基于排队检测器信息瓶颈状态识别方法技术

本发明专利技术公开了一种基于排队检测器信息瓶颈状态识别方法。本发明专利技术以排队检测器的检测信息为基础，以超出阈值的滚动时间占有率连续出现的个数为判别指标，对路段交通状态进行实时判别，认为当排队长度大于或等于排队检测器与停车线的距离时，检测器位置处的状态为瓶颈状态。本发明专利技术以滚动时间占有率作为瓶颈状态的判别指标，提高了瓶颈状态识别的实时性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及瓶颈状态识别
，特别是一种基于排队检测器信息的瓶颈状态识别方法。
技术介绍
随着城市交通拥堵问题的日益加剧，很多节点的交通流运行经常处于过饱和状态，甚至部分路段的排队长度接近或等于路段长度，发生排队上溯现象，形成路段“瓶颈”，严重影响城市路网交通流的运行效率。一般情况下，当路段排队长度接近于路段长度时，该路段所处的交通状态可认为是“瓶颈状态”，该路段可称之为瓶颈路段。瓶颈状态属于ー种特殊的过饱和状态，是路段交通状态极端恶化的表现。 当某路段交通状态达到瓶颈状态时，需要对该路段的上下游交叉ロ执行ー种特殊的控制方式，即瓶颈控制。所谓瓶颈控制是指通过合理调节上下游交叉ロ的信号配时參数，减少路段上游输入、增加路段下游供给，以缓解路段交通压カ的一种控制方式。实时监测路段交通状态、确定瓶颈控制的触发时刻是瓶颈控制的前提和基础，直接决定着瓶颈控制的效果。为了得到瓶颈控制所需的基本信息，部分城市交通信号控制系统均在路段上游的内侧或中间车道埋设排队检测器。目前，对于瓶颈状态识别方法的研究成果甚少，且大多算法尚处于理论研究阶段，与实际情况脱节严重，工程应用困难；此外，现有研究成果大多基于排队上溯发生之后的交通信息来识别路段瓶颈，导致瓶颈控制方案实施过晚，控制效果不佳。因此深入研究瓶颈状态的识别方法，对于缓解瓶颈路段交通压カ十分必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于排队检测器信息的路段瓶颈状态识别方法。其特征在于以排队检测器的检测信息为基础，以超出阈值的滚动时间占有率连续出现的个数为判别指标，对路段交通状态进行实时判別，认为当排队长度大于或等于排队检测器与停车线的距离时，检测器位置处的状态为瓶颈状态。该方法的基本思想是当路段排队队尾接近排队检测器位置时，后续到达车辆通过排队检测器速度接近拥堵速度，并且结合不同车型的有效车身长度可以确定表征拥堵可能发生的时间占有率阈值；利用排队检测器在低饱和状态下检测得到的交通流数据，统计得到非饱和状态下的滚动时间占有率；以不同的正整数为滑动间隔，取滑动区间内滚动时间占有率的最小值组成新的数列，并利用Johnson曲线将时间占有率数列转换成正态数据，进而利用质量控制图的基本思想确定不同个数的超出阈值的滚动时间占有率组成样本的控制上限；对比分析时间占有率阈值及不同间隔下的控制上限，选取使控制图上限小于或等于时间占有率阈值所要求的连续的超出阈值的滚动时间占有率的最小个数，作为瓶颈状态必然发生的标准；瓶颈触发条件即为滚动时间占有率连续大于阈值的个数大于或等于该标准。为了实现上述目的，本专利技术提出的路段瓶颈状态识别方法包括滚动时间占有率计算、拥堵状态下滚动时间占有率阈值确定、瓶颈触发条件确定几个步骤。具体的步骤包括 Cl、通过需检测车道断面的排队检测器获取该断面该车道的实时交通流參数，并对其进行预处理得到滚动时间占有率。c2、根据小汽车有效车身长度及小型车拥堵速度确定拥堵可能发生的滚动时间占有率阈值。权利要求1.，其特征在于该方法包括以下步骤 Cl、通过需检测车道断面的排队检测器获取该断面该车道的实时交通流参数，并对其进行预处理得到滚动时间占有率； c2、根据小汽车有效车身长度及小型车拥堵速度确定拥堵可能发生的滚动时间占有率阈值；2.根据权利要求I所述的，其特征在于步骤Cl中获取实时交通流参数的过程包括 ell、在需要检测的路段上游的内侧或中间车道上，在距离上游交叉口 50m的位置铺设排队检测器，并使用电线、光缆或者无线通信的方式与交通监控中心相连；cl2、由大型车拥挤占有时间确定3.根据权利要求I所述的，其特征在于步骤c3中，运用了质量控制图的思想，通过枚举法确定 具体确定方法为 c31、选择#个连续时间占有率中的最小值组成一个新样本中的数据可用下式表不:4.根据权利要求3所述的，其特征在于在步骤c31中，由于当滚动时间占有率小于小汽车以通常速度通过排队检测器的时间时，检测器位置附近必然没有发生拥堵，即当时，将该样本从总体中剔除，其中小汽车以自由流速度通过排队检测器的占用时间。5.根据权利要求3所述的，其特征在于 步骤c32利用了 Johnson曲线将非正态数据转换成正态数据；以百分位法以及Shapiro-Wilk或Epps-Pulley正态检验确定拟合数据的最佳Johnson曲线分布,进而根据Johnson曲线对正态转换的规律将非正态的滚动时间占有率数据转换成正态数据； 具体步骤为 c321、确定拟合转换值z ;为了能够寻求最佳的拟合转换值,在最佳拟合z值可能范围g{z:z=0. 25,0. 26，…，I. 25}内由小到大进行逐个检验，步长为0. 01，总计101个数值；首先令z取值为0. 25 ；c322、计算标准正态分布中对应于-似、的分布概率仏而而而，其中51 > 7 ;c323、估计^样本中分别对应于&，％，％，％的分位点；Xi为样本中数据升序排列的第J'个观测值，其中户/7&+0. 5，n为样本规模；当J非整时，可采用插值法求的6.根据权利要求3所述的，其特征在于 在步骤c33中，通过c32得到的滚动时间占有率样本Zjw的正态转换结果，可以计算出样本的质量控制图的控制上限UCL、中心线CL和控制下限LCL ;具体计算方法如下； 对于Su和曲线，有7.根据权利要求3所述的，其特征在于 在步骤c34中，对比样本Zjw的质量控制图的UCL与滚动时间占有率阈值^ ,若UCL小于或等于卩，则此时的#值即为瓶颈触发阈值#;否则将#值增加1，并返回c31重新计算。8.根据权利要求I所述的，其特征在于 在步骤c4中，若滚动时间占有率超过时间占有率阈值〗的连续个数大于见则路段处于瓶颈状态，否则判断路段不处于瓶颈状态。全文摘要本专利技术公开了一种。本专利技术以排队检测器的检测信息为基础，以超出阈值的滚动时间占有率连续出现的个数为判别指标，对路段交通状态进行实时判别，认为当排队长度大于或等于排队检测器与停车线的距离时，检测器位置处的状态为瓶颈状态。本专利技术以滚动时间占有率作为瓶颈状态的判别指标，提高了瓶颈状态识别的实时性。文档编号G08G1/052GK102855757SQ20121005434公开日2013年1月2日 申请日期2012年3月5日 优先权日2012年3月5日专利技术者马东方, 王殿海, 韦薇, 金盛, 孙峰 申请人:浙江大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于排队检测器信息瓶颈状态识别方法，其特征在于该方法包括以下步骤：c1、通过需检测车道断面的排队检测器获取该断面该车道的实时交通流参数，并对其进行预处理得到滚动时间占有率；c2、根据小汽车有效车身长度及小型车拥堵速度确定拥堵可能发生的滚动时间占有率阈值；式中：表示拥堵可能发生的滚动时间占有率阈值；tj,c表示小汽车拥挤占有时间；Leff,c表示小汽车有效车身长度；uj,c表示小汽车拥堵速度；T表示滚动时间占有率的时间尺度；c3、确定瓶颈触发阈值，即确定能够判别拥堵必然发生时滚动时间占有率连续大于其阈值的个数N；c4、根据瓶颈状态所对应的阈值指标，判断路段是否达到瓶颈状态；c5、根据c4的判别结果，若判断到达瓶颈状态，则触发瓶颈控制策略，否则跳转至步骤c1。2012100543422100001dest_path_image002.jpg,2012100543422100001dest_path_image004.jpg,2012100543422100001dest_path_image006.jpg

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马东方，王殿海，韦薇，金盛，孙峰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：