一种基于组合特征参数的路况分区系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于组合特征参数的路况分区系统，包括：交通流数据硬件感知层，包括终端节点和数据收集传输模块，其中，终端节点包括布置行驶车辆上的第一数据提取单元、布置在道路固定设施上的第二数据提取单元以及与外部网络连接的第三数据提取单元；云服务层，包括部署在云端的云数据库及云服务器，云数据库用于对车辆在行驶过程中产生的数据进行保存，云服务器用于对数据进行分析计算从而获得路况分区方案。本发明专利技术基于多源数据融合思想实现，克服了因为特征参数选择单一造成的路况分区不合理问题。区不合理问题。区不合理问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于组合特征参数的路况分区系统


[0001]本专利技术涉及智能交通
，具体而言，尤其涉及一种基于组合特征参数的路况分区系统。

技术介绍

[0002]目前我国大多数交叉口采用单点控制，每个交叉口的交通控制信号只按照该交叉口的交通情况独立运行，并不与其他相邻交叉口的控制信号有任何联系，但是因为实际的相邻交叉口距离较近，导致这个控制策略只能适用于非饱和交通流，效率不高。另外，在交通流规律变化较大的情况下，一般需要人工实时调整信号控制系统信号配时的参数。这种调控方式具有不可复制性、效率低及可靠性低等缺点，亟待新型技术作为辅助的手段缓解此类问题。
[0003]在城市交通信号控制中，协调控制可以有效提高整个系统的通行效率、减少车均停车延误与行车时间。但是在城市交通路网中，各个交叉口和路段在动态交通流特性上均存在不同程度的差异，如果将其作为同一区域执行统一的控制策略，将达不到较好的控制效果，甚至会加重拥堵或导致交通事故。交通控制子区划分主要是将相邻的交叉口或路段划分成若干个交通控制子区进行协调控制，它是城市交通信号控制系统的协调控制功能单元。交通控制子区划分是干线协调控制和区域协调控制的基础，同时也是决定协调控制效果好坏的关键技术。交通控制子区的合理划分能够减少交通系统控制与交通管理的复杂性，从而提高交通系统的效率和可靠性。
[0004]现有的交通控制子区聚类划分方法大多数方法采用单一来源的特征参数，不能准确和全面地表征交通流态势，从而导致划分结果不符合实际需求。

技术实现思路

[0005]鉴于现有技术的不足，本申请提供一种基于组合特征参数的路况分区系统。本专利技术，该系统可以从多角度采集交通流的影响数据，一方面可实现城市交通管理系统间信息共享，对数据进行良好保存，便于后续更深层次的挖掘利用，进一步实现交通管理智能化。
[0006]本专利技术采用的技术手段如下：
[0007]一种基于组合特征参数的路况分区系统，包括：
[0008]交通流数据硬件感知层，包括终端节点和数据收集传输模块，其中，终端节点包括布置行驶车辆上的第一数据提取单元、布置在道路固定设施上的第二数据提取单元以及与外部网络连接的第三数据提取单元；
[0009]云服务层，包括部署在云端的云数据库及云服务器，云数据库用于对车辆在行驶过程中产生的数据进行保存，云服务器用于对数据进行分析计算从而获得路况分区方案，具体包括：
[0010]提取车辆速度数据、车道流量数据以及历史车道流量数据，其中所述车辆速度数据由所述第一数据提取单元提取并通过数据收集传输模块发送至云服务器，所述车道流量
数据由第二数据提取单元获取并通过数据收集传输模块发送至云服务器，所述历史车道流量数据由所述第三提取单元获取并通过数据收集传输模块发送至云服务器，
[0011]基于所述车辆速度数据以及车道流量数据进行融合从而获取各路段行驶组合特征参数；
[0012]基于所述车道流量数据以及历史车道流量数据进行融合从而获取各路段历史组合特征参数；
[0013]根据预设的权重比例将历史组合特征参数与行驶组合特征参数值进行融合处理获取各路段最终的组合特征参数；
[0014]根据各路段最终的组合特征参数的数据特性对各路段进行聚类处理从而获得路况分区方案。
[0015]进一步地，基于所述车辆速度数据以及车道流量数据进行融合从而获取各路段行驶组合特征参数，包括：
[0016]对所述车辆速度数据以及车道流量数据进行相关性分析，提取二者相关系数；
[0017]基于相关系数对车辆速度数据以及车道流量数据进行特征融合处理，其中所述车道流量数据为主特征。
[0018]进一步地，基于相关系数对车辆速度数据以及车道流量数据进行特征融合处理之前，还包括对所述车辆速度数据以及车道流量数据进行规范化处理。
[0019]进一步地，基于所述车道流量数据以及历史车道流量数据进行融合从而获取各路段历史组合特征参数，包括：
[0020]对所述车道流量数据以及历史车道流量数据进行相关性分析，提取二者相关系数；
[0021]基于相关系数对车道流量数据以及历史车道流量数据进行特征融合处理，其中所述车道流量数据为主特征。
[0022]进一步地，基于相关系数对车道流量数据以及历史车道流量数据进行特征融合处理，其中所述车道流量数据为主特征之前，还包括对所述车道流量数据以及历史车道流量数据进行规范化处理。
[0023]进一步地，所述第一提取单元用于提取指示车辆速度、方向以及位置的轨迹信号，所述轨迹信号通过车载GPS、或手机GPS、或北斗系统、或第三方公司获得。
[0024]进一步地，所述第二提取单元用于通过电警或卡口的视频摄像头获得车道流量数据。
[0025]进一步地，根据各路段最终的组合特征参数的数据特性对各路段进行聚类处理从而获得路况分区方案，包括：利用各路段最终的组合特征参数对每一条路段生成一个反应路段特征的特征数组，再基于各特征数组之间的数据特性获取路口分区方案；
[0026]其中，利用各路段最终的组合特征参数对每一条路段生成一个反应路段特征的特征数组，包括：
[0027]将该特征数组设置为包含与路网内路段数量相等的数值；
[0028]第一个数字为当前路段L1的组合特征值，基于数组排序特征对与当前路段连通的一级相邻路段L1r进行排序，其中r为一级相邻路段数量，然后按顺序依次将对应的组合特征值加入数组，其中所述数组排序特征为数组中已排序的路段的组合特征参数的方差值；
[0029]获取特征数组第二位组合特征值对应路段L2，在除当前路段L1以及一级相邻路段L1r以外的其他路段对应的组合特征数据中获取与路段L2连通的二级相邻路段L2s，其中s为二级相邻路段数量，并基于数组排序特征对二级相邻路段L2s进行排序，然后按顺序依次将对应的组合特征值加入数组，其中所述数组排序特征为数组中已排序的路段的组合特征参数的方差值；
[0030]获取特征数组第三位组合特征值对应路段L3，在除当前路段L1、L2、L1r以及L2s以外的其他路段对应的组合特征数据中获取与路段L3连通的三级相邻路段L3t，其中t为三级相邻路段数量，并基于数组排序特征对三级相邻路段L3t进行排序，然后按顺序依次将对应的组合特征值加入数组，其中所述数组排序特征为数组中已排序的路段的组合特征参数的方差值；
[0031]反复执行上述步骤，直至所有路段的组合特征值均被填入特征数组，则针对当前路段的特征数组构建完成；
[0032]针对所有路段执行上述步骤，从而获取所有路段对应的特征数组。
[0033]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0034]本专利技术基于多源数据融合思想实现，克服了因为特征参数选择不准确造成的路况分区不合理问题。本专利技术将各路段之间的联系通过特征数组的方式表达，可以与多种聚类方法结合获得路况分区结果。
[0035]基于上述理由本专利技术可在智能交通等领域广泛推广。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于组合特征参数的路况分区系统，其特征在于，包括：交通流数据硬件感知层，包括终端节点和数据收集传输模块，其中，终端节点包括布置行驶车辆上的第一数据提取单元、布置在道路固定设施上的第二数据提取单元以及与外部网络连接的第三数据提取单元；云服务层，包括部署在云端的云数据库及云服务器，云数据库用于对车辆在行驶过程中产生的数据进行保存，云服务器用于对数据进行分析计算从而获得路况分区方案，具体包括：提取车辆速度数据、车道流量数据以及历史车道流量数据，其中所述车辆速度数据由所述第一数据提取单元提取并通过数据收集传输模块发送至云服务器，所述车道流量数据由第二数据提取单元获取并通过数据收集传输模块发送至云服务器，所述历史车道流量数据由所述第三提取单元获取并通过数据收集传输模块发送至云服务器，基于所述车辆速度数据以及车道流量数据进行融合从而获取各路段行驶组合特征参数；基于所述车道流量数据以及历史车道流量数据进行融合从而获取各路段历史组合特征参数；根据预设的权重比例将历史组合特征参数与行驶组合特征参数值进行融合处理获取各路段最终的组合特征参数；根据各路段最终的组合特征参数的数据特性对各路段进行聚类处理从而获得路况分区方案。2.根据权利要求1所述的一种基于组合特征参数的路况分区系统，其特征在于，基于所述车辆速度数据以及车道流量数据进行融合从而获取各路段行驶组合特征参数，包括：对所述车辆速度数据以及车道流量数据进行相关性分析，提取二者相关系数；基于相关系数对车辆速度数据以及车道流量数据进行特征融合处理，其中所述车道流量数据为主特征。3.根据权利要求2所述的一种基于组合特征参数的路况分区系统，其特征在于，基于相关系数对车辆速度数据以及车道流量数据进行特征融合处理之前，还包括对所述车辆速度数据以及车道流量数据进行规范化处理。4.根据权利要求1所述的一种基于组合特征参数的路况分区系统，其特征在于，基于所述车道流量数据以及历史车道流量数据进行融合从而获取各路段历史组合特征参数，包括：对所述车道流量数据以及历史车道流量数据进行相关性分析，提取二者相关系数；基于相关系数对车道流量数据以及历史车道流量数据进行特征融合处理，其中所述车道流量数据为主特征。5.根据权利要求4所述的一种基于组合特征参数的路况分区系统，其特征在于，基于相关系数对车道流量数据以及历史...

【专利技术属性】
技术研发人员：何舒，王新建，栾维新，孙家庆，王文思，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：