一种临界交通状态参数的确定方法技术

本发明专利技术提供了一种临界交通状态参数的确定方法。现有城市道路临界交通状态参数的计算和设置大多依据人工经验，缺乏对不同道路状况和交通构成的考虑。本发明专利技术的基本思想是利用某路段获取的车道基本交通流参数，计算得到该路段在不同交通状态下的交通状态参数（速度和时间占有率值），建立交通状态参数的高斯混合模型，通过模型参数估计得到畅通状态和拥堵状态下的高斯模型参数，通过畅通状态和拥堵状态下的高斯模型累积概率密度函数计算得到临界交通状态值，并采用临界交通状态参数值进行该路段的交通状态判别。本发明专利技术弥补了原有人工经验设置参数的不足，有助于全面提升道路交通状态判别的准确性与针对性，提升交通管控水平的科学性。

【技术实现步骤摘要】
一种临界交通状态参数的确定方法
本专利技术涉及一种临界交通状态参数的确定方法，用于道路交通管理与控制，属于智能交通研究领域。
技术介绍
临界交通状态参数是指用于划分交通状态处于畅通或者拥堵的临界值。科学合理地确定不同道路交通环境下的临界交通状态参数，有助于交通管理者全面了解当前交通运行状态，更加合理地确定交通管控的目标，深入挖掘潜在的道路交通资源，为制定适应本地交通状况的交通管控算法与优化目标提供数据支撑。临界交通状态参数是表征交通运行状态由畅通转变为拥堵的临界值，是实现交通管控目标的重要参数与评价指标。传统的临界交通状态参数的确定方法基本都依据人工经验确定，缺乏科学的依据。同时，一般一个区域所有状况下都采用相同的临界交通状态参数，不会随着交通组成、道路条件等因素的变化而变化。如在中国，一般规定城市道路的临界速度值为20km/h，而城市快速路的临界速度值为40km/h。然而，由于交通状态的多变性与随机性，不同的道路条件与交通组成会对临界交通状态参数产生很大的影响，进而影响到交通管控的效果。因此，为了更加精确地确定交通状态的转变时刻，对城市路网进行更加精细化的管控，就需要建立一种能够反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种临界交通状态参数的确定方法，其特征在于该方法包括以下步骤：c1、检测并计算得到路段的交通流参数；c2、建立交通流参数的高斯混合模型并估计模型参数；c3、定义临界交通状态参数值；c4、计算得到临界交通状态参数值。

【技术特征摘要】
1.一种临界交通状态参数的确定方法，其特征在于该方法包括以下步骤：c1、检测并计算得到路段的交通流参数；c2、建立交通流参数的高斯混合模型并估计模型参数；c3、定义临界交通状态参数值；c4、计算得到临界交通状态参数值；步骤c1的过程包括：c11、选取需要计算临界交通状态值的路段；c12、采集该路段的交通流数据：第t个信息采样间隔内表征某一路段的检测断面第i条车道的交通流流量qi(t)，平均断面速度vi(t)和时间占有率oi(t)；c13、计算得到该路段所有信息采样间隔的交通状态参数，具体计算公式如下：式中，v(t)和o(t)为该路段第t个信息采样间隔的交通流状态数据，Nl为该路段的车道数量；步骤c2的过程包括：c21、建立交通状态参数的高斯混合模型；由于路段存在M种不同的交通状态，采用有M个高斯模型来拟合M种不同交通状态数据；由此，对于某一交通状态指标X的高斯混合模型就表示为：式中，Xt是在第t个采样间隔的交通状态数据；ωi是高斯混合分布的权重系数，即表示第i类交通状态数据所占的比例；g(Xt|μi,σi)是第i类高斯分布的概率密度函数，都服从标准的高斯分布形式如下：式中，μi是第i类高斯分布的均值，σi是第i类高斯分布的标准差；高斯混合分布的权重系数需要满足公式权重系数也认为是某一类交通状态数据在总数据中的比例；因此，高斯混合分布就表征为以所有类交通状态的均值、标准差与权重系数为参数的分布模型，其中参数集合表示为Θ＝(ωi,μi,σi)；该高斯混合模型表示了不同交通状态下的交通流参数的分布特性及其所占有的比例；c22、对高斯混合模型的参数进行估计；根据对实际交通特性的分析，在实际交通环境中，交通状态分为拥堵和畅通两种状态，而临界交通状态参数就是用来区分这两种交通状态的指标；就认为在交通状态参数样本中存在两类不同的高斯模型，即M＝2；在给定的交通状态参数样本与模型结构后，模型中参数集合Θ＝(ωi,μi,σi)的最优估计就成为获得真实的交通状态参数分布的关键；这里采用期望最大化算法进行高斯混合模型参数估计；通过检测器获得某一路段N个交通状态参数的样本数据，这些样本数据点来自于某一个高斯混合模型，则高斯混合模型的似然函数就表示为：

【专利技术属性】
技术研发人员：金盛，曲小波，刘美岐，王殿海，马东方，祁宏生，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33