本發(fā)明涉及一種基于過(guò)車時(shí)刻數(shù)據(jù)的信號(hào)方案識(shí)別方法，服務(wù)于城市交通控制與管理，屬于智能交通研究領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著停車線斷面檢測(cè)器、電子車牌、電子警察、RFID等設(shè)備的逐漸普及，大量有效數(shù)據(jù)如車輛通過(guò)交叉口停車斷面的時(shí)刻亟待利用。本方法通過(guò)停車線斷面的過(guò)車時(shí)刻數(shù)據(jù)計(jì)算交叉口運(yùn)行的信號(hào)方案，區(qū)分每一輛車通過(guò)時(shí)所在的信號(hào)周期，從而為以周期、相位為單位的路段、交叉口指標(biāo)計(jì)算提供基礎(chǔ)，進(jìn)而為以路網(wǎng)狀態(tài)為依據(jù)的城市交通管控提供依據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于過(guò)車時(shí)刻數(shù)據(jù)的信號(hào)方案識(shí)別方法。本發(fā)明基于停車線斷面過(guò)車時(shí)刻數(shù)據(jù)，結(jié)合城市道路車輛運(yùn)行特性識(shí)別交叉口信號(hào)方案。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的一種基于過(guò)車時(shí)刻數(shù)據(jù)的信號(hào)方案識(shí)別方法包括計(jì)算車輛之間的第一類距離、計(jì)算每輛車的跟車密度，計(jì)算車輛的第二類距離，選取特征點(diǎn)，識(shí)別信號(hào)方案三個(gè)步驟。

本發(fā)明的基本步驟如下：

c1、計(jì)算車輛之間的第一類距離，計(jì)算每輛車的跟車密度。

c2、計(jì)算車輛的第二類距離，選取特征點(diǎn)。

c3、識(shí)別信號(hào)方案。

步驟c1計(jì)算車輛之間的第一類距離，計(jì)算每輛車的跟車密度的過(guò)程包括：

c11、獲取交叉口j相位k的所有過(guò)車時(shí)刻數(shù)據(jù)，第i輛車的過(guò)車時(shí)刻為t_j,k,i。

c12、定義交叉口j相位k的過(guò)車時(shí)刻數(shù)據(jù)之間的第一類距離d_j,k,(i,p):

d_j,k,(i,p)＝|t_j,k,i-t_j,k,p|

式中，d_j,k,(i,p)——交叉口j相位k第i輛車與第p輛車的第一類距離；

t_j,k,i——交叉口j相位k第i輛車的過(guò)車時(shí)刻；

t_j,k,p——交叉口j相位k第p輛車的過(guò)車時(shí)刻；

c13、定義每輛車的跟車密度為包括該車在內(nèi)，連續(xù)以車頭時(shí)距小于H′＝10所通過(guò)的車輛數(shù)。計(jì)算交叉口j相位k的第i輛車的跟車密度ρ_j,k,i。其中第i輛車的車頭時(shí)距H_i為：

H_i＝t_j,k,i-t_j,k,i-1

式中，H_i——交叉口j相位k第i輛車的車頭時(shí)距；

t_j,k,i——交叉口j相位k第i輛車的過(guò)車時(shí)刻；

t_j,k,i-1——交叉口j相位k第i-1輛車的過(guò)車時(shí)刻；

步驟c2計(jì)算車輛的第二類距離，選取特征點(diǎn)的過(guò)程包括：

c21、定義交叉口j相位k的第i輛車的第二類距離C_j,k,i為距離跟車密度比自己高的車輛的最短距離：

式中，C_j,k,i——交叉口j相位k第i輛車的第二類距離；

d_j,k,(i,p)——交叉口j相位k第i輛車與第p輛車的第一類距離；

ρ_j,k,p——交叉口j相位k第i輛車的跟車密度；

ρ_j,k,i——交叉口j相位k第p輛車的跟車密度；

c22、計(jì)算距離閾值M：

M＝(M₁+M₂)/2

式中，M——選取特征值的第二類距離閾值；

M₁——選取車頭時(shí)距大于H″＝20的車輛，計(jì)算其對(duì)應(yīng)的第二類距離眾數(shù)M₁；

M₂——選取車頭時(shí)距小于H″＝20的車輛，計(jì)算其對(duì)應(yīng)的第二類距離眾數(shù)；

c23、選取第二類距離大于等于第二類距離閾值M的車輛過(guò)車時(shí)刻t_j,k,i作為特征點(diǎn)。

步驟c3識(shí)別信號(hào)方案的過(guò)程包括：

c31、以特征點(diǎn)作為等效綠燈啟亮?xí)r刻，計(jì)算相鄰特征點(diǎn)之間的時(shí)刻之差作為該周期的等效周期時(shí)長(zhǎng)；

c32、以特征點(diǎn)的前一個(gè)車輛過(guò)車時(shí)刻作為上一周期等效綠燈結(jié)束時(shí)刻；

c33、以等效綠燈結(jié)束時(shí)刻與啟亮?xí)r刻的差值作為等效綠燈時(shí)長(zhǎng)。而等效紅燈時(shí)長(zhǎng)為等效周期時(shí)長(zhǎng)與等效綠燈時(shí)長(zhǎng)的差值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是充分利用且只利用過(guò)車時(shí)刻數(shù)據(jù)，識(shí)別得到交叉口的信號(hào)方案，即等效周期、綠燈、紅燈，為城市交通管控中相關(guān)措施提供了參數(shù)基礎(chǔ)。而且該方法充分利用現(xiàn)有的過(guò)車時(shí)刻數(shù)據(jù)，不依賴于參數(shù)選取，且易于工程實(shí)現(xiàn)。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述，本發(fā)明的具體步驟如下。

步驟一計(jì)算車輛之間的第一類距離，計(jì)算每輛車的跟車密度的過(guò)程包括：

獲取交叉口j相位k的所有過(guò)車時(shí)刻數(shù)據(jù)，第i輛車的過(guò)車時(shí)刻為t_j,k,i。

定義交叉口j相位k的過(guò)車時(shí)刻數(shù)據(jù)之間的第一類距離d_j,k,(i,p):

d_j,k,(i,p)＝|t_j,k,i-t_j,k,p|

式中，d_j,k,(i,p)——交叉口j相位k第i輛車與第p輛車的第一類距離；

t_j,k,i——交叉口j相位k第i輛車的過(guò)車時(shí)刻；

t_j,k,p——交叉口j相位k第p輛車的過(guò)車時(shí)刻；

定義每輛車的跟車密度為包括該車在內(nèi)，連續(xù)以車頭時(shí)距小于H′＝10所通過(guò)的車輛數(shù)。計(jì)算交叉口j相位k的第i輛車的跟車密度ρ_j,k,i。其中第i輛車的車頭時(shí)距H_i為：

H_i＝t_j,k,i-t_j,k,i-1

式中，H_i——交叉口j相位k第i輛車的車頭時(shí)距；

t_j,k,i——交叉口j相位k第i輛車的過(guò)車時(shí)刻；

t_j,k,i-1——交叉口j相位k第i-1輛車的過(guò)車時(shí)刻；

步驟二計(jì)算車輛的第二類距離，選取特征點(diǎn)的過(guò)程包括：

定義交叉口j相位k的第i輛車的第二類距離C_j,k,i為距離跟車密度比自己高的車輛的最短距離：

式中，C_j,k,i——交叉口j相位k第i輛車的第二類距離；

d_j,k,(i,p)——交叉口j相位k第i輛車與第p輛車的第一類距離；

ρ_j,k,p——交叉口j相位k第i輛車的跟車密度；

ρ_k,k,i——交叉口j相位k第p輛車的跟車密度；

計(jì)算距離閾值M：

M＝(M₁+M₂)/2

式中，M——選取特征值的距離閾值；

M₁——選取車頭時(shí)距大于H″＝20的車輛，其對(duì)應(yīng)的第二類距離眾數(shù)M₁；

M₂——選取車頭時(shí)距小于H″＝20的車輛，其對(duì)應(yīng)的第二類距離眾數(shù)M₂；

選取距離大于等于距離閾值M的車輛過(guò)車時(shí)刻t_j,k,i做為特征點(diǎn)。

步驟三識(shí)別信號(hào)方案的過(guò)程包括：

以特征點(diǎn)作為等效綠燈啟亮?xí)r刻，計(jì)算相鄰特征點(diǎn)之間的時(shí)刻之差作為該周期的等效周期時(shí)長(zhǎng)；

以特征點(diǎn)的前一個(gè)車輛過(guò)車時(shí)刻作為上一周期等效綠燈結(jié)束時(shí)刻；

以等效綠燈結(jié)束時(shí)刻與啟亮?xí)r刻的差值作為等效綠燈時(shí)長(zhǎng)。而等效紅燈時(shí)長(zhǎng)為等效周期時(shí)長(zhǎng)與等效綠燈時(shí)長(zhǎng)的差值。