交叉口延誤時長估計方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及智能交通技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及交叉口延誤時長估計方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 智能交通系統(tǒng)，不論是智能信號控制系統(tǒng)、智能誘導(dǎo)系統(tǒng)還是交通事件應(yīng)急指揮 系統(tǒng)，均需要基于傳感器采集的數(shù)據(jù)對路段及交叉口的關(guān)鍵交通參數(shù)進(jìn)行估計。常用的交 通參數(shù)包含單點(diǎn)交通流量、速度、占有率，空間密度，路段行程時間，交叉口延誤時長、排隊 長度等。上述參數(shù)有些可以使用現(xiàn)有的傳感器直接測量，例如單點(diǎn)交通流量、速度、占有率 可以由線圈傳感器直接測量。但是，空間密度、路段行程時長、交叉口延誤時長和排隊長度 參數(shù)基于現(xiàn)有的傳感器較難直接測量。
[0003] 交叉口延誤時長是指車輛在信號控制交叉口上受阻、行駛時間損失的指標(biāo)，它直 接反映了機(jī)動車出行者穿越交叉口的時間損失，即由于車輛受到交叉口信號控制的影響而 引起的時間損失，它既可以反映駕駛員通過交叉口時受交叉口信號控制產(chǎn)生的行駛時間損 失，又與油耗、尾氣排放、駕駛舒適性緊密相關(guān)。交叉口延誤時長是評價交叉口阻塞程度、月艮 務(wù)水平的重要指標(biāo)，常用于評估交叉口交通設(shè)計、信號控制方案的合理性，進(jìn)而為交叉口信 號控制策略優(yōu)化提供量化指標(biāo)依據(jù)。
[0004] 現(xiàn)有的交叉口控制策略包括單路口控制、干線綠波控制、區(qū)域協(xié)同控制等。它們 共同的目標(biāo)是減少經(jīng)過車輛的交叉口延誤時長。然而延誤同時也是一個難以直接檢測的 參數(shù)。傳統(tǒng)的延誤獲取方法主要有兩種分類：理論模型計算方法和現(xiàn)場觀測方法。理論模 型計算方法中最典型的是"美國道路通行能力手冊"（HCM2000)給出的延誤計算公式，這些 公式是基于一定的車輛到達(dá)模式，并且預(yù)設(shè)的參數(shù)可能對特定的交叉口并不適用，所以HCM 的延誤計算公式對于交通控制和評價的目的來說并不夠精確?，F(xiàn)場觀測方法雖然能比較精 確地獲得交叉口停車延誤值，但具有樣本量低、成本高、勞動強(qiáng)度大、后期數(shù)據(jù)處理工作量 大等缺陷，不能實時地、全時段地獲得交叉口延誤值。因此，該方法人力物力耗費(fèi)大，且無法 滿足實時優(yōu)化信號控制方案對交叉口延誤數(shù)據(jù)采集的實時性要求，僅適用于確定的交叉口 配時方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供交叉口延誤時長估計方法及裝置，以提高交叉口延誤時長的估計精 度。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
[0007]-種交叉口延誤時長估計方法，該方法包括：
[0008] 對于任一交叉口，檢測通過該交叉口的每個車輛所處的路段，或者所處路段和車 道，根據(jù)每個車輛所處的路段，或者所處路段和車道，檢測每個車輛進(jìn)入該交叉口和離開該 交叉口的時間點(diǎn)；
[0009] 對于每個車輛，根據(jù)該車輛進(jìn)入該交叉口的時間點(diǎn)和離開該交叉口的時間點(diǎn)，計 算該車輛通過該交叉口的時長，根據(jù)該車輛通過該交叉口的時長和車輛在自由流速度下通 過該交叉口所需時長，計算該車輛在該交叉口的延誤時長；
[0010] 根據(jù)通過該交叉口的所有車輛在該交叉口的延誤時長，估計車輛在該交叉口的平 均延誤時長。
[0011] 所述方法進(jìn)一步包括：
[0012] 對于任一交叉口，預(yù)先采集兩組訓(xùn)練樣本，一組為在預(yù)設(shè)時長內(nèi)通過該交叉口且 未經(jīng)等待直接通過的車輛，另一組為在該預(yù)設(shè)時長內(nèi)通過該交叉口且經(jīng)過了等待的車輛； 且，每個訓(xùn)練樣本以兩個參數(shù)表征，一個是該車輛進(jìn)入該交叉口的時間點(diǎn)，另一個是該車輛 在該交叉口的延誤時長；
[0013] 采用預(yù)設(shè)分類算法，對該兩組訓(xùn)練樣本進(jìn)行計算，得到區(qū)分該兩類樣本的分類模 型；
[0014] 所述根據(jù)通過該交叉口的所有車輛在該交叉口的延誤時長，估計車輛在該交叉口 的平均延誤時長包括：
[0015] 對于通過該交叉口的每個車輛，以該車輛進(jìn)入該交叉口的時間點(diǎn)和該車輛在該交 叉口的延誤時長為輸入?yún)?shù)，將該兩參數(shù)輸入所述分類模型，得到該車輛所屬的類別；
[0016] 在對所有車輛分類完畢時，對屬于同一類的車輛，以車輛進(jìn)入該交叉口的時間點(diǎn) 為橫軸，以車輛在該交叉口的延誤時長為縱軸，從最早進(jìn)入該交叉口的車輛開始，對連續(xù)一 個或多個車輛進(jìn)行分段線性擬合，最終得到所有車輛在該交叉口的延誤時長的連續(xù)的分段 線性函數(shù)，對得到的所有分段線性函數(shù)求取積分中值，該積分中值即為車輛在該交叉口的 平均延誤時長。
[0017] 所述方法進(jìn)一步包括：
[0018] 預(yù)先為每個交叉口關(guān)聯(lián)的每個路段分別設(shè)置路段駛出指示線和路段駛?cè)胫甘揪€， 其中，路段的駛出指示線相對于該路段的駛?cè)胫甘揪€，距離交叉口更遠(yuǎn)；
[0019] 且預(yù)先設(shè)定：當(dāng)車輛通過一個路段的駛出指示線，且運(yùn)動方向為駛向該路段關(guān)聯(lián) 的交叉口時，認(rèn)為車輛通過該駛出指示線的時間點(diǎn)為車輛進(jìn)入該交叉口的時間點(diǎn)；當(dāng)車輛 通過一個路段的駛?cè)胫甘揪€，且運(yùn)動方向為駛離該路段關(guān)聯(lián)的交叉口時，認(rèn)為車輛通過該 駛?cè)胫甘揪€的時間點(diǎn)為車輛離開該交叉口的時間點(diǎn)；
[0020] 所述檢測每個車輛進(jìn)入該交叉口和離開該交叉口的時間點(diǎn)包括：
[0021] 估計車輛的地理位置，將車輛的地理位置與車輛所處路段的駛出指示線和駛?cè)胫?示線進(jìn)行比對，若車輛的地理位置與駛出指示線之間的垂直距離小于預(yù)設(shè)值，且車輛的運(yùn) 動方向為駛向該路段關(guān)聯(lián)的交叉口，則認(rèn)為當(dāng)前時間點(diǎn)為該車輛進(jìn)入該交叉口的時間點(diǎn)； 若車輛的地理位置與駛?cè)胫甘揪€之間的垂直距離小于預(yù)設(shè)值，，且車輛的運(yùn)動方向為駛離 該路段關(guān)聯(lián)的交叉口，則認(rèn)為當(dāng)前時間點(diǎn)為該車輛離開該交叉口的時間點(diǎn)；
[0022] 或者，若車載終端，和/或乘車者的手持終端通過自帶攝像頭實時拍攝了道路周 邊環(huán)境信息，則將該拍攝的道路周邊環(huán)境信息與服務(wù)器端采集的道路周邊環(huán)境信息進(jìn)行比 對，確定車輛的地理位置；然后，根據(jù)車載終端，和/或乘車者的手持終端拍攝的前方路面 信息，確定車輛通過路段的駛出指示線或駛?cè)胫甘揪€的時間點(diǎn)，從而確定車輛進(jìn)入或離開 路段關(guān)聯(lián)的交叉口的時間點(diǎn)；
[0023] 或者，若路口路側(cè)布設(shè)了藍(lán)牙，或射頻識別RFID，或電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)ETC路邊 設(shè)施，則根據(jù)車載終端，和/或乘車者的手持終端與路段的駛出指示線或駛?cè)胫甘揪€附近 的路邊設(shè)施的通信，確定車輛通過路段的駛出指示線或駛?cè)胫甘揪€的時間點(diǎn)，從而確定車 輛進(jìn)入或離開路段關(guān)聯(lián)的交叉口的時間點(diǎn)；
[0024] 或者，基于路側(cè)攝像頭采集車輛數(shù)據(jù)來檢測車輛通過路段的駛出指示線或駛?cè)胫?示線的時間點(diǎn)，從而確定車輛進(jìn)入或離開路段關(guān)聯(lián)的交叉口的時間點(diǎn)；
[0025] 或者，基于線圈或微波傳感器檢測車輛通過路段的駛出指示線或駛?cè)胫甘揪€的時 間點(diǎn)，從而確定車輛進(jìn)入或離開路段關(guān)聯(lián)的交叉口的時間點(diǎn)；
[0026] 或者，根據(jù)上述方法的任意組合確定車輛進(jìn)入或離開路段關(guān)聯(lián)的交叉口的時間 點(diǎn)。
[0027] 所述估計車輛的地理位置包括：
[0028] 通過車載終端，和/或乘車者的手持終端周期性采集車輛的位置，根據(jù)采集的車 輛的位置，估計車輛的地理位置；
[0029] 或者，若車載終端，和/或乘車者的手持終端通過自帶攝像頭實時拍攝了道路周 邊環(huán)境信息，則將該拍攝的道路周邊環(huán)境信息與服務(wù)器端采集的道路周邊環(huán)境信息進(jìn)行比 對，確定車輛的地理位置；
[0030] 所述檢測每個車輛所處路段和車道包括：
[0031] 將估計的車輛的地理位置與包含路段、車道劃分信息的道路地理位置信息進(jìn)行比 對，判定車輛所處路段和車道；
[0032] 或者，根據(jù)車載終端，和/或乘車者的手持終端拍攝的前方路面信息，確定車輛所 處路段和車道；
[0033] 或者，若路口路側(cè)布設(shè)了藍(lán)牙，或射頻識別，或電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)ETC路邊設(shè) 施，則根據(jù)車載終端，和/或乘車者的手持終端與路邊設(shè)施的通信，確定車輛所處路段和車 道；
[0034] 或者，根據(jù)上述方法的任意組合確定車輛所處路段和車道。
[0035] 所述通過車載終端，和/或乘車者的手持終端周期性采集車輛的位置包括：
[0036] 車載終端，和/或乘車者的手持終端周期性采集車輛的位置及運(yùn)動狀態(tài)，將采集 的車輛的位置、運(yùn)動狀態(tài)與采集時間點(diǎn)上報給車載網(wǎng)關(guān)，車載網(wǎng)關(guān)將車輛的位置、運(yùn)動狀態(tài) 與采集時間點(diǎn)通過專用網(wǎng)絡(luò)平臺和運(yùn)營支撐平臺傳送給行車用量關(guān)系管理系統(tǒng)，公安交通 管理子系統(tǒng)向行車用量關(guān)系管理系統(tǒng)獲取采集的所有車輛的位置、運(yùn)動狀態(tài)與采集時間 點(diǎn)。
[0037] -種交叉口延誤時長估計裝置，該裝置包括：
[0038] 延誤時長計算模塊：對于任一交叉口，檢測通過該交叉口的每個車輛所處的路段， 或者所處路段和車道，根據(jù)每個車輛所處的路段，或者所處路段和車道，檢測每個車輛進(jìn)入 該交叉口和離開該交叉口的時間點(diǎn)；對于每個車輛，根據(jù)該車輛進(jìn)入