CN114639241B - 路段中断状态判断方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种路段中断状态判断方法及系统,属于交通运营管理技术领域,获取门架对之间的历史交通流量;基于历史交通流量计算历史交通流量在不同特征条件下的边界阈值;判断门架对之间的实时交通流量是否低于边界阈值,如果低于边界阈值,则判断门架对之间的实时交通流量是否等于零,如果等于零,则门架对之间的道路交通是中断状态。本发明避免了采样数据的误报、漏报、上报不及时问题;解决了依据高速公路设计车速、路段平均车速和饱和度仅能判断路段缓慢或拥堵状态的问题;提出了交通流量边界条件计算方法,并建立中断状态判定条件,能够有效避免门架间路段被错误地判断为中断状态的情况发生,提高了路段中断状态判断的准确率。
Description
技术领域
本发明涉及交通运营管理技术领域,具体涉及一种基于门架全量数据的路段中断状态判断方法及系统。
背景技术
“公路网运行监测与服务暂行技术要求”、“高速公路网运行监测与服务技术要求”以及《交通科技与管理》2021年第34期“路网交通运行态势实时评价参数及系统实现研究”提出了“中断率”指标,描述路网中路段的中断情况,包括路段中断状态、道路中断状态和路网中断率三个指标。
路段中断状态描述某一路段处于连通还是中断状态。连通状态指可供车辆正常行驶的状态,用“1”表示;中断状态指不能供车辆正常行驶的状态,用“0”表示。路段中断状态依据交通突发(阻断)事件信息,以及路段速度和流量综合判别。例如,高速公路设计车速为120公里/小时、100公里/小时,当路段平均车速小于30公里/小时,认为路段处于中断状态。高速公路设计车速为80公里/小时,当路段平均车速小于20公里/小时,认为路段处于中断状态。当路段饱和度大于等于1的时候,认为路段处于中断状态。
道路中断状态描述某一重要通道整体处于连通还是中断状态。连通状态用“1”表示,中断状态用“0”表示。道路中断状态根据通道中各路段的中断状态综合分析。路线中断率采用路线上处于中断状态的路段里程占该路线上路段总里程的百分比来表征。路线中断率等于路线上中断路段的里程之和除以该路线的总里程。
路网中断率采用路网中处于中断状态的路段里程占该路网中路段总里程的百分比来表征。路网中断率等于路网中中断路段的里程之和除以路网的总里程。
现有技术中,路段中断状态依据交通突发(阻断)事件信息,以及路段速度和流量综合判别。例如,高速公路设计车速为120公里/小时、100公里/小时,当路段平均车速小于30公里/小时,认为路段处于中断状态。高速公路设计车速为80公里/小时,当路段平均车速小于20公里/小时,认为路段处于中断状态。当路段饱和度大于等于1的时候,认为路段处于中断状态。现有技术存在如下缺点:
(1)当依据交通突发(阻断)事件信息判断路段中断状态时,由于交通突发(阻断)事件信息为各省上报信息,存在漏报、误报、上报不及时的问题,路段中断状态判断结果存在漏报、误报、上报不及时的问题。
(2)当依据高速公路设计车速和路段平均车速判断路段中断状态时,高速公路设计车速为120公里/小时、100公里/小时,当路段平均车速小于30公里/小时,认为路段处于中断状态。高速公路设计车速为80公里/小时,当路段平均车速小于20公里/小时,认为路段处于中断状态。该方法只能判断路段处于行驶缓慢或拥堵的状态,并不能判定路段处于中断状态。
(3)当依据路段饱和度判断路段中断状态时,路段饱和度大于等于1则认为路段处于中断状态。此种方法只能判断路段交通量大,处于极度拥堵的状态,并不能判断路段处于中断状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于门架全量数据的路段中断状态判断方法及系统,以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。
为了实现上述目的,本发明采取了如下技术方案:
一方面,本发明提供一种路段中断状态判断方法,包括如下步骤:
获取门架对之间的历史交通流量;
基于历史交通流量计算历史交通流量在不同特征条件下的边界阈值;
判断门架对之间的实时交通流量是否低于边界阈值,如果低于边界阈值,则判断门架对之间的实时交通流量是否等于零,如果等于零,则门架对之间的道路交通是中断状态。
可选的,基于ETC门架系统获取门架对之间的历史交通流量数据。
其中,θ表示边界阈值系数。
第二方面,本发明提供一种路段中断状态判断系统,包括:
获取模块,用于获取门架对之间的历史交通流量;
计算模块,用于基于历史交通流量计算历史交通流量在不同特征条件下的边界阈值;
判断模块,用于判断门架对之间的实时交通流量是否低于边界阈值,如果低于边界阈值,则判断门架对之间的实时交通流量是否等于零,如果等于零,则门架对之间的道路交通是中断状态。
第三方面,本发明提供一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述处理器和所述存储器相互通信,所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令执行如上所述的路段中断状态判断方法。
第四方面,本发明提供一种电子设备,包括存储器和处理器,所述处理器和所述存储器相互通信,所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令执行如上所述的路段中断状态判断方法。
第五方面,本发明提供一种计算机可读存储介质,其存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的路段中断状态判断方法。
本发明有益效果:采用的门架交通流量是全量数据,避免了采样数据的误报、漏报、上报不及时问题;解决了依据高速公路设计车速、路段平均车速和饱和度仅能判断路段缓慢或拥堵状态的问题;提出了交通流量边界条件计算方法,并建立中断状态判定条件,能够有效避免门架间路段被错误地判断为中断状态的情况发生,提高了路段中断状态判断的准确率。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述的路段中断状态判断方法流程示意图。
图2为本发明实施例所述的门架对之间的实时交通流量和边界阈值变化曲线示意图。
具体实施方式
下面详细叙述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。
还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
为便于理解本发明,下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步解释说明,且具体实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本领域技术人员应该理解,附图只是实施例的示意图,附图中的部件并不一定是实施本发明所必须的。
实施例1
本实施例1提供一种路段中断状态判断系统,该系统包括:
获取模块,用于获取门架对之间的历史交通流量;
计算模块,用于基于历史交通流量计算历史交通流量在不同特征条件下的边界阈值;
判断模块,用于判断门架对之间的实时交通流量是否低于边界阈值,如果低于边界阈值,则判断门架对之间的实时交通流量是否等于零,如果等于零,则门架对之间的道路交通是中断状态。
本实施例1中,利用上述的路段中断状态判断系统实现了路段中断状态判断方法,包括如下步骤:
获取门架对之间的历史交通流量;
基于历史交通流量计算历史交通流量在不同特征条件下的边界阈值;
判断门架对之间的实时交通流量是否低于边界阈值,如果低于边界阈值,则判断门架对之间的实时交通流量是否等于零,如果等于零,则门架对之间的道路交通是中断状态。
本实施例中,基于ETC门架系统获取门架对之间的历史交通流量数据。ETC门架系统是设置在高速公路主线上相邻的互通(收费站)之间实现对所有车辆分段计费的设施,具备对通行车辆进行车牌识别、分段计费、流量调查等功能,能够精确记录高速公路通行车辆的轨迹。当车辆经过门架时,门架会记录车辆的车牌号和车辆经过门架的时间。用表示门架i到门架j之间的路段在时段t的交通流量。
其中,θ表示边界阈值系数。
实施例2
本实施例2中提供一种路段中断状态判断方法,如图1所示,基于门架数据计算门架对之间的交通流量,并按照不同特征将数据进行分类,例如节假日特征、星期特征、小时特征等,计算门架对之间的交通流量在不同特征条件下的边界阈值;计算门架对之间的实时交通流量,判断门架对之间的实时交通流量是否等于零,如果是,则进一步判断门架对之间的实时交通流量是否低于边界阈值,如果是,则判断门架对之间的道路交通是中断状态。
(1)基于门架数据计算门架对之间的交通流量
ETC门架系统是设置在高速公路主线上相邻的互通(收费站)之间实现对所有车辆分段计费的设施,具备对通行车辆进行车牌识别、分段计费、流量调查等功能,能够精确记录高速公路通行车辆的轨迹。当车辆经过门架时,门架会记录车辆的车牌号和车辆经过门架的时间。
(2)按照不同特征将数据进行分类
由于不同节假日、星期、小时的交通流量差异较大,因此,按照不同特征(如节假日特征、星期特征、小时特征等)将数据进行分类。特征时段划分方法:
首先,将日期划分为节假日和非节假日。
然后,将节假日的每一天都作为一个独立的特征日,将非节假日按照星期划分为从星期一到星期日7个特征日。如果星期六或星期日为节假日补班,则不能归类到正常星期六或星期日。
非节假日分为星期一(Mon)、星期二(Tue)、星期三(Wed)、星期四(Thu)、星期五(Fri)、星期六(Sat)和星期日(Sun)。节假日进一步划分为春节(SF)、清明(QMF)、五一(MD)、端午(DBF)、中秋(MAF)、国庆(ND)、元旦(NYD)等。
由于节假日每天的交通流量有差异,且节假日前一天和后一天的交通流量与正常的非节假日也有差异,因此,进一步细分节假日前一天、节假日期间和节假日后一天的数据。
例如,当国庆(ND)是七天假期时,从节前一天工作日到节后一天依次设置为1-9天,即ND={ND1,ND2,ND3,ND4,ND5,ND6,ND7,ND8,ND9};当五一(MD)是三天假期时,从节前一天工作日到节后一天依次设置为1-5天,即MD={MD1,MD2,MD3,MD4,MD5}。
用C表示特征日集合,则
最后,将每个特征日按照设定间隔(例如,1小时)划分为多个时段。例如,按照1小时间隔划分为24个时间段;也可以按照早晚高峰划分为早高峰、白天平峰、晚高峰、夜间四个时间段。定义表示门架i到门架j之间的路段在特征日C时段t的交通流量。
(3)计算门架对之间的交通流量在不同特征条件下的边界阈值
对于有些路段在正常情况下流量等于零,例如,夜间车流量少的时候,如果直接根据流量等于零判断路段中断,则容易将路段错误的判断为中断。为了避免有些门架间路段没有中断,但门架间流量为零,被错误地判断为中断状态,增加历史特征时段门架间流量的比对过程。通过历史数据统计门架对之间的交通流量在不同特征条件下的边界阈值,筛选交通流量等于零且低于边界阈值的门架对之间的路段,判定为交通状态中断。
提取一定时间段的历史交通流量(如3个月),用表示门架i到门架j之间的路段在特征日C时段t的交通流量的第k个样本,n表示样本量,则:定义表示门架i到门架j之间的路段在特征日C时段t的交通流量的平均值,表示门架i到门架j之间的路段在特征日C时段t的交通流量的标准差,则:
其中,θ表示边界阈值系数,当θ=1时,的概率是84.135%,的概率是15.865%;当θ=2时,的概率是97.725%,的概率是2.275%;当θ=3时,的概率是99.865%,的概率是0.135%。
(4)中断状态判定条件
计算门架对之间的实时交通流量,判断门架对之间的实时流量是否等于零,如果是,则进一步判断门架对之间的实时流量是否低于边界阈值,如果是,则判断门架对之间的道路交通是中断状态。
中断状态判定条件:当且时,判定门架i到门架j之间路段的交通为中断状态;用表示门架i到门架j之间路在特征日C时段t的通行状态;如果门架i到门架j之间的路段在特征日C时段t的通行状态是中断状态,则否则,即:
某门架对之间发生交通事故,导致交通中断,表1和图2是门架对之间的实时交通流量和边界阈值。门架对之间的交通流量在事故当天的17点至22点小于交通流量边界阈值,在17点至19点时交通流量等于零,在20点至22点时交通流量大于零,说明门架对之间的路段在17点至19点是中断状态。
表1案例分析数据(单位:辆/小时)
综上,本实施例2中,提出基于门架数据的路段中断状态的判断方法,包括路段中断状态的判断流程、交通流量边界条件计算方法、以及中断状态判定条件。该方法采用的门架交通流量是全量数据,避免采样数据的误报、漏报、上报不及时问题;该方法解决了依据高速公路设计车速、路段平均车速和饱和度仅能判断路段缓慢或拥堵状态的问题;该方法提出了交通流量边界条件计算方法,并建立中断状态判定条件,能够有效避免门架间路段没有中断,但门架间流量为零,被错误地判断为中断状态的情况发生,提高路段中断状态判断的准确率。
实施例3
本发明实施例3提供一种电子设备,包括存储器和处理器,所述处理器和所述存储器相互通信,所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令执行路段中断状态判断方法,该方法包括如下流程步骤:
获取门架对之间的历史交通流量;
基于历史交通流量计算历史交通流量在不同特征条件下的边界阈值;
判断门架对之间的实时交通流量是否低于边界阈值,如果低于边界阈值,则判断门架对之间的实时交通流量是否等于零,如果等于零,则门架对之间的道路交通是中断状态。
实施例4
本发明实施例4提供一种计算机可读存储介质,其存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现路段中断状态判断方法,该方法包括如下流程步骤:
获取门架对之间的历史交通流量;
基于历史交通流量计算历史交通流量在不同特征条件下的边界阈值;
判断门架对之间的实时交通流量是否低于边界阈值,如果低于边界阈值,则判断门架对之间的实时交通流量是否等于零,如果等于零,则门架对之间的道路交通是中断状态。
实施例5
本发明实施例5提供一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述处理器和所述存储器相互通信,所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令执行路段中断状态判断方法,该方法包括如下步骤:
获取门架对之间的历史交通流量;
基于历史交通流量计算历史交通流量在不同特征条件下的边界阈值;
判断门架对之间的实时交通流量是否低于边界阈值,如果低于边界阈值,则判断门架对之间的实时交通流量是否等于零,如果等于零,则门架对之间的道路交通是中断状态。
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、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、CD-ROM、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)、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,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。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明公开的技术方案的基础上,本领域技术人员在不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种路段中断状态判断方法,其特征在于,包括如下步骤:
获取门架对之间的历史交通流量;
基于历史交通流量计算历史交通流量在不同特征条件下的边界阈值;
判断门架对之间的实时交通流量是否低于边界阈值,如果低于边界阈值,则判断门架对之间的实时交通流量是否等于零,如果等于零,则门架对之间的道路交通是中断状态;其中,
其中,θ表示边界阈值系数。
2.根据权利要求1所述的路段中断状态判断方法,其特征在于,基于ETC门架系统获取门架对之间的历史交通流量数据。
4.一种路段中断状态判断系统,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取门架对之间的历史交通流量;
计算模块,用于基于历史交通流量计算历史交通流量在不同特征条件下的边界阈值;
判断模块,用于判断门架对之间的实时交通流量是否低于边界阈值,如果低于边界阈值,则判断门架对之间的实时交通流量是否等于零,如果等于零,则门架对之间的道路交通是中断状态;其中,
其中,θ表示边界阈值系数。
5.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述处理器和所述存储器相互通信,所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令执行如权利要求1-3任一项所述的路段中断状态判断方法。
6.一种电子设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述处理器和所述存储器相互通信,所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令执行如权利要求1-3任一项所述的路段中断状态判断方法。
7.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-3任一项所述的路段中断状态判断方法。
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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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