基于卡口数据的排队长度计算方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于卡口数据的排队长度计算方法和装置，所述方法包括：步骤1：基于卡口数据建立交通参数数据库；步骤2：记相邻红灯和绿灯的时间间隔为一个周期，计算每个周期内各相位的最大排队长度，所述最大排队长度为初始排队长度、红灯时间排队长度和绿灯时间内排队长度之和。本发明专利技术利用现有卡口检测器提供的海量交通数据，并且将路段内随机产生和停靠的车辆计算到排队当中，保证了排队长度计算的精确性。

【技术实现步骤摘要】
基于卡口数据的排队长度计算方法和装置
本专利技术属于交通
，尤其涉及一种基于卡口数据的排队长度计算方法和装置，用于对交叉口各车道上车辆排队长度的统计。
技术介绍
排队长度作为评价交叉口运行的一个重要指标，一方面可直接评价信号配时方案的质量，发现交叉口信号配时存在的问题；另一方面可用于间接估计车辆延误、停车次数以及行程时间等指标。还能为城市交通管理部门提供可行可靠的建议，进而为交通管理者和出行者提供方便和快捷。通过检索发现，【CN106571030A】将浮动车停车数据匹配到交叉口路段上提取正常的排队停车点，并通过浮动车行驶轨迹判定该停车点所属车道组；计算浮动车排队停车点距离交叉口的最远距离，计算浮动车通过上游交叉口出口检测器时刻，再确定停车波速，计算排队状态演化点，计算启动波位置，判断最大排队长度。【CN106355907A】根据车辆轨迹信息、车辆交通状态和运动学方程，进行车辆排队关键点和离开排队关键点估计，并对上游到达的车队进行识别，对集结波和消散波进行估计，得到交叉口排队长度。【CN102855760A】利用浮动车数据进行地图匹配，根据预设的时间区间和统计间隔以及停车点，统计停车次数，加入误差修正系数估计排队长度。【CN102024323B】建立浮动车停止点数据库，计算停止点浮动车的投影距离和浮动车停止点所在路段，利用直线距离公式计算浮动车到交叉口停车线的距离，并对停止点浮动车的数量进行一次统计，计算排队长度。【CN102622897A】利用图像识别技术获取某一时刻车辆排队长度，当下游路口为红灯时，用图像识别法识别每隔ΔT时刻的排队长度，同时利用排队长度动态预估模型估计未来ΔT时刻的排队长度。【CN105679024A】建立道路交叉口排队长度模型Lq＝(Q2-Q1)×Lc并对该模型进行修正来计算排队长度。【CN106652480A】分别利用路段微波检测设备和进口道地磁设备获取上游路段车辆达到率和车辆在交叉口的分向比例，结合几何分布模型标定交叉口的车辆到达率，融合加权移动平均法标定交叉口流向预测比例，计算一条车道的排队长度。如何提高排队长度计算的准确性，是本领域技术人员目前迫切需要解决的技术问题。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于卡口数据并结合车流波动理论的排队长度计算方法。该方法能够在基于现有卡口检测器提供的交通数据，考虑路段内随机产生和停靠的车辆，计算每一相位内每一车道的最大排队长度。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于卡口数据的排队长度计算方法，包括以下步骤：步骤1：基于卡口数据建立交通参数数据库；步骤2：记相邻红灯和绿灯的时间间隔为一个周期，计算每个周期内各相位的最大排队长度，所述最大排队长度为初始排队长度、红灯时间排队长度和绿灯时间内排队长度之和。进一步地，本周期最大排队长度计算方法为：本周期初始排队数为上一周期结束时的排队车辆数；计算本周期内上游车队头车到达停车线时间，判断头车到达停车线时是否绿灯亮，若是，车辆直接通过，无排队，红灯时间排队长度为零；若否，计算本周期内红灯时间排队车辆数；绿灯开始，消散波向上游传播，计算消散波波速，消散波结束时得到本周期绿灯时间内排队车辆数；根据本周期初始排队数、红灯排队数和绿灯排队数得到总排队车辆数；根据所述总排队车辆数和车头间距计算最大排队长度。进一步地，若某相位上一周期绿灯时间内车辆完全通过，本周期初始排队数为零。进一步地，若某相位上一周期绿灯时间内车辆未完全通过，设本周期为第i周期，判断第i-1周期绿灯时间内车辆是否完全通过，若否，判断第i-2周期绿灯时间内车辆是否完全通过，直至找到绿灯时间内车辆完全通过的周期，即初始排队数为零的周期，记为第i-j周期，作为本算法的起点；根据第i-j+1至i-1周期的排队情况，计算第i周期的初始排队数。进一步地，所述交通参数数据库包括城市道路网的交叉口信号周期Ti、信号放行时间，路段长度Li以及利用卡口数据计算的道路网区间平均车速进一步地，假设某路段长度为L，有i辆车从上游路段已驶入该路段，车辆平均区间速度为定义车辆排队时车头间距为6.5m，则第i辆车从上游驶入到开始停车所需要的时间公式为进一步地，判断相位内红灯时间第i辆车是否排队的标准为：该相位红灯剩余时间T(r,r)大于第i辆车经过上游卡口到停车所需时间ti。进一步地，消散波向上游传播所移动的距离表达式为dt＝vw×t，式中，dt表示消散波在时间t内移动的距离；vw表示消散波波速；vw＝ds/ts，ds表示饱和状态下排队车辆的距离；ts表示饱和状态下排队车辆通过停车线的时间。根据本专利技术的第二目的，本专利技术还提供了一种基于卡口数据的排队长度计算装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：接收卡口数据，根据用户设置建立交通参数数据库；记相邻红灯和绿灯的时间间隔为一个周期，计算每个周期内各相位的最大排队长度，所述最大排队长度为初始排队长度、红灯时间排队长度和绿灯时间内排队长度之和。根据本专利技术的第三目的，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时执行以下步骤：接收卡口数据，根据用户设置建立交通参数数据库；记相邻红灯和绿灯的时间间隔为一个周期，计算每个周期内各相位的最大排队长度，所述最大排队长度为初始排队长度、红灯时间排队长度和绿灯时间内排队长度之和。本专利技术的有益效果1、本专利技术利用现有卡口检测器提供的海量交通数据，计算与排队长度相关的交通参数指标，克服了浮动车等其他交通数据精度不高的缺陷，保证了基础数据的精确性；2、本专利技术利用卡口数据过车时间记录，将路段内随机产生和停靠的车辆计算到排队当中，并结合车流波动理论，以饱和状态下排队车辆的距离和通过时间，计算消散波波速，确保了每一相位内每一车道排队长度的精确性；3、本专利技术以相邻红灯和绿灯的时间间隔作为一个周期，计算该周期内车辆的最大排队长度，该方法能够用于定量计算任意交叉口任意相位的排队情况，可用于辅助决策各交叉口各相位信号灯的时间间隔。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本专利技术的排队长度计算流程图；图2为交叉口车辆排队组成图；图3为实施例交叉口图；图4和图5为实施例交叉口信号配时图；图6为卡口数据样本图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例一本实施例公开了一种基于卡口数据的排队长度计算方法，包括以下步骤：步骤1：基于卡口数据建立交通参数数据库；步骤2：记相邻红灯和绿灯的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于卡口数据的排队长度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：基于卡口数据建立交通参数数据库；步骤2：记相邻红灯和绿灯的时间间隔为一个周期，计算每个周期内各相位的最大排队长度，所述最大排队长度为初始排队长度、红灯时间排队长度和绿灯时间内排队长度之和。

【技术特征摘要】
1.一种基于卡口数据的排队长度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：基于卡口数据建立交通参数数据库；步骤2：记相邻红灯和绿灯的时间间隔为一个周期，计算每个周期内各相位的最大排队长度，所述最大排队长度为初始排队长度、红灯时间排队长度和绿灯时间内排队长度之和。2.如权利要求1所述的一种基于卡口数据的排队长度计算方法，其特征在于，本周期最大排队长度计算方法为：本周期初始排队数为上一周期结束时的排队车辆数；计算本周期内上游车队头车到达停车线时间，判断头车到达停车线时是否绿灯亮，若是，车辆直接通过，无排队，红灯时间排队长度为零；若否，计算本周期内红灯时间排队车辆数；绿灯开始，消散波向上游传播，计算消散波波速，消散波结束时得到本周期绿灯时间内排队车辆数；根据本周期初始排队数、红灯排队数和绿灯排队数得到总排队车辆数；根据所述总排队车辆数和车头间距计算最大排队长度。3.如权利要求2所述的一种基于卡口数据的排队长度计算方法，其特征在于，若某相位上一周期绿灯时间内车辆完全通过，本周期初始排队数为零。4.如权利要求2所述的一种基于卡口数据的排队长度计算方法，其特征在于，若某相位上一周期绿灯时间内车辆未完全通过，设本周期为第i周期，判断第i-1周期绿灯时间内车辆是否完全通过，若否，判断第i-2周期绿灯时间内车辆是否完全通过，直至找到绿灯时间内车辆完全通过的周期，即初始排队数为零的周期，记为第i-j周期，作为本算法的起点；根据第i-j+1至i-1周期的排队情况，计算第i周期的初始排队数。5.如权利要求1所述的一种基于卡口数据的排队长度计算方法，其特征在于，所述交通参数数据库包括城市道路网的交叉口信号周...

【专利技术属性】
技术研发人员：张萌萌，韩欣彤，郭亚娟，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东,37