一种交叉口失衡程度分析方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种交叉口失衡程度分析方法、装置、电子设备及存储介质，属于交通技术领域。该方法对影响交叉口失衡指数的指标进行了详细的分析，确定交叉口中各个转向进口道失衡指数和对向进口道失衡指数；再确定不同的失衡指数之间的权重，对交叉口失衡指数这一指标的计算公式进行改进，使其反映了交叉口整体的失衡状态，根据所述失衡指数与预设阈值的关系，判断是否调整交叉口的信号配时和/或相位设置，有助于指导交叉口进行信号配时优化设计，调整相位和相序，改善整个交叉口的交通运行状况，提高车辆运行效率，保障交通安全。

【技术实现步骤摘要】
一种交叉口失衡程度分析方法、装置、电子设备及存储介质
本专利技术属于交通
，具体地说，涉及一种交叉口失衡程度分析方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
随着城镇化的快速发展，城市规模日益增大，信号控制路口数量也呈逐年递增趋势。在进行城市交通信号控制调优时，需要大量的专业交通工程师对城市各交通路口运行状态进行分析评价，发现交通路口运行状态中的问题，以进行调优工作。其中，失衡指数是用来表征路口交通量和信号配时失衡程度的指标，交叉口失衡指数用来表征整个信号控制交叉口内交通量和信号配时之间的失衡程度，交叉口失衡指数作为一个综合性指标，可以用来指导优化交叉口的信号配时、相位设置以及相位相序。例如，中国专利公开号为CN109448374A，公开了一种表征交叉口供需失衡的评价方法，包括以下步骤：步骤1.车头时距获取；步骤2.车头时距数据处理；步骤3.失衡指数计算及定级。从供需的角度提出失衡指数的性能指标，以判断交叉口是否处于不平衡的状态。首先将交叉口的有效绿灯时间类比成供给的时间资源，每辆车为一个单位的交通参与者，每个单位都有一定的时间需求来通过交叉口，时间资源的分配均匀与否，决定了交叉口供需失衡的大小，失衡指数越大表明信号配时越不合理。但是该方案对对失衡问题的分析不够透彻，对失衡指数的定义模糊，同时对失衡指数的划分不够全面，难以准确的衡量交叉口的交通失衡程度。
技术实现思路
1、要解决的问题针对现有交叉口交通分析中，失衡指数的定义模糊，划分不够全面，难以准确的衡量交叉口的失衡程度，导致交叉口问题分析难以深入的问题。本专利技术提供一种交叉口失衡程度分析方法，对影响交叉口失衡指数的指标进行了详细的分析，确定交叉口中各个转向进口道失衡指数和对向进口道失衡指数；再确定不同的失衡指数之间的权重，对交叉口失衡指数这一指标的计算公式进行改进，使其反映了交叉口整体的失衡状态，根据所述失衡指数与预设阈值的关系，判断是否调整交叉口的信号配时和/或相位设置，有助于指导交叉口进行信号配时优化设计，调整相位和相序，改善整个交叉口的交通运行状况，提高车辆运行效率，保障交通安全。此外，本专利技术还提供一种交叉口失衡程度分析装置、电子设备及存储介质。2、技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。本专利技术第一方面提供一种交叉口失衡程度分析方法，所述方法包括：采集交叉口在预设周期内的历史数据，所述历史数据至少包括该交叉口信号配时方案、车道数据以及在预定周期内经过所述车道的交通流；根据所述历史数据，计算交叉口中不同转向的进口道失衡指数和/或对向进口道失衡指数；其中，所述转向包括直行、左转、右转、直右、直左以及直左右中的一种；以进口道失衡指数和/或对向进口道失衡指数为评价指标，根据所述交叉口信号配时方案类型，构建指标评价矩阵，对所述指标评价矩阵作无量纲化处理；利用均方差法确定各评价指标中对应交叉口中不同转向对应的第一权重，根据第一权重计算交叉口的失衡指数；所述失衡指数是用来表征交叉口中各车道内交通量以及信号配时之间的失衡程度；根据所述失衡指数与预设阈值的关系，判断是否调整交叉口的信号配时和/或相位设置。优选的，根据第一权重和对应转向车道的绿信比，获得第二权重，将所述第二权重归一化处理之后，得到对应转向车道的最终权重系数。优选的，所述进口道失衡指数用来表征交叉口进口道内各转向交通流失衡程度的指标；所述对向进口道失衡指数用来表征交叉口在同一个信号相位和/或不同进口道内相同转向交通流失衡程度的指标。优选的，所述交叉口信号配时方案类型根据交叉路口的放行规则确定。优选的，所述的计算交叉口中进口道失衡指数和对向进口道失衡指数步骤包括：当交叉口采用搭接相位时，分别对所述进口道失衡指数和对向进口道失衡的计算公式进行调整；所述搭接相位包括早启迟断式搭接相位以及合流搭接相位。优选的，所述计算交叉口中进口道失衡指数和对向进口道失衡指数的步骤包括：根据所述交叉口信号配时方案以及所述车道数据，以及在预定周期内经过所述车道的流量数据，按照预设公式计算交叉口中各转向的通行能力和饱和度；所述车道数据包括交叉口车道数以及饱和车头时距；所述饱和车头时距是指在某车道在饱和状态下同向行驶的一列车队中，前后两辆车到达道路某断面的时间间隔；所述交叉口信号配时方案包括交叉口的相位、相序、周期时长以及绿信比。优选的，所述预设公式为：其中，CAPi表示转向i的实际通行能力；Xi表示转向i的饱和度，转向i包括直行、左转、右转、直右、直左以及直左右的一种；Qi表示转向i的流率；其中，Si表示转向i的饱和流量；λi表示转向i的绿信比；N表示转向i所包含的车道数；tG表示绿灯时长；C表示信号周期时长；ht表示饱和车头时距。优选的，根据交叉口中不同转向的饱和度计算公式，得到进口道失衡指数计算公式为：其中，αj表示进口道j的失衡指数；max(Xi)表示进口道j中不同转向饱和度的最大值；min(Xi)表示进口道j中不同转向饱和度的最小值；得到对向进口道失衡指数的公式分别为：其中，βj，j′表示进口道j转向i和对向进口道j′转向i的对向进口道失衡指数；Xij表示进口道j转向i的饱和度；j′为j的对向进口道；Xij′表示进口道j′转向i的饱和度。优选的，当交叉口采用早启迟断式搭接相位时，设定西进口直行方向T分钟内的车流量为QTsW；则西进口直行车流包含第一相位直行车流和第二相位的直行车流得到如下对应关系如下所示：其中，s代表直行车流，W代表西进口；λ1表示转向西直左的绿信比；λ2表示转向东西直行的绿信比。优选的，利用均方差法确定各评价指标中对应交叉口中不同转向对应的第一权重公式为：其中，σJ表示指标评价矩阵的元素；ωJ表示利用均方法计算的第一权重；m表示指标J的取值个数；xIJ表示评价对象I关于评价指标J的取值；表示第J个评价指标m个取值的平均值。优选的，计算交叉口的失衡指数的计算公式如下：其中，γI表示最终权重；ωJ表示利用均方法计算的第一权重；xJ表示第J个指标的饱和度。本专利技术第二方面提一种交叉口失衡程度分析装置，其特征在于，包括：数据采集模块，其用于采集交叉口在预设周期内的历史数据，所述历史数据至少包括该交叉口信号配时方案、车道数据以及在预定周期内经过所述车道的流量数据；第一计算模块，其用于根据所述历史数据，计算交叉口中进口道失衡指数和/或对向进口道失衡指数；其中，所述转向包括直行、左转、右转、直右、直左或直左右中的一种；矩阵构建模块，其用于以进口道失衡指数和/或对向进口道失衡指数为评价指标，根据所述交叉口信号配时方案类型，构建指标评价矩阵，对所述指标评价矩阵作无量纲化处理；权重计算模块，其用于利用均方差法确定各评价指标中对应交叉口中不同转向对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交叉口失衡程度分析方法，其特征在于，所述方法包括：/n采集交叉口在预设周期内的历史数据，所述历史数据至少包括该交叉口信号配时方案、车道数据以及在预定周期内经过所述车道的交通量；/n根据所述历史数据，计算交叉口中不同转向的进口道失衡指数和/或对向进口道失衡指数；其中，所述转向包括直行、左转、右转、直右、直左以及直左右中的一种；/n以进口道失衡指数和/或对向进口道失衡指数为评价指标，根据所述交叉口信号配时方案类型，构建指标评价矩阵，对所述指标评价矩阵作无量纲化处理；/n利用均方差法确定各评价指标中对应交叉口中不同转向对应的第一权重，根据第一权重计算交叉口的失衡指数；所述失衡指数是用来表征交叉口中各车道内交通量以及信号配时之间的失衡程度；/n根据所述失衡指数与预设阈值的关系，判断是否调整交叉口的信号配时和/或相位设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种交叉口失衡程度分析方法，其特征在于，所述方法包括：
采集交叉口在预设周期内的历史数据，所述历史数据至少包括该交叉口信号配时方案、车道数据以及在预定周期内经过所述车道的交通量；
根据所述历史数据，计算交叉口中不同转向的进口道失衡指数和/或对向进口道失衡指数；其中，所述转向包括直行、左转、右转、直右、直左以及直左右中的一种；
以进口道失衡指数和/或对向进口道失衡指数为评价指标，根据所述交叉口信号配时方案类型，构建指标评价矩阵，对所述指标评价矩阵作无量纲化处理；
利用均方差法确定各评价指标中对应交叉口中不同转向对应的第一权重，根据第一权重计算交叉口的失衡指数；所述失衡指数是用来表征交叉口中各车道内交通量以及信号配时之间的失衡程度；
根据所述失衡指数与预设阈值的关系，判断是否调整交叉口的信号配时和/或相位设置。


2.根据权利要求1所述的一种交叉口失衡程度分析方法，其特征在于：
根据第一权重和对应转向车道的绿信比，获得第二权重，将所述第二权重归一化处理之后，得到对应转向车道的最终权重系数。


3.根据权利要求1所述的一种交叉口失衡程度分析方法，其特征在于，所述进口道失衡指数用来表征交叉口进口道内各转向交通流失衡程度的指标；所述对向进口道失衡指数用来表征交叉口在同一个信号相位和/或不同进口道内相同转向交通流失衡程度的指标。


4.根据权利要求3所述的一种交叉口失衡程度分析方法，其特征在于，所述的计算交叉口中进口道失衡指数和对向进口道失衡指数步骤包括：
当交叉口采用搭接相位时，分别对所述进口道失衡指数和对向进口道失衡指数的计算公式进行调整；所述搭接相位包括早启迟断式搭接相位以及合流搭接相位。


5.根据权利要求4所述的一种交叉口失衡程度分析方法，其特征在于，所述计算交叉口中进口道失衡指数和对向进口道失衡指数的步骤包括：
根据所述交叉口信号配时方案以及所述车道数据，以及在预定周期内经过所述车道的交通量，按照预设公式计算交叉口中各转向的通行能力和饱和度；
所述车道数据包括交叉口车道数以及饱和车头时距；所述饱和车头时距是指在某车道在饱和状态下同向行驶的一列车队中，前后两辆车到达道路某断面的时间间隔；
所述交叉口信号配时方案包括交叉口的相位、相序、周期时长以及绿信比。


6.根据权利要求5所述的一种交叉口失衡程度分析方法，其特征在于，根据交叉口中不同转向的饱和度，得到进口道失衡指数计...

【专利技术属性】
技术研发人员：程佑邦，秦忱忱，吴磊，代宗，丁神健，姚璐，
申请(专利权)人：安徽百诚慧通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34