專利名稱：：一種城市交通流暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法
技術(shù)領域：
：本發(fā)明涉及城市道路交通多源數(shù)據(jù)融合
技術(shù)領域：
，尤其涉及面向城市道路交通流暢通性控制指標的數(shù)據(jù)融合方法。
背景技術(shù)：
：隨著交通需求的持續(xù)增加和對路網(wǎng)高暢通性的要求越來越高，傳統(tǒng)的交通單一控制目標如交叉口延誤、排隊長度和停車率等已不能滿足城市道路交通控制的需要。為了改善交通運行狀況，滿足交通出行者對高暢通性的需求，需要建立以暢通性為主要目標的控制方法，以直接、系統(tǒng)、定量地表征交通流的擁堵程度。交通出行者在參與交通中，由于道路和環(huán)境條件、交通干擾以及交通管理與控制等因素難免會使旅行時間延長，暢通性就是定量的描述這種旅行時間延長的一種指標。換句話說，由于交通控制、交通流量的增加等外界因素的干擾，從而使得自由行駛交通流的旅行時間被迫延長，暢通性是衡量該旅行時間延長程度的定量指標。暢通性是一個多層次的指標，對于單交叉口、干線多交叉口、區(qū)域多交叉口，暢通性指標分別代表不同的含義，以適應不同層次交通控制的需求。暢通性是定量描述由于交通控制、交通流量的增加等外界因素而使自由行駛交通流旅行時間延長程度的指標，不是傳統(tǒng)交通控制目標的簡單累加，其無法通過交通狀態(tài)獲取技術(shù)的一次測量得到，必須綜合考慮交通環(huán)境、交通流特征和多源傳感器數(shù)據(jù)等，借助多源數(shù)據(jù)融和方法。該暢通性指標的期望是能夠盡量給交通參與者一個暢通的、快捷的交通出行環(huán)境。數(shù)據(jù)融合技術(shù)是針對使用了多個或多類傳感器的這類系統(tǒng)其關聯(lián)特征而開展的一種全新的信息處理方法。我國基于新型地磁傳感器交通狀態(tài)獲取技術(shù)已取得突破進展，利用數(shù)據(jù)融合技術(shù)，將實時地、準確地獲取交通流的暢通性指標。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的不足，本發(fā)明提供一種城市交通流暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法，該方法以暢通性為目標進行優(yōu)化控制，基于交通狀態(tài)獲取技術(shù)獲得一次交通參數(shù)，以實現(xiàn)交通流的暢通性目標控制，進而研究交通流暢通性指標的融合方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是城市交通流暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法，其包括十字交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合，其由各個方向的車輛平均延誤的加權(quán)期望值來體現(xiàn)；干線多交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合，其由車輛通過該干線各交叉口平均旅行時間延誤來體現(xiàn)；以及，路網(wǎng)多干線多交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合，其由路網(wǎng)區(qū)域中各個干線的平均旅行時間延誤加權(quán)期望值來體現(xiàn)。所述十字交叉口暢通性指標由十字交叉口中各相位車輛的平均延誤時間來確定，所述車輛的平均延誤時間包括滯留時間和損失時間，所述滯留時間是指十字交叉口的排隊等待時間，其由車輛飽和度所決定的滯留時間計算而得，所述飽和度由交通信號燈的周期長、綠信比、車流量和飽和流量決定；所述損失時間是指由于十字交叉口的相位轉(zhuǎn)換及司機反映所耽誤的時間，其由車輛進入獅子交叉口信號燈控制區(qū)域的四種不同情況確定，所述四種不同情況及其相應的車輛延誤時間確定如下情況1:車輛進入信號燈控制區(qū)域時，受控信號顯示綠燈；當車輛到達停止線時，信號燈依然顯示綠燈，車輛正常通過交叉口；此時車輛沒有滯留時間和損失時間，所述車輛的延誤時間為0;情況2:車輛進入信號燈控制區(qū)域時，受控信號顯示綠燈；當車輛到達停止線時，信號燈顯示紅燈，此時車輛無法正常通過交叉口；此時進入下一周期，滯留時間為此方向的紅燈時間；當信號燈顯示綠燈時，車輛起動，車輛有起動損失時間；此時所述車輛的延誤時間為損失時間和滯留時間之和；情況3:車輛進入信號燈控制區(qū)域時，受控信號顯示紅燈；當車輛到達停止線時，信號燈顯示綠燈，這時車輛正常通過。此時車輛的延誤時間為前面車輛啟動所引起的延誤時間；情況4:車輛進入信號燈控制區(qū)域時，受控信號顯示紅燈；當車輛到達停止線時，信號燈依然顯示紅燈，車輛將無法正常通過交叉口；滯留時間為綠燈開始時刻與車輛到達時刻之差，當信號燈指示綠燈時，車輛起動，車輛有起動損失時間；所述車輛的延誤時間為損失時間和滯留時間之和。通過對各相位車輛的平均延誤時間進行求取加權(quán)期望值，對所述十字交叉口暢通性指標進行數(shù)據(jù)融合；從而監(jiān)控和優(yōu)化城市交通流控制。所述干線多交叉口暢通性指標由干線旅行時間和干線理想旅行時間確定。所述干線旅行時間指從車輛進入干線開始，中間經(jīng)過干線所有交叉口到駛離干線所花費的時間，其通過對該干線路段平均行駛時間和十字交叉口暢通性指標確定；所述干線理想旅行時間由該干線的路段長度和自由行駛速度確定。在干線多交叉口中，暢通性指標由車輛通過該干線各交叉口平均旅行時間延誤來體現(xiàn)，該干線各交叉口平均旅行時間延誤由兩部分組成，一是指干線行使時間與干線理想行使時間之差的數(shù)學期望；二是車輛在各交叉口的平均延誤時間。該干線多交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合步驟包括步驟1:干線行使時間的估計干線行使時間指從車輛進入干線開始，中間經(jīng)過干線所有交叉口到駛離干線所花費的時間。由以下融合步驟得到第一步標定虛擬傳感器交通狀態(tài)獲取系統(tǒng)中，傳感器安置在交叉口i的出口道最前端和交叉口i+l的停止線處。設定傳感器節(jié)點i為交叉口i出口道安置的傳感器，傳感器節(jié)點i+l為交叉口i+l停止線處安置的傳感器。節(jié)點i與i+l之間的距離為di，平均行駛時間為t^，定義傳感器節(jié)點i與傳感器節(jié)點i+l之間的虛擬傳感器為mi二[di/100]個，分別標記為(i，l)、(i，2)…(i，mi)。第二步獲取虛擬傳感器的速度定義傳感器節(jié)點i與虛擬傳感器節(jié)點(i，l)之間的平均行駛時間為A^，平均速度為Avn;虛擬傳感器節(jié)點(i，(k-l))與虛擬傳感器節(jié)點(i，k)之間的平均行程時間為Atik，平均速度為AVik(k=2，3...m);虛擬傳感器節(jié)點(i，m)與傳感器節(jié)點i+1之間的平均行程時間為"和,+i)，平均速度為Av化+1)，則傳感器節(jié)點i與傳感器節(jié)點i+1之間的平均附,-+1行程時間為,'=1>"。設定相鄰節(jié)點(包括實際傳感器節(jié)點與虛擬傳感器節(jié)點)之間距離—《附..5"5"A々=,(j=1，2.nii+1)其中，傳感器節(jié)點i(i=l，2...n)的速度可以直接獲取，虛擬傳感器節(jié)點i，k的速度主要由傳感器節(jié)點i的歷史數(shù)據(jù)獲得。設傳感器采集數(shù)據(jù)的時間間隔為At，傳感器附,i現(xiàn)在的時刻記為tiN，虛擬傳感器節(jié)點(i，k)的速度為&(0=2%x《,w-，其中Wkj為權(quán)重系數(shù)，k二1，2...mi。貝UA、=A、=^_(k=2，3.mi)，Av(m+1)=^~^從而得到交通狀態(tài)參數(shù)的空間分布。第三步得出干線行駛時間若該區(qū)段上共有n個傳感器節(jié)點，編號分別為1，2...!!，該區(qū)段長度為^=|>'則行駛時間為使=2>/=]o步驟2理想的行駛時間的估算理想的行使時間是指車輛按自由行駛速度通過干線所花費的行駛時間；自由行駛的速度根據(jù)歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計規(guī)律和干線的基礎設施環(huán)境決定，表達式如下^=2丄式中，tg表示理想的行使時間山表示交叉口i與i+l之間的距離；、表示車輛自由行駛通過交叉口i與i+1之間路段的平均速度；i表示某個交叉口；n表示干線交叉口的總數(shù)。步驟3干線多交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合車輛在各交叉口的平均延誤時間用十字交叉口的暢通性指標來表示，所以干線交叉口的暢通性指標的數(shù)據(jù)融合計算公式如下cr'=(』-。+《=§(t:f-丄)+￡C7T式中，CT1表示某干線的暢通性指標；tg表示車輛通過干線的理想行使時間；t^表示車輛通過干線的實際行使時間；d/表示車輛在各交叉口的延誤時間總和；07表示交叉口i的暢通性指標，該指標反映的是交叉口的車輛平均延誤時間；n表示干線的交叉口總數(shù)；i表示某交叉口；tff1表示車輛在交叉口i與i+1之間路段的平均行駛時間山表示交叉口i與i+1之間的距離；Vi表示車輛自由行駛通過交叉口i與i+1之間路段的平均速度。7所述路網(wǎng)多干線多交叉口暢通性指標由路網(wǎng)區(qū)域中各條干線的暢通性指標所計算的平均旅行時間延誤來確定。路網(wǎng)多干線多交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合，其由路網(wǎng)區(qū)域中各個干線的車輛平均旅行時間延誤加權(quán)期望值來實現(xiàn)。本發(fā)明的有益效果暢通性是定量描述由于交通控制、交通流量的增加等外界因素而使自由行駛交通流旅行時間延長程度的指標；本發(fā)明方法通過對城市交通流暢通性指標的數(shù)據(jù)融合來實現(xiàn)面向交通多目標的優(yōu)化控制，其基于城市交通的交通狀態(tài)獲取技術(shù)，通過獲取交通參數(shù)，來進行交通流暢通性指標數(shù)據(jù)融合。本發(fā)明方法具有普適性、全面性和靈活性。圖1為根據(jù)本發(fā)明的十字交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的干線多交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的路網(wǎng)多干線多交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法示意圖；圖4為實施例其中由于信號轉(zhuǎn)換和車輛啟動引起的損失時間示意圖；圖5為實施例中單個十字交叉口的信號配時方案圖；圖6為實施例中傳感器空間分布圖；圖7為旅行時間估算時速度的空間分布圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述實施例1:十字交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法，如圖1所示的為根據(jù)本發(fā)明的十字交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法示意圖，十字交叉口暢通性指標由十字交叉口中各相位車輛的平均延誤時間來確定。車輛的平均延誤時間包括滯留時間和損失時間，其中，滯留時間是指十字交叉口的排隊等待時間，其由車輛飽和度所決定的滯留時間計算而得，所述飽和度由交通信號燈的周期長、綠信比、車流量和飽和流量決定；損失時間是指由于十字交叉口的相位轉(zhuǎn)換及司機反映所耽誤的時間，其由車輛進入獅子交叉口信號燈控制區(qū)域的四種不同情況確定。四種不同情況及其相應的車輛延誤時間確定如下情況1:車輛進入信號燈控制區(qū)域時，受控信號顯示綠燈；當車輛到達停止線時，信號燈依然顯示綠燈，車輛正常通過交叉口；此時車輛沒有滯留時間和損失時間，所述車輛的延誤時間為0;情況2:車輛進入信號燈控制區(qū)域時，受控信號顯示綠燈；當車輛到達停止線時，信號燈顯示紅燈，此時車輛無法正常通過交叉口；此時進入下一周期，滯留時間為此方向的紅燈時間；當信號燈顯示綠燈時，車輛起動，車輛有起動損失時間；此時所述車輛的延誤時間為損失時間和滯留時間之和；情況3:車輛進入信號燈控制區(qū)域時，受控信號顯示紅燈；當車輛到達停止線時，信號燈顯示綠燈，這時車輛正常通過。此時車輛的延誤時間為前面車輛啟動所引起的延誤時間；情況4:車輛進入信號燈控制區(qū)域時，受控信號顯示紅燈；當車輛到達停止線時，信號燈依然顯示紅燈，車輛將無法正常通過交叉口；滯留時間為綠燈開始時刻與車輛到達時刻之差，當信號燈指示綠燈時，車輛起動，車輛有起動損失時間；所述車輛的延誤時間為損失時間和滯留時間之和。在本實施例中，損失時間是通過分析車輛在交叉口的運行速度曲線來估算的。如圖4所示，當信號由紅燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈的時候，車輛行駛速度由0開始加速直至正常行駛速度v，這段時間車輛的平均速度小于v，這樣會引起一定的時間損失，稱為前損失時間。當信號指示由綠燈轉(zhuǎn)變成黃燈的時候，車速由正常行駛速度v減速為O，這段時間損失稱為后損失時間。因此，由于信號轉(zhuǎn)換和車輛啟動引起的延誤時間等于前損失時間加上后損失時間。在實際過程中，此損失時間變化范圍不大，我們將此損失時間設定為定值3s。在本實施例中，滯留時間通過引用經(jīng)典的滯留時間計算公式確定。當飽和度小于0.9時，采用WebSter計算公式，當飽和度大于0.9時采用Akcelik計算公式。Webster在"SignalControlSettings"(F.V.Webster.〃SignalControlsetting".TechnicalPaper39，RoadSearchLaboratory,1958.)中指出滯留時間由信號周期時長，綠信比，車流量，飽和流量大小，飽和度共同確定，其計算公式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>式中，t為車輛滯留時間；C為十字交叉口信號周期時長即有效綠燈時間與信號周期時長C的比率；q為進口車道車流量《:與信號交叉口進口道的通行能力之比，有^=Ass為飽和流'右，入為十字交叉口綠信比，;x為飽和度，觀測最大流:，指在一次連續(xù)的綠燈信號時間內(nèi)，進口道上一列連續(xù)車隊能通過進口道停車線的最大流量。上式第1項是均勻車輛到達率(即車輛以均勻分布規(guī)律進入交叉口)所產(chǎn)生的延誤時間，第2項是是根據(jù)車輛隨機到達服從泊松分布，利用M/D/l模型計算出來的車輛的隨機性延誤，第3項是從車流模擬試驗得到。本實施例采用簡化后的Webster模型，其表示如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>該模型雖然應用廣泛，但是其局限性也很明顯，當飽和度較大，逐漸趨向于1.0時，按照該公式計算出來的結(jié)果將明顯偏大。而瞬態(tài)延誤模型可以用來計算進口車道飽和度大于0.9的滯留時間。本實施例采用瞬態(tài)延誤Akcelik模型，以解決如何減少由于飽和度過大而造成延誤明顯偏大的問題。首先采用非飽和流與飽和流之間的過渡函數(shù)延誤模型。g/C)2叫+込一l(C-g)/2C式中大括號內(nèi)為均衡相位延誤(分為飽和與非飽和兩種情況)，C為十字交叉口信號周期時長，g為該進口車道所在相位分配的綠燈時間；隨機延誤和過飽和延誤是在Q。中計算的。飽和度較大時，它彌補了以往被忽視的隨機延誤。Q。為(0，T)時間段內(nèi)平均飽和排隊長度的過渡函數(shù)，其計算公式為2。04(")+>-i)2+式中X。為進口車道的飽和流量(輛/S);N為該車道的通行能力(輛/S);T為觀察時段的長度(S)。根據(jù)飽和度的大小選擇對應的模型，定義相位為一組享用共同綠燈時間的進口車道方位集合(1，2，...，i)，則相位i的進口車道平均飽和度Xi計算公式如下x,it式中，k表示該相位i的車道數(shù)；Xij表示相位i的第j進口車道的飽和度；設定n為延誤時間模型選擇因子，選擇規(guī)則定義為當相位i的車道平均飽和度《0.9時n為1，否則n為o;數(shù)學表達式為//1產(chǎn)1S0.90其他可以計算進口車道上車輛的延誤時間，即=ntij+(i-n)t'..+1..ij丄ij式中為第i相位的第j車道依據(jù)Webster延遲模型計算得各進口道的車輛延誤之和(s)A/為第i相位的第j車道依據(jù)瞬態(tài)延誤Akcelik模型計算得各進口道的車輛延誤之和(s)為第i相位的第j車道由于信號轉(zhuǎn)換和車輛啟動引起的損失時間。至此，十字交叉口各相位車輛的平均延誤時間為一Z(^M+(1-")《H))r=戶1式中，b表示相位i的車道總數(shù)，n為延誤時間模型選擇因子，qij為相位i第j進口車道上的車流量，其他字符含義如上述所指。根據(jù)十字交叉口各相位車輛的憑據(jù)延誤時間，求各相位車輛的平均延誤時間的加權(quán)期望值，從而實現(xiàn)對十字交叉口暢通性指標進行數(shù)據(jù)融合。具體地，暢通性指標的數(shù)據(jù)融合計算公式為m一cr=Z",f式中，CT表示某個交叉口的暢通性指標，M表示該交叉口的相位總數(shù)，a,表示第i相位的重要權(quán)重，該值越大表示該相位越優(yōu)先安排，通過該指標可以有選擇地對某交叉口相位進行優(yōu)化。在本實施例中，以某輪放式相位十字交叉口為例，統(tǒng)計其早高峰(7:00-9:00)、晚高峰(5:00-7:00)連續(xù)三天的流量數(shù)據(jù)，作平均值處理，得到該交叉口各方向的車流量，如10表1所示表1實例單交叉口的基礎數(shù)據(jù)表。表1交叉口各方向車流量表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>同時可以觀測出該交叉口的信號配時方案，如圖5所示。根據(jù)交叉口各相位車輛平均延誤計算公式，可以計算各相位的車輛平均延誤，如表2所示的實例單交叉口的延誤計算結(jié)果表。表2各相位平均車輛延誤表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>至此，根據(jù)交叉口暢通性指標計算公式，可以得到該交叉口的暢通性指標，為了簡化計算，假設各相位的權(quán)重相同，結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>實施例2干線多交叉口暢通性指標的融合方法如圖2所示的根據(jù)本發(fā)明的干線多交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法示意圖。在干線多交叉口中，暢通性指標由車輛通過該干線各交叉口平均旅行時間延誤來體現(xiàn)，該干線各交叉口平均旅行時間延誤由兩部分組成，一是指估算的行使時間與理想的行使時間的差額；二是車輛在各交叉口的平均延誤時間。其中，各項暢通性指標的數(shù)據(jù)融合步驟包括步驟1:干線行使時間的估計干線行使時間指從車輛進入干線開始，中間經(jīng)過干線所有交叉口到駛離干線所花費的時間。結(jié)合圖6和圖7，由以下融合步驟得到干線行駛時間的估計第一步標定虛擬傳感器交通狀態(tài)獲取系統(tǒng)中，傳感器安置在交叉口i的出口道最前端和交叉口i+l的停止線處。設定傳感器節(jié)點i為交叉口i出口道安置的傳感器，傳感器節(jié)點i+l為交叉口i+l停止線處安置的傳感器。節(jié)點i與i+l之間的距離為di，平均行駛時間為tffi，定義傳感器節(jié)點i與傳感器節(jié)點i+l之間的虛擬傳感器為mi二[di/100]個，分別標記為(i，l)、(i，2)…(i，mi)。第二步獲取虛擬傳感器的速度定義傳感器節(jié)點i與虛擬傳感器節(jié)點(i，l)之間的平均行駛時間為A^，平均速度為Avn;虛擬傳感器節(jié)點(i，(k-l))與虛擬傳感器節(jié)點(i，k)之間的平均行程時間為Atik，平均速度為AVik(k=2，3...m);虛擬傳感器節(jié)點(i，m)與傳感器節(jié)點i+1之間的平均行程時間為A"，")，平均速度為Av一,+1)，則傳感器節(jié)點i與傳感器節(jié)點i+1之間的平均行程時間為^=1]^"。設定相鄰節(jié)點(包括實際傳感器節(jié)點與虛擬傳感器節(jié)點)之間距離戶i—為A-二，則附；5"m'+15"△==Z,(j=1，2.nii+1)A.^TAv,j其中，傳感器節(jié)點i(i=l，2...n)的速度可以直接獲取，虛擬傳感器節(jié)點i，k的速度主要由傳感器節(jié)點i的歷史數(shù)據(jù)獲得。設傳感器采集數(shù)據(jù)的時間間隔為At，傳感器附'-i現(xiàn)在的時刻記為tiw，虛擬傳感器節(jié)點(i，k)的速度為w^l;,.x《,w-,的，其中7=為權(quán)重系數(shù)，k=1，2...mi。貝UA、=Av,t=V";+V"(k=2，3.mi)，Av(—=^''+"從而得到交通狀態(tài)參數(shù)的空間分布。第三步得出干線行駛時間若該區(qū)段上共有n個傳感器節(jié)點，編號分別為1，2...!!，該區(qū)段長度為5=|>'則行駛時間為^=2>一lq步驟2理想的行駛時間的估算理想的行使時間是指車輛按自由行駛速度通過干線所花費的行駛時間；自由行駛的速度根據(jù)歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計規(guī)律和干線的基礎設施環(huán)境決定，表達式如下M—l/=2^'理式中，tg表示理想的行使時間山表示交叉口i與i+l之間的距離；、表示車輛自由行駛通過交叉口i與i+1之間路段的平均速度；i表示某個交叉口；n表示干線交叉口的總數(shù)。步驟3干線多交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合車輛在各交叉口的平均延誤時間用交叉口的暢通性指標來表示，所以干線交叉口的暢通性指標的數(shù)據(jù)融合計算公式如下-1.ZWcr',-^理)+《=-丄)+藝cr式中，CT1表示某干線的暢通性指標；tg表示車輛通過干線的理想行使時間；t^表示車輛通過干線的實際行使時間；d/表示車輛在各交叉口的延誤時間總和；07表示交叉口i的暢通性指標，該指標反映的是交叉口的車輛平均延誤時間；n表示干線的交叉口總數(shù)；i表示某交叉口；tff1表示車輛在交叉口i與i+1之間路段的平均行駛時間山表示交叉口i與i+1之間的距離；Vi表示車輛自由行駛通過交叉口i與i+1之間路段的平均速度。12實施例3路網(wǎng)多干線多交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法，如圖3所示，路網(wǎng)多干線多交叉口暢通性指標由區(qū)域中若干干線的平均旅行時間延誤加權(quán)期望值來體現(xiàn)。與單點控制交叉口暢通性指標的思路一樣，加權(quán)期望也是一種改進，考慮了主次干道的關系，即主要干道分配的權(quán)重大而次要干道相對小。以一個包含4個干線的交通網(wǎng)絡為例，左側(cè)的北向南干線用LNS表示，右側(cè)北向南干線用RNS表示，下方的西向東干線用DWE表示，上方的西向東干線用UWE表示，交叉口的相位集合為B={1，2，3，4}，分別指西向東、南向北、東向西和北向南方向。在區(qū)域多交叉口中，暢通性指標由區(qū)域中若干干線的平均旅行時間延誤加權(quán)期望值來計算。有<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>其中，wl'是干線LNS權(quán)重值，CT^1是干線LNS的暢通性指標值，其它參數(shù)含義以此類推。權(quán)利要求城市交通流暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于包括十字交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合，其由各個方向的車輛平均延誤的加權(quán)期望值來體現(xiàn)；干線多交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合，其由車輛通過該干線各交叉口平均旅行時間延誤來體現(xiàn)；以及，路網(wǎng)多干線多交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合，其由路網(wǎng)區(qū)域中各個干線的平均旅行時間延誤加權(quán)期望值來體現(xiàn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市交通流暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，所述十字交叉口暢通性指標由十字交叉口中各相位車輛的平均延誤時間來確定，所述車輛的平均延誤時間包括滯留時間和損失時間。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的城市交通流暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，所述滯留時間是指十字交叉口的排隊等待時間，其由車輛飽和度所決定，所述飽和度由交通信號燈的周期長、綠信比、車流量和飽和流量決定；所述損失時間是指由于十字交叉口的相位轉(zhuǎn)換及司機反映所耽誤的時間，其由車輛進入獅子交叉口信號燈控制區(qū)域的四種不同情況確定。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的城市交通流暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，所述四種不同情況及其相應的車輛延誤時間確定如下情況1:車輛進入信號燈控制區(qū)域時，受控信號顯示綠燈；當車輛到達停止線時，信號燈依然顯示綠燈，車輛正常通過交叉口；此時車輛沒有滯留時間和損失時間，所述車輛的延誤時間為0;情況2:車輛進入信號燈控制區(qū)域時，受控信號顯示綠燈；當車輛到達停止線時，信號燈顯示紅燈，此時車輛無法正常通過交叉口；此時進入下一周期，滯留時間為此方向的紅燈時間；當信號燈顯示綠燈時，車輛起動，車輛有起動損失時間；此時所述車輛的延誤時間為損失時間和滯留時間之和；情況3:車輛進入信號燈控制區(qū)域時，受控信號顯示紅燈；當車輛到達停止線時，信號燈顯示綠燈，這時車輛正常通過，此時車輛的延誤時間為前面車輛啟動所引起的延誤時間；情況4:車輛進入信號燈控制區(qū)域時，受控信號顯示紅燈；當車輛到達停止線時，信號燈依然顯示紅燈，車輛將無法正常通過交叉口；滯留時間為綠燈開始時刻與車輛到達時刻之差，當信號燈指示綠燈時，車輛起動，車輛有起動損失時間；所述車輛的延誤時間為損失時間和滯留時間之和。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項權(quán)利要求所述的城市交通流暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，所述十字交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合是指，通過對各相位車輛的平均延誤時間進行求取加權(quán)期望值，對所述十字交叉口暢通性指標進行數(shù)據(jù)融合；從而監(jiān)控和優(yōu)化城市交通流控制。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市交通流暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，所述干線多交叉口暢通性指標由干線旅行時間和干線理想旅行時間確定，所述干線旅行時間指從車輛進入干線開始，中間經(jīng)過干線所有交叉口到駛離干線所花費的時間，其通過對該干線路段平均行駛時間和十字交叉口暢通性指標確定；所述干線理想旅行時間由該干線的路段長度和自由行駛速度確定。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市交通流暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，所述干線多交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合是指，在干線多交叉口中，暢通性指標由車輛通過該干線各交叉口平均旅行時間延誤來體現(xiàn)，該干線各交叉口平均旅行時間延誤由兩部分組成，一是指干線行使時間與干線理想行使時間之差的數(shù)學期望；二是車輛在各交叉口的平均延誤時間。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市交通流暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，該干線多交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合步驟包括步驟l:干線行使時間的估計所述干線行使時間是指從車輛進入干線開始，中間經(jīng)過干線所有交叉口到駛離干線所花費的時間，設其值為t^;步驟2理想的行駛時間的估算理想的行使時間是指車輛按自由行駛速度通過干線所花費的行駛時間；自由行駛的速度根據(jù)歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計規(guī)律和干線的基礎設施環(huán)境決定，表達式如下,理二l丄式中，tg表示理想的行使時間山表示交叉口i與i+l之間的距離；Vi表示車輛自由行駛通過交叉口i與i+l之間路段的平均速度；i表示某個交叉口；n表示干線交叉口的總數(shù)；步驟3干線多交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合車輛在各交叉口的平均延誤時間用十字交叉口的暢通性指標來表示，所以干線交叉口的暢通性指標的數(shù)據(jù)融合計算公式如下^一1/'=1V,z=l式中，Cf表示某干線的暢通性指標；ta表示車輛通過干線的理想行使時間；t^表示車輛通過干線的實際行使時間；dj表示車輛在各交叉口的延誤時間總和；0^表示交叉口i的暢通性指標，該指標反映的是交叉口的車輛平均延誤時間；n表示干線的交叉口總數(shù)；i表示某交叉口；tffi表示車輛在交叉口i與i+l之間路段的平均行駛時間山表示交叉口i與i+l之間的距離W表示車輛自由行駛通過交叉口i與i+l之間路段的平均速度。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的城市交通流暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，所述干線行使時間t^由以下融合步驟得到(1)標定虛擬傳感器交通狀態(tài)獲取系統(tǒng)中，傳感器安置在交叉口i的出口道最前端和交叉口i+l的停止線處；設定傳感器節(jié)點i為交叉口i出口道安置的傳感器，傳感器節(jié)點i+l為交叉口i+l停止線處安置的傳感器；節(jié)點i與i+l之間的距離為di，平均行駛時間為t^，定義傳感器節(jié)點i與傳感器節(jié)點i+l之間的虛擬傳感器為mi=[di/100]個，分別標記為(i，l)、(i，2)...(i，mi);(2)獲取虛擬傳感器的速度定義傳感器節(jié)點i與虛擬傳感器節(jié)點(i，l)之間的平均行駛時間為At^平均速度為AVil;虛擬傳感器節(jié)點(i，(k-l))與虛擬傳感器節(jié)點(i，k)之間的平均行程時間為Atik，平均速度為AVik(k=2，3...m);虛擬傳感器節(jié)點(i，m)與傳感器節(jié)點i+l之間的平均行程時間為A"m,+1)，平均速度為+d，則傳感器節(jié)點i與傳感器節(jié)點i+l之間的平均m一l行程時間為&=1;"";設定相鄰節(jié)點(包括實際傳感器節(jié)點與虛擬傳感器節(jié)點)之間距離△v,7力△其中，傳感器節(jié)點i(i=1，2...n)的速度可以直接獲取，虛擬傳感器節(jié)點i，k的速度主要由傳感器節(jié)點i的歷史數(shù)據(jù)獲得；設傳感器采集數(shù)據(jù)的時間間隔為At，傳感器i現(xiàn)在的時刻記為tiw，虛擬傳感器節(jié)點(i，k)的速度為va(,卜2;xv(^—,的，其中Wkj為權(quán)戶i重系數(shù)，k=1，2...mi，則"2,*2(k=2,3…mi)，(—一2從而得到交通狀態(tài)參數(shù)的空間分布；(3)得出干線行駛時間若該區(qū)段上共有n個傳感器節(jié)點，編號分別為1，2...!!，該區(qū)段長度為^=|>'則行駛時間為,使=|>10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市交通流暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，所述路網(wǎng)多干線多交叉口暢通性指標由路網(wǎng)區(qū)域中各條干線的暢通性指標所計算的平均旅行時間延誤來確定；而路網(wǎng)多干線多交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合則由路網(wǎng)區(qū)域中各個干線的車輛平均旅行時間延誤加權(quán)期望值來實現(xiàn)。全文摘要本發(fā)明提供一種城市交通流暢通性指標的數(shù)據(jù)融合方法，該方法包括(1)十字交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合，其由各個方向的車輛平均延誤的加權(quán)期望值來體現(xiàn)；(2)干線多交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合，其由車輛通過該干線各交叉口平均旅行時間延誤來體現(xiàn)；(3)路網(wǎng)多干線多交叉口暢通性指標的數(shù)據(jù)融合，其由路網(wǎng)區(qū)域中各個干線的平均旅行時間延誤加權(quán)期望值來體現(xiàn)。本發(fā)明方法基于城市交通的交通狀態(tài)獲取技術(shù)，通過獲取交通參數(shù)進行城市交通流暢通性指標的數(shù)據(jù)融合，從而實現(xiàn)面向交通多目標的優(yōu)化控制。本發(fā)明方法具有普適性、全面性和靈活性。文檔編號G08G1/00GK101702262SQ20091021119公開日2010年5月5日申請日期2009年11月6日優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日發(fā)明者史元超,徐東偉,李海艦,秦勇,董宏輝,賈利民,賈睿妍,鄧文申請人:北京交通大學