEST_PATH_IMAGE010
的关系，获取一个信号周期内交叉口各车辆的通行情况；
其中，n、m均为正整数。
根据第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述“获取一个信号周期内能通过的最大车辆数
Figure 507547DEST_PATH_IMAGE009
”步骤，具体包括以下步骤：
获取式(3)的比对关系：
Figure 862305DEST_PATH_IMAGE011
Figure 735714DEST_PATH_IMAGE012
；
其中，
Figure 492317DEST_PATH_IMAGE013
为交叉口车辆
Figure 675037DEST_PATH_IMAGE014
的车头时距均值，
Figure 736665DEST_PATH_IMAGE014
=1,2,3,…
Figure 928612DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 274143DEST_PATH_IMAGE015
为信号周期的绿灯时长；
当式(3)成立时，根据式(4)和式(5)，获取一个信号周期内能通过的最大车辆数
Figure 644075DEST_PATH_IMAGE009
：
Figure 442267DEST_PATH_IMAGE016
Figure 172326DEST_PATH_IMAGE017
中，
Figure 637942DEST_PATH_IMAGE013
为交叉口车辆
Figure 913197DEST_PATH_IMAGE014
的车头时距均值，
Figure 464264DEST_PATH_IMAGE014
=1,2,3,…
Figure 998013DEST_PATH_IMAGE009
；
Figure 803289DEST_PATH_IMAGE018
中，
Figure 764292DEST_PATH_IMAGE013
为交叉口车辆
Figure 537076DEST_PATH_IMAGE014
的车头时距均值，
Figure 625249DEST_PATH_IMAGE014
=1,2,3,…
Figure 534299DEST_PATH_IMAGE019
；
当式(3)不成立时，根据式(6)和式(7)，获取一个信号周期内能通过的最大车辆数
Figure 666203DEST_PATH_IMAGE009
：
Figure 926283DEST_PATH_IMAGE020
Figure 552568DEST_PATH_IMAGE021
、式(7)中，
Figure 581704DEST_PATH_IMAGE013
为交叉口车辆
Figure 884509DEST_PATH_IMAGE014
的车头时距均值，
Figure 382618DEST_PATH_IMAGE014
=1,2,3,…
Figure 796281DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 945503DEST_PATH_IMAGE022
为饱和车头时距，
Figure 169942DEST_PATH_IMAGE015
为信号周期的绿灯时长。
根据第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述各车辆的排队状态包括各车辆的开始排队时间
Figure 404614DEST_PATH_IMAGE001
以及排队位置
Figure 621969DEST_PATH_IMAGE023
，所述“根据实时红绿灯状态、各车辆的通行情况、各车辆的排队状态，获取交叉口所有车辆的总交通延误时间”步骤，具体包括以下步骤：
当交叉路口车辆
Figure 360118DEST_PATH_IMAGE024
初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态为红灯时，获取交叉口各车辆的红灯等待剩余时间
Figure 21037DEST_PATH_IMAGE025
如下：
Figure 477427DEST_PATH_IMAGE026
式（8）；
当交叉路口车辆
Figure 498472DEST_PATH_IMAGE024
初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态为绿灯时，获取绿灯已经启亮时间
Figure 107439DEST_PATH_IMAGE027
如下：
Figure 922948DEST_PATH_IMAGE028
Figure 866634DEST_PATH_IMAGE029
；
根据一个信号周期内交叉口所有车辆通行情况，获取交叉口各车辆从绿灯启亮到驶离停车线所需时间
Figure 442103DEST_PATH_IMAGE030
；
当交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态为红灯时，获取各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 154844DEST_PATH_IMAGE031
如下：
Figure 141254DEST_PATH_IMAGE032
Figure 334687DEST_PATH_IMAGE033
；
当交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态为绿灯时，获取各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 431956DEST_PATH_IMAGE034
如下：
Figure 264783DEST_PATH_IMAGE035
Figure 687674DEST_PATH_IMAGE036
；
根据各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 356684DEST_PATH_IMAGE031
，获取交叉口所有车辆的总交通延误时间。
根据第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述“根据一个信号周期内交叉口所有车辆通行情况，获取交叉口各车辆从绿灯启亮到驶离停车线所需时间
Figure 257643DEST_PATH_IMAGE030
”步骤，具体包括以下步骤：
获取一个信号周期内通过最大车辆数
Figure 210556DEST_PATH_IMAGE009
；
获取交叉路口达到饱和车头时距时的车辆数
Figure 289502DEST_PATH_IMAGE010
；
获取交叉口各车辆的排队位置
Figure 429496DEST_PATH_IMAGE023
；
根据
Figure 134147DEST_PATH_IMAGE009
、
Figure 426719DEST_PATH_IMAGE010
以及
Figure 191413DEST_PATH_IMAGE023
之间的参数关系，获取车辆从绿灯启亮到驶离停车线所需的时间
Figure 818703DEST_PATH_IMAGE030
。
根据第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述各车辆的排队状态包括各车辆的开始排队时间
Figure 61466DEST_PATH_IMAGE001
以及排队位置
Figure 474123DEST_PATH_IMAGE023
，所述“根据实时红绿灯状态、各车辆的通行情况、各车辆的排队状态，获取交叉口所有车辆的总交通延误时间”步骤，具体包括以下步骤：
根据交叉口各车辆的开始排队时间
Figure 144139DEST_PATH_IMAGE001
以及排队位置
Figure 524305DEST_PATH_IMAGE023
，获取交叉口各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 321491DEST_PATH_IMAGE034
；
获取交叉口各车辆初次停车排队时位置畅行驶离停车线的畅行时间
Figure 837923DEST_PATH_IMAGE037
；
将交叉口各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 678840DEST_PATH_IMAGE034
和交叉口各车辆初次停车排队时位置畅行驶离停车线的畅行时间
Figure 31455DEST_PATH_IMAGE037
，根据式(12)进行参数转化，得到交叉口各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线的延误时间
Figure 881599DEST_PATH_IMAGE038
如下：
Figure 252538DEST_PATH_IMAGE039
式(12)；
将交叉口各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线的延误时间
Figure 280668DEST_PATH_IMAGE040
根据式(13)进行参数转化，得到交叉口所有车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线的总延误时间如下：
Figure 369846DEST_PATH_IMAGE041
式（13)。
第二方面，本发明提供了一种基于车联网的交通流延误评价系统，包括：
信号灯获取单元，用于获取交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态；
车辆通行情况获取单元，用于获取一个信号周期内交叉口各车辆的通行情况；
车辆排队信息获取单元，用于获取交叉口各车辆的排队状态；
总延时时间获取单元，与所述信号灯获取单元、所述车辆通行情况获取单元、所述车辆排队信息获取单元通信连接，用于根据实时红绿灯状态、各车辆的通行情况、各车辆的排队状态，获取交叉口所有车辆的总交通延误时间。
第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于车联网的交通流延误评价方法。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明提供的基于车联网的交通流延误评价方法，根据实时红绿灯状态、各车辆的通行情况、各车辆的排队状态，获取交叉口所有车辆的总交通延误时间，进而对整个交叉口的交通延误进行评价，该方法有较好的适用性和可靠性，可快速准确地对交叉口的拥挤程度进行评价，对交叉口的道路规划建设和信号控制方案设计具有重要意义。
附图说明
图1是本发明实施例的基于车联网的交通流延误评价方法的方法流程示意图；
图2是本发明实施例的基于车联网的交通流延误评价方法的另一方法流程示意图；
图3是本发明实施例的基于车联网的交通流延误评价方法的功能模块框图。
图中，100、信号灯获取单元；200、车辆通行情况获取单元；300、车辆排队信息获取单元；400、总延时时间获取单元。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
注意：接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。
参见图1所示，本发明实施例提供一种基于车联网的交通流延误评价方法、系统及存储介质，包括以下步骤：
S100、获取交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态；
S200、获取一个信号周期内交叉口各车辆的通行情况；
S300、获取交叉口各车辆的排队状态；
S400、根据实时红绿灯状态、各车辆的通行情况、各车辆的排队状态，获取交叉口所有车辆的总交通延误时间。
本发明提供的基于车联网的交通流延误评价方法，根据实时红绿灯状态、各车辆的通行情况、各车辆的排队状态，获取交叉口所有车辆的总交通延误时间，进而对整个交叉口的交通延误进行评价，该方法有较好的适用性和可靠性，可快速准确地对交叉口的拥挤程度进行评价，对交叉口的道路规划建设和信号控制方案设计具有重要意义。
在一实施例中，参见图2所示，所述“获取交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态”步骤，具体包括以下步骤：
S110、获取交叉口各车辆的开始排队时间
Figure 492523DEST_PATH_IMAGE001
；
S120、获取信号周期的红灯时长
Figure 717968DEST_PATH_IMAGE002
；
S130、获取车辆j通行时当前信号灯的红灯开始时间
Figure 182579DEST_PATH_IMAGE003
；
S140、将车辆j通行时当前信号灯的红灯开始时间
Figure 493474DEST_PATH_IMAGE003
、信号周期的红灯时长
Figure 685421DEST_PATH_IMAGE006
和交叉口各车辆的开始排队时间
Figure 781684DEST_PATH_IMAGE001
根据式(1)进行参数转化和比对，获取比对结果：
Figure 400885DEST_PATH_IMAGE004
Figure 199076DEST_PATH_IMAGE005
；
S151、当式(1)比对成立时，判定交叉路口车辆j初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态为红灯；
S152、当式(1)比对不成立时，判定交叉路口车辆j初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态为绿灯。
在一实施例中，所述“获取车辆j通行时当前信号灯的红灯开始时间
Figure 929135DEST_PATH_IMAGE003
”步骤，具体包括以下步骤：
获取交叉口信号周期时长
Figure 145484DEST_PATH_IMAGE006
；
将交叉口信号周期时长
Figure 670006DEST_PATH_IMAGE006
和交叉口各车辆的开始排队时间
Figure 221073DEST_PATH_IMAGE001
根据式(2)进行参数转化和比对，获取车辆j通行时当前信号灯的红灯开始时间
Figure 239976DEST_PATH_IMAGE003
：
Figure 294519DEST_PATH_IMAGE007
Figure 521101DEST_PATH_IMAGE008
。
在一实施例中，所述“获取一个信号周期内交叉口各车辆的通行情况”步骤，具体包括以下步骤：
获取一个信号周期内能通过的最大车辆数
Figure 44618DEST_PATH_IMAGE009
；
获取交叉路口达到饱和车头时距时的车辆数
Figure 850900DEST_PATH_IMAGE010
；
根据一个信号周期内能通过的最大车辆数
Figure 291108DEST_PATH_IMAGE009
和交叉路口达到饱和车头时距时的车辆数
Figure 157433DEST_PATH_IMAGE010
的关系，获取一个信号周期内交叉口各车辆的通行情况；
其中，n、m均为正整数。
在一实施例中，所述“获取一个信号周期内能通过的最大车辆数
Figure 433825DEST_PATH_IMAGE009
”步骤，具体包括以下步骤：
获取式(3)的比对关系：
Figure 43798DEST_PATH_IMAGE011
Figure 338513DEST_PATH_IMAGE012
；
其中，
Figure 392051DEST_PATH_IMAGE013
为交叉口车辆
Figure 873848DEST_PATH_IMAGE014
的车头时距均值，
Figure 553091DEST_PATH_IMAGE014
=1,2,3,…
Figure 187465DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 661172DEST_PATH_IMAGE015
为信号周期的绿灯时长；
当式(3)成立时，根据式(4)和式(5)，获取一个信号周期内能通过的最大车辆数
Figure 895844DEST_PATH_IMAGE009
：
Figure 847620DEST_PATH_IMAGE016
Figure 855941DEST_PATH_IMAGE017
中，
Figure 500549DEST_PATH_IMAGE014
=1,2,3,…
Figure 956938DEST_PATH_IMAGE009
；
Figure 728716DEST_PATH_IMAGE018
中，
Figure 321371DEST_PATH_IMAGE014
=1,2,3,…
Figure 136881DEST_PATH_IMAGE019
；
当式(3)不成立时，根据式(6)和式(7)，获取一个信号周期内能通过的最大车辆数
Figure 80566DEST_PATH_IMAGE009
：
Figure 656035DEST_PATH_IMAGE042
Figure 368776DEST_PATH_IMAGE021
、式(7)中，
Figure 355186DEST_PATH_IMAGE014
=1,2,3,…
Figure 536900DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 899748DEST_PATH_IMAGE022
为饱和车头时距，
Figure 732575DEST_PATH_IMAGE043
为信号周期的绿灯时长。
在一实施例中，所述“根据实时红绿灯状态、各车辆的通行情况、各车辆的排队状态，获取交叉口所有车辆的总交通延误时间”步骤，具体包括以下步骤：
当交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态为红灯时，根据式(8)获取交叉口车辆
Figure 375040DEST_PATH_IMAGE024
的红灯等待剩余时间
Figure 558897DEST_PATH_IMAGE025
如下：
Figure 459857DEST_PATH_IMAGE026
式（8）；
当交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态为绿灯时，根据式(9)获取交叉口车辆
Figure 881611DEST_PATH_IMAGE024
通行时绿灯已经启亮时间
Figure 226136DEST_PATH_IMAGE027
如下：
Figure 366130DEST_PATH_IMAGE028
Figure 70781DEST_PATH_IMAGE029
；
根据一个信号周期内交叉口所有车辆通行情况，获取交叉口各车辆从绿灯启亮到驶离停车线所需时间
Figure 628932DEST_PATH_IMAGE030
；
当交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态为红灯时，根据式(10)获取各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 128047DEST_PATH_IMAGE031
如下：
Figure 20916DEST_PATH_IMAGE032
Figure 14411DEST_PATH_IMAGE033
；
当交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态为绿灯时，根据式(11)获取各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 410757DEST_PATH_IMAGE034
如下：
Figure 80773DEST_PATH_IMAGE035
Figure 460939DEST_PATH_IMAGE036
；
根据各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 992546DEST_PATH_IMAGE031
，获取交叉口所有车辆的总交通延误时间。
在一实施例中，所述“根据一个信号周期内交叉口所有车辆通行情况，获取交叉口各车辆从绿灯启亮到驶离停车线所需时间
Figure 508978DEST_PATH_IMAGE030
”步骤，具体包括以下步骤：
获取一个信号周期内通过最大车辆数
Figure 615474DEST_PATH_IMAGE009
；
获取交叉路口达到饱和车头时距时的车辆数
Figure 968089DEST_PATH_IMAGE010
；
获取交叉口各车辆的排队位置
Figure 552654DEST_PATH_IMAGE023
；
根据
Figure 189172DEST_PATH_IMAGE009
、
Figure 200990DEST_PATH_IMAGE010
以及
Figure 40901DEST_PATH_IMAGE023
之间的参数关系，获取车辆从绿灯启亮到驶离停车线所需的时间
Figure 429157DEST_PATH_IMAGE030
。
在一实施例中，所述各车辆的排队状态包括各车辆的开始排队时间
Figure 920181DEST_PATH_IMAGE001
以及排队位置
Figure 853634DEST_PATH_IMAGE023
，所述“根据实时红绿灯状态、各车辆的通行情况、各车辆的排队状态，获取交叉口所有车辆的总交通延误时间”步骤，具体包括以下步骤：
根据交叉口各车辆的开始排队时间
Figure 430108DEST_PATH_IMAGE001
以及排队位置
Figure 356476DEST_PATH_IMAGE023
，获取交叉口各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 436428DEST_PATH_IMAGE034
；
获取交叉口各车辆初次停车排队时位置畅行驶离停车线的畅行时间
Figure 71939DEST_PATH_IMAGE037
；
将交叉口各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 135710DEST_PATH_IMAGE034
和交叉口各车辆初次停车排队时位置畅行驶离停车线的畅行时间
Figure 865769DEST_PATH_IMAGE037
，根据式(12)进行参数转化，得到交叉口各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线的延误时间
Figure 550959DEST_PATH_IMAGE040
如下：
Figure 606640DEST_PATH_IMAGE039
式(12)；
将交叉口各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线的延误时间
Figure 892128DEST_PATH_IMAGE040
根据式(13)进行参数转化，得到交叉口所有车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线的总延误时间如下：
Figure 911031DEST_PATH_IMAGE041
式（13)。
综上所述，交叉口各车辆从初次停车排队的时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 231153DEST_PATH_IMAGE034
估计问题分成四种情形：
Figure 192156DEST_PATH_IMAGE044
Figure 699361DEST_PATH_IMAGE045
（即
Figure 787534DEST_PATH_IMAGE046
）且
Figure 962163DEST_PATH_IMAGE047
（即车辆初次停车排队时信号灯为红灯）
车辆在
Figure 828488DEST_PATH_IMAGE048
时刻初次停车排队，若此时信号灯为红灯，则交叉口车辆
Figure 116598DEST_PATH_IMAGE049
的红灯等待剩余时间：
Figure 726571DEST_PATH_IMAGE050
，
若车辆的排队位置不超过一个信号周期内能通过的最大车辆数，即
Figure 21286DEST_PATH_IMAGE051
，则说明车辆在一个信号周期内就可驶离停车线。因此，车辆
Figure 809245DEST_PATH_IMAGE049
从绿灯启亮到驶离停车线所需时间
Figure 822200DEST_PATH_IMAGE052
：
Figure 235864DEST_PATH_IMAGE053
，
其中，
Figure 119507DEST_PATH_IMAGE054
为饱和车头时距，若车辆的排队位置已经超过了一个信号周期内能通过的最大车辆数，即
Figure 609525DEST_PATH_IMAGE055
，则说明车辆不可能在一个信号周期内就驶离停车线，且车辆还会经历的排队次数
Figure 578618DEST_PATH_IMAGE056
满足：
Figure 795973DEST_PATH_IMAGE057
，
根据上式可计算得到
Figure 550433DEST_PATH_IMAGE058
时
Figure 929462DEST_PATH_IMAGE056
的值，其中
Figure 385851DEST_PATH_IMAGE059
表示经过
Figure 157629DEST_PATH_IMAGE056
次排队后车辆的排队位置。因此车辆
Figure 15864DEST_PATH_IMAGE024
从绿灯启亮到驶离停车线所需时间
Figure 831373DEST_PATH_IMAGE060
：
Figure 775058DEST_PATH_IMAGE061
，
因此，车辆
Figure 84948DEST_PATH_IMAGE024
从初次停车排队时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 797689DEST_PATH_IMAGE062
为：
Figure 49679DEST_PATH_IMAGE063
。
Figure 231392DEST_PATH_IMAGE064
Figure 328661DEST_PATH_IMAGE065
（即
Figure 161488DEST_PATH_IMAGE066
）且
Figure 318800DEST_PATH_IMAGE067
（即车辆初次停车排队时信号灯为绿灯）
车辆在
Figure 253389DEST_PATH_IMAGE068
时刻初次停车排队，若此时信号灯为绿灯，则对于绿灯已经启亮的时刻
Figure 888770DEST_PATH_IMAGE069
有：
Figure 576103DEST_PATH_IMAGE070
，
车辆初次停车排队时，绿灯已经启亮了一段时间，车辆
Figure 920628DEST_PATH_IMAGE024
从初次停车排队时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 60622DEST_PATH_IMAGE062
为
Figure 765273DEST_PATH_IMAGE071
Figure 307113DEST_PATH_IMAGE072
Figure 822539DEST_PATH_IMAGE073
Figure 449829DEST_PATH_IMAGE074
（即
Figure 692592DEST_PATH_IMAGE075
）且
Figure 105250DEST_PATH_IMAGE076
（即车辆初次停车排队时信号灯为红灯）
若
Figure 775266DEST_PATH_IMAGE077
，则车辆从绿灯启亮到驶离停车线所需的时间
Figure 155431DEST_PATH_IMAGE078
为
Figure 687038DEST_PATH_IMAGE079
，
若
Figure 469049DEST_PATH_IMAGE080
，此时车辆从一次绿灯启亮到最后驶离停车线所需的时间
Figure 309966DEST_PATH_IMAGE081
为：
Figure 911849DEST_PATH_IMAGE082
，
车辆
Figure 512726DEST_PATH_IMAGE024
从初次停车排队时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 883664DEST_PATH_IMAGE062
为：
Figure 895482DEST_PATH_IMAGE083
。
Figure 735394DEST_PATH_IMAGE084
Figure 123650DEST_PATH_IMAGE085
（即
Figure 349095DEST_PATH_IMAGE086
）且
Figure 548126DEST_PATH_IMAGE087
（即车辆初次停车排队时信号灯为绿灯）
车辆
Figure 124601DEST_PATH_IMAGE024
从初次停车排队时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 50968DEST_PATH_IMAGE088
为：
Figure 396499DEST_PATH_IMAGE089
，
步骤五：设车辆
Figure 766432DEST_PATH_IMAGE024
初次停车平排队时离停车线的距离为
Figure 564623DEST_PATH_IMAGE090
，则车辆
Figure 294682DEST_PATH_IMAGE024
以畅行速度
Figure 233733DEST_PATH_IMAGE091
行驶距离
Figure 289414DEST_PATH_IMAGE090
时的畅行时间
Figure 309322DEST_PATH_IMAGE092
为：
Figure 843072DEST_PATH_IMAGE093
，
步骤六：车辆
Figure 913927DEST_PATH_IMAGE024
从初次停车排队时刻开始到驶离停车线的延误时间
Figure DEST_PATH_IMAGE094
为：
Figure 140509DEST_PATH_IMAGE095
，
步骤七：根据交叉口各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线的延误时间
Figure 929605DEST_PATH_IMAGE094
，获取交叉口所有车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线的总延误时间
Figure 1466DEST_PATH_IMAGE096
为：
Figure 910516DEST_PATH_IMAGE097
，
其中
Figure 58732DEST_PATH_IMAGE024
=1,2,3…N,N为进入交叉口的总车辆数。
基于同一发明构思，参见图3所示，本发明提供了一种基于车联网的交通流延误评价系统，包括：
信号灯获取单元100，用于获取交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态；
车辆通行情况获取单元200，用于获取一个信号周期内交叉口各车辆的通行情况；
车辆排队信息获取单元300，用于获取交叉口各车辆的排队状态；
总延时时间获取单元400，与所述信号灯获取单元100、所述车辆通行情况获取单元200、所述车辆排队信息获取单元300通信连接，用于根据实时红绿灯状态、各车辆的通行情况、各车辆的排队状态，获取交叉口所有车辆的总交通延误时间。
基于同一发明构思，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于车联网的交通流延误评价方法。
本发明实现上述方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccess Memory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法中的所有方法步骤或部分方法步骤。
所称处理器可以是中央处理单元（Central Processing Unit，CPU），还可以是其他通用处理器、数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现成可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序（例如声音播放功能、图像播放功能等）；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据（例如音频数据、视频数据等）。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡（SmartMedia Card，SMC），安全数字（Secure Digital，SD）卡，闪存卡（Flash Card）、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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和光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、服务器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。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于车联网的交通流延误评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态；
获取一个信号周期内交叉口各车辆的通行情况；
获取交叉口各车辆的排队状态；
根据实时红绿灯状态、各车辆的通行情况、各车辆的排队状态，获取交叉口所有车辆的总交通延误时间。
2.如权利要求1所述的基于车联网的交通流延误评价方法，其特征在于，所述“获取交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态”步骤，具体包括以下步骤：
获取交叉口各车辆的开始排队时间
Figure 313412DEST_PATH_IMAGE001
；
获取信号周期的红灯时长
Figure 824028DEST_PATH_IMAGE002
；
获取车辆j通行时当前信号灯的红灯开始时间
Figure 72606DEST_PATH_IMAGE003
；
将车辆j通行时当前信号灯的红灯开始时间
Figure 264553DEST_PATH_IMAGE003
、信号周期的红灯时长
Figure 672401DEST_PATH_IMAGE002
和交叉口各车辆的开始排队时间
Figure 229284DEST_PATH_IMAGE001
根据式(1)进行参数转化和比对，获取比对结果：
Figure 89793DEST_PATH_IMAGE004
Figure 757535DEST_PATH_IMAGE005
；
当式(1)成立时，判定交叉路口车辆j初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态为红灯；
当式(1)不成立时，判定交叉路口车辆j初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态为绿灯。
3.如权利要求2所述的基于车联网的交通流延误评价方法，其特征在于，所述“获取车辆j通行时当前信号灯的红灯开始时间
Figure 223151DEST_PATH_IMAGE003
”步骤，具体包括以下步骤：
获取交叉口信号周期时长
Figure 809990DEST_PATH_IMAGE006
；
将交叉口信号周期时长
Figure 33161DEST_PATH_IMAGE006
和交叉口各车辆的开始排队时间
Figure 363648DEST_PATH_IMAGE001
根据式(2)进行参数转化和比对，获取车辆j通行时当前信号灯的红灯开始时间
Figure 621454DEST_PATH_IMAGE003
：
Figure 850966DEST_PATH_IMAGE007
Figure 686067DEST_PATH_IMAGE008
。
4.如权利要求1所述的基于车联网的交通流延误评价方法，其特征在于，所述“获取一个信号周期内交叉口各车辆的通行情况”步骤，具体包括以下步骤：
获取一个信号周期内能通过的最大车辆数
Figure 430032DEST_PATH_IMAGE009
；
获取交叉路口达到饱和车头时距时的车辆数
Figure 666978DEST_PATH_IMAGE010
；
根据一个信号周期内能通过的最大车辆数
Figure 736565DEST_PATH_IMAGE009
和交叉路口达到饱和车头时距时的车辆数
Figure 58962DEST_PATH_IMAGE010
的关系，获取一个信号周期内交叉口各车辆的通行情况；
其中，n、m均为正整数。
5.如权利要求4所述的基于车联网的交通流延误评价方法，其特征在于，所述“获取一个信号周期内能通过的最大车辆数
Figure 934514DEST_PATH_IMAGE009
”步骤，具体包括以下步骤：
获取式(3)的比对关系：
Figure 901333DEST_PATH_IMAGE011
Figure 266456DEST_PATH_IMAGE012
，
其中，
Figure 951515DEST_PATH_IMAGE013
为交叉口车辆
Figure 427495DEST_PATH_IMAGE014
的车头时距均值，
Figure 576717DEST_PATH_IMAGE014
=1,2,3,…
Figure 988107DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 10728DEST_PATH_IMAGE015
为信号周期的绿灯时长；
当式(3)成立时，根据式(4)和式(5)，获取一个信号周期内能通过的最大车辆数
Figure 165766DEST_PATH_IMAGE009
：
Figure 231811DEST_PATH_IMAGE016
Figure 814102DEST_PATH_IMAGE017
中，
Figure 332808DEST_PATH_IMAGE013
为交叉口车辆
Figure 353853DEST_PATH_IMAGE014
的车头时距均值，
Figure 884192DEST_PATH_IMAGE014
=1,2,3,…
Figure 27597DEST_PATH_IMAGE009
；
Figure 908965DEST_PATH_IMAGE018
中，
Figure 733702DEST_PATH_IMAGE013
为交叉口车辆
Figure 508760DEST_PATH_IMAGE014
的车头时距均值，
Figure 167274DEST_PATH_IMAGE014
=1,2,3,…
Figure 926152DEST_PATH_IMAGE019
；
当式(3)不成立时，根据式(6)和式(7)，获取一个信号周期内能通过的最大车辆数
Figure 961104DEST_PATH_IMAGE009
：
Figure 62440DEST_PATH_IMAGE020
Figure 16489DEST_PATH_IMAGE021
、式(7)中，
Figure 872450DEST_PATH_IMAGE013
为交叉口车辆
Figure 101306DEST_PATH_IMAGE014
的车头时距均值，
Figure 460743DEST_PATH_IMAGE014
=1,2,3,…
Figure 54535DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 256846DEST_PATH_IMAGE022
为饱和车头时距，
Figure 164760DEST_PATH_IMAGE015
为信号周期的绿灯时长。
6.根据权利要求1所述的基于车联网的交通流延误评价方法，其特征在于，所述各车辆的排队状态包括各车辆的开始排队时间
Figure 768916DEST_PATH_IMAGE001
以及排队位置
Figure 205714DEST_PATH_IMAGE023
，所述“根据实时红绿灯状态、各车辆的通行情况、各车辆的排队状态，获取交叉口所有车辆的总交通延误时间”步骤，具体包括以下步骤：
当交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态为红灯时，根据式（8）获取交叉口各车辆的红灯等待剩余时间
Figure 895321DEST_PATH_IMAGE024
如下：
Figure 403663DEST_PATH_IMAGE025
式（8）；
当交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态为绿灯时，根据式（9）获取绿灯已经启亮时间
Figure 737692DEST_PATH_IMAGE026
如下：
Figure 738534DEST_PATH_IMAGE027
Figure 790803DEST_PATH_IMAGE028
；
根据一个信号周期内交叉口所有车辆通行情况，获取交叉口各车辆从绿灯启亮到驶离停车线所需时间
Figure 633995DEST_PATH_IMAGE029
；
当交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态为红灯时，根据式（10）获取各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 416006DEST_PATH_IMAGE030
如下：
Figure 194606DEST_PATH_IMAGE031
Figure 858805DEST_PATH_IMAGE032
；
当交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态为绿灯时，根据式（11）获取各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 646633DEST_PATH_IMAGE030
如下：
Figure 79888DEST_PATH_IMAGE033
Figure 29390DEST_PATH_IMAGE034
；
根据各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 118568DEST_PATH_IMAGE030
，获取交叉口所有车辆的总交通延误时间。
7.如权利要求6所述的基于车联网的交通流延误评价方法，其特征在于，所述“根据一个信号周期内交叉口所有车辆通行情况，获取交叉口各车辆从绿灯启亮到驶离停车线所需时间
Figure 569141DEST_PATH_IMAGE029
”步骤，具体包括以下步骤：
获取一个信号周期内通过最大车辆数
Figure 997849DEST_PATH_IMAGE009
；
获取交叉路口达到饱和车头时距时的车辆数
Figure 242885DEST_PATH_IMAGE010
；
获取交叉口各车辆的排队位置
Figure 757043DEST_PATH_IMAGE023
；
根据
Figure 951920DEST_PATH_IMAGE009
、
Figure 94188DEST_PATH_IMAGE010
以及
Figure 651071DEST_PATH_IMAGE023
之间的参数关系，获取各车辆从绿灯启亮到驶离停车线所需的时间
Figure 511580DEST_PATH_IMAGE029
。
8.如权利要求7所述的基于车联网的交通流延误评价方法，其特征在于，所述各车辆的排队状态包括各车辆的开始排队时间
Figure 444901DEST_PATH_IMAGE001
以及排队位置
Figure 441676DEST_PATH_IMAGE023
，所述“根据实时红绿灯状态、各车辆的通行情况、各车辆的排队状态，获取交叉口所有车辆的总交通延误时间”步骤，具体包括以下步骤：
根据交叉口各车辆的开始排队时间
Figure 497357DEST_PATH_IMAGE001
以及排队位置
Figure 720527DEST_PATH_IMAGE023
，获取交叉口各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 51015DEST_PATH_IMAGE030
；
获取交叉口各车辆初次停车排队时位置畅行驶离停车线的畅行时间
Figure 308821DEST_PATH_IMAGE035
；
将交叉口各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线所需的行程时间
Figure 332140DEST_PATH_IMAGE030
和交叉口各车辆初次停车排队时位置畅行驶离停车线的畅行时间
Figure 777028DEST_PATH_IMAGE035
，根据式(12)进行参数转化，得到交叉口各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线的延误时间
Figure 114469DEST_PATH_IMAGE036
如下：
Figure 366063DEST_PATH_IMAGE037
式(12)；
将交叉口各车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线的延误时间
Figure 435650DEST_PATH_IMAGE036
根据式(13)进行参数转化，得到交叉口所有车辆从初次停车排队时刻开始到驶离停车线的总延误时间如下：
Figure 758047DEST_PATH_IMAGE038
式（13)；
其中
Figure 305703DEST_PATH_IMAGE039
=1,2,3…N,N为交叉口所有车辆的数量。
9.一种基于车联网的交通流延误评价系统，其特征在于，包括：
信号灯获取单元，用于获取交叉路口各车辆初次等车排队时交叉路口实时红绿灯状态；
车辆通行情况获取单元，用于获取一个信号周期内交叉口各车辆的通行情况；
车辆排队信息获取单元，用于获取交叉口各车辆的排队状态；
总延时时间获取单元，用于根据实时红绿灯状态、各车辆的通行情况、各车辆的排队状态，获取交叉口所有车辆的总交通延误时间。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的基于车联网的交通流延误评价方法。
CN202110699010.9A 2021-06-23 2021-06-23 基于车联网的交通流延误评价方法、系统及存储介质 Pending CN113140113A (zh)

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