交通信号调度计划和时段优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种交通信号调度计划和时段优化方法及装置，所述方法包括：获取交叉口的车道级流量数据；对所述车道级流量数据进行主成分分析，得到每个样本天的主成分系数，对各样本天的主成分系数进行聚类，基于聚类结果对样本天进行分组，每组样本对应各自的日期类型；获取所述交叉口的转向流量序列数据；基于所述转向流量序列数据，采用fisher最优分割法对每组样本对应日期类型进行时段划分，得到每组样本对应日期类型的时段划分结果；根据每组样本对应日期类型的时段划分结果，得到所述交叉口在每组样本对应日期类型的所有转向的推荐时段表。本发明专利技术可获得更为精细的调度计划，使最后获得的时段划分结果更适应实际交通状况。况。况。

【技术实现步骤摘要】
交通信号调度计划和时段优化方法及装置


[0001]本专利技术涉及交通控制
，具体涉及一种交通信号调度计划和时段优化方法及装置。

技术介绍

[0002]交通出行具有一定的时空规律，通过识别交通出行的时空规律，可以对交通进行控制，以保证交通顺畅，减少拥堵。交通信号控制指交叉路口信号灯控制，在进行交通信号控制时，通常只分为工作日（周一到周五）和休息日（周六、周日），即工作日使用一套交通信号控制方案，休息日使用另一套交通信号控制方案。这种调度计划更多是基于生活经验而得，并不能保证对所有交叉口都是最优选择，例如，某些路口可能周一和周五的交通出行特征和其他工作日不一样，若与其他工作日使用同一套交通信号控制方案，则使用的交通信号控制方案效果不佳。

技术实现思路

[0003]本专利技术解决的问题是现有的调度计划可能导致各交叉口交通信号控制方案效果不佳。
[0004]本专利技术提出一种交通信号调度计划和时段优化方法，包括：获取交叉口的车道级流量数据，其中，所述车道级流量数据包含所述交叉口在每个样本天的流量；对所述车道级流量数据进行主成分分析，得到每个样本天的主成分系数，对各样本天的主成分系数进行聚类，基于聚类结果对样本天进行分组，每组样本对应各自的日期类型；获取所述交叉口的转向流量序列数据，其中，所述转向流量序列数据包含所述交叉口在每个样本天的所有转向的流量；基于所述转向流量序列数据，采用fisher最优分割法对每组样本对应日期类型进行时段划分，得到每组样本对应日期类型的时段划分结果；根据每组样本对应日期类型的时段划分结果，得到所述交叉口在每组样本对应日期类型的所有转向的推荐时段表。
[0005]可选地，所述对所述车道级流量数据进行主成分分析，得到每个样本天的主成分系数包括：将每个样本天作为一个变量，计算出每个样本天之间的相关系数矩阵；由所述相关系数矩阵计算特征值及主成分的贡献率，再结合预设的主成分累积贡献率阈值确定主成分个数，基于所述主成分个数确定有效主成分；计算每个样本天在所述有效主成分上的载荷，作为每个样本天的主成分系数。
[0006]可选地，所述根据每组样本对应日期类型的时段划分结果，得到所述交叉口在每组样本对应日期类型的所有转向的推荐时段表包括：
获取所述交叉口的现有相位结构；根据所述现有相位结构生成与所述现有相位结构匹配的时段划分约束；通过所述时段划分约束对每组样本对应日期类型的时段划分结果进行再次划分，得到每组样本对应日期类型的二次划分结果；根据所述二次划分结果得到所述交叉口在每组样本对应日期类型的所有转向的推荐时段表。
[0007]可选地，所述根据所述二次划分结果得到所述交叉口在每组样本对应日期类型的所有转向的推荐时段表包括：获取所述交叉口的现有时段表，以预设最小时段长为步长将所述二次划分结果与所述现有时段表进行对比；将所述二次划分结果中相对所述现有时段表调整量小于预设值的时段去除，保留所述现有时段表相对应的时段，得到所述交叉口在每组样本对应日期类型的所有转向的推荐时段表。
[0008]可选地，所述fisher最优分割法包含总变差目标函数，所述基于所述转向流量序列数据，采用fisher最优分割法对每组样本对应日期类型进行时段划分，得到每组样本对应日期类型的时段划分结果包括：获取时段数的取值范围；计算不同时段数取值下所述总变差目标函数的目标函数值，得到目标函数值随时段数变化的曲线，基于曲线拐点确定最优时段数；基于所述最优时段数，对每组样本对应日期类型进行时段划分，得到每组样本对应日期类型的时段划分结果。
[0009]可选地，所述总变差目标函数包括：其中，为时段数，、、为流量数据，、为段内数据变差，、为总变差目标函数，为时间序列数据长度。
[0010]可选地，所述fisher最优分割法以段内方差最小且段间方差最大为优化目标，其目标函数为：目标函数为：目标函数为：其中，
其中，时段数，时段下标为；时间序列数据长度，数据下标；为将个数据划分为段的划分结果，为将个数据划分为段时，第段的段内数据集合；为将个数据划分为段时，第段的段内数据变差，为段内数据均值，为段内样本数；为将个数据划分为段时，第段的段间数据变差，为所有数据均值，为段间数据变差均值，为段内数据变差均值。
[0011]可选地，所述根据每组样本对应日期类型的时段划分结果，得到所述交叉口在每组样本对应日期类型的所有转向的推荐时段表包括：获取所述交叉口的现有时段表，以预设最小时段长为步长将所述时段划分结果与所述现有时段表进行对比；将所述时段划分结果中相对所述现有时段表调整量小于预设值的时段去除，保留所述现有时段表相对应的时段，得到所述交叉口在每组样本对应日期类型的所有转向的推荐时段表。
[0012]可选地，所述根据每组样本对应日期类型的时段划分结果，得到所述交叉口在每组样本对应日期类型的所有转向的推荐时段表包括：将每组样本对应日期类型的时段划分结果直接作为所述交叉口在每组样本对应日期类型的所有转向的推荐时段表。
[0013]本专利技术还提出一种交通信号调度计划和时段优化装置，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如上所述的交通信号调度计划和时段优化方法。
[0014]本专利技术通过获取历史流量数据，即交叉口的车道级流量数据，对其进行主成分分析，对各样本天的主成分系数进行聚类，基于聚类结果对样本天进行分组，再对每组样本分别进行时段划分，每组样本对应的日期类型采用一套日计划，进而实现基于交叉口实际流量数据，根据出行特征对不同日期进行划分分组，以实现对调度计划的优化。随后对每组样
本采用fisher最优分割法进行时段划分，得到每组样本对应日期类型的时段划分结果，进而基于优化后的调度计划进一步进行时段划分，以使最终得到的时段划分结果更为吻合实际交通状况，使时段划分方案更精准。
附图说明
[0015]图1为本专利技术交通信号调度计划和时段优化方法一实施例示意图；图2为本专利技术交通信号调度计划和时段优化方法另一实施例示意图。
具体实施方式
[0016]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。
[0017]如图1所示，本专利技术一实施例中交通信号调度计划和时段优化方法包括：步骤S100，获取交叉口的车道级流量数据，其中，所述车道级流量数据包含所述交叉口在每个样本天的流量。
[0018]此处的交叉口车道级流量数据，为待优化的交叉口的流量的时间序列数据，时间粒度可人为设定，取5
‑
15min。交叉口车道级流量数据为历史流量数据，包含多天的流量数据，可通过道路感应线圈感应获得，也可通过图像识别方法或车辆检测算法获得。
[0019]步骤S200，对所述车道级流量数据进行主成分分析，得到每个样本天的主成分系数，对各样本天的主成分系数进行聚类，基于聚类结果对样本天进行分组，每组样本对应各自的日期类型。
[0020]此处的车道级流量数据包含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交通信号调度计划和时段优化方法，其特征在于，包括：获取交叉口的车道级流量数据，其中，所述车道级流量数据包含所述交叉口在每个样本天的流量；对所述车道级流量数据进行主成分分析，得到每个样本天的主成分系数，对各样本天的主成分系数进行聚类，基于聚类结果对样本天进行分组，每组样本对应各自的日期类型；获取所述交叉口的转向流量序列数据，其中，所述转向流量序列数据包含所述交叉口在每个样本天的所有转向的流量；基于所述转向流量序列数据，采用fisher最优分割法对每组样本对应日期类型进行时段划分，得到每组样本对应日期类型的时段划分结果；根据每组样本对应日期类型的时段划分结果，得到所述交叉口在每组样本对应日期类型的所有转向的推荐时段表。2.如权利要求1所述的交通信号调度计划和时段优化方法，其特征在于，所述对所述车道级流量数据进行主成分分析，得到每个样本天的主成分系数包括：将每个样本天作为一个变量，计算出每个样本天之间的相关系数矩阵；由所述相关系数矩阵计算特征值及主成分的贡献率，再结合预设的主成分累积贡献率阈值确定主成分个数，基于所述主成分个数确定有效主成分；计算每个样本天在所述有效主成分上的载荷，作为每个样本天的主成分系数。3.如权利要求1或2所述的交通信号调度计划和时段优化方法，其特征在于，所述根据每组样本对应日期类型的时段划分结果，得到所述交叉口在每组样本对应日期类型的所有转向的推荐时段表包括：获取所述交叉口的现有相位结构；根据所述现有相位结构生成与所述现有相位结构匹配的时段划分约束；通过所述时段划分约束对每组样本对应日期类型的时段划分结果进行再次划分，得到每组样本对应日期类型的二次划分结果；根据所述二次划分结果得到所述交叉口在每组样本对应日期类型的所有转向的推荐时段表。4.如权利要求3所述的交通信号调度计划和时段优化方法，其特征在于，所述根据所述二次划分结果得到所述交叉口在每组样本对应日期类型的所有转向的推荐时段表包括：获取所述交叉口的现有时段表，以预设最小时段长为步长将所述二次划分结果与所述现有时段表进行对比；将所述二次划分结果中相对所述现有时段表调整量小于预设值的时段去除，保留所述现有时段表相对应的时段，得到所述交叉口在每组样本对应日期类型的所有转向的推荐时段表。5.如权利要求1或2所述的交通信号调度计划和时段优化方法，其特征在于，所述fisher最优分割法包含总变差目标函数，所述基于所述转向流量序列数据，采用fisher最优分割法对每组样本对应日期类型进...

【专利技术属性】
技术研发人员：周勇，罗佳晨，陈振武，邹莉，王宇，刘星，杨肇琛，
申请(专利权)人：深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司，
类型：发明
国别省市：