基于交通場面雷達(dá)的交通事件的持續(xù)時(shí)間計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于城市快速路交通管理技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于交通場面雷達(dá)的交 通事件的持續(xù)時(shí)間計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 快速路在城市道理系統(tǒng)中承擔(dān)著將近50%的交通負(fù)擔(dān)，具有速度快、封閉式、交通 波傳播路徑單一的特點(diǎn)，因此快速路上一旦發(fā)生交通事件，將會(huì)導(dǎo)致某一段快速路甚至整 條快速路進(jìn)入擁堵?lián)砗蹱顟B(tài)，進(jìn)而使得整個(gè)城市交通處于擁痕狀態(tài)。由于快速路是封閉式 的，當(dāng)交通事件發(fā)生后，會(huì)產(chǎn)生集結(jié)波向上游路段蔓延，使得車輛排隊(duì)不斷延伸，波及上游 的其他入口應(yīng)道，嚴(yán)重會(huì)影響相關(guān)道路交通狀態(tài)，從而使得城市道路擁堵加劇。
[0003] 城市道路的交通信息采集是城市動(dòng)態(tài)交通管理的基礎(chǔ)。目前，常用的檢測設(shè)備有 視頻檢測、微波檢測、線圈檢測、地磁檢測，但是在實(shí)際應(yīng)用該些檢測手段都存在各式各樣 的弊端。如視頻檢測受光線的干擾較大、微波檢測響應(yīng)時(shí)間較長、線圈檢測會(huì)破壞路面、地 磁檢測受無線通信的影響經(jīng)常數(shù)據(jù)丟失等。此外的，對于當(dāng)前的城市交通的發(fā)展方向而言， 單純?nèi)缟鲜龅呐袛嗟缆肥欠裉幱趽矶聽顟B(tài)也已經(jīng)不能滿足交通管理的需求，更需求的是能 夠解決當(dāng)前的道路擁堵問題。該就需要能有一套便捷高效的道路擁堵時(shí)間判定系統(tǒng)，能夠 使得在交通事件發(fā)生時(shí)，能夠迅速獲知當(dāng)前交通事件已經(jīng)甚至還需持續(xù)多長時(shí)間，W便于 交通管理者合理界定當(dāng)前擁堵道路的交通分流位置，從而達(dá)到避免發(fā)生二次事故和擁堵， 減少事故的影響和行車延誤的目的，W提高交通管理者事件處置的決策水平和智能化水 平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種更為高效快捷的基于交通場 面雷達(dá)的交通事件的持續(xù)時(shí)間計(jì)算方法，其能夠使得在交通事件發(fā)生時(shí)，能夠迅速獲知當(dāng) 前交通事件持續(xù)時(shí)間，W便于交通管理者合理界定當(dāng)前擁堵道路的交通分流位置，從而達(dá) 到避免發(fā)生二次事故和擁堵，減少事故的影響和行車延誤的目的，W提高交通管理者事件 處置的決策水平和智能化水平。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了W下技術(shù)方案：
[0006] 一種基于交通場面雷達(dá)的交通事件的持續(xù)時(shí)間計(jì)算方法，包括W下步驟：
[0007] 1)在快速路待測區(qū)域安裝交通場面雷達(dá)，并調(diào)試及設(shè)定檢測范圍；
[000引 2)在快速路待測區(qū)域上W連續(xù)均等的時(shí)間間隔來劃分區(qū)間，利用該交通場面雷達(dá) 采集快速路待測區(qū)域內(nèi)所有移動(dòng)車輛在連續(xù)的各個(gè)區(qū)間內(nèi)的分方向速度數(shù)據(jù)，該分方向速 度數(shù)據(jù)包括單個(gè)移動(dòng)車輛沿平行車道方向的行駛速度和垂直車道方向的行駛速度；
[0009] 3)計(jì)算該待測區(qū)域處一個(gè)區(qū)間內(nèi)單個(gè)移動(dòng)車輛的行駛速度，進(jìn)而獲得該區(qū)間內(nèi)所 有移動(dòng)車輛的平均行駛速度；
[0010] 4)根據(jù)上述區(qū)間內(nèi)所有移動(dòng)車輛的平均行駛速度，判斷該區(qū)間內(nèi)的車輛平均行駛 速度是否低于快速路車輛最低行駛速度闊值；如果是，則判斷該時(shí)間間隔所處區(qū)間內(nèi)發(fā)生 交通事件，轉(zhuǎn)向步驟5);如果不是，則重復(fù)步驟3);
[0011] 5)、根據(jù)交通事件發(fā)生時(shí)，該交通事件所處區(qū)間之后的各區(qū)間內(nèi)所有移動(dòng)車輛的 平均行駛速度，判斷其平均行駛速度是否高于快速路車輛正常行駛速度闊值；如果不是，貝U 持續(xù)該步驟；如果是，進(jìn)入步驟6);
[0012] 6)、計(jì)算該高于正常行駛速度闊值所處區(qū)間之前一個(gè)區(qū)間至最早發(fā)生交通事件所 處區(qū)間的時(shí)間間隔總和，獲得該交通事件的持續(xù)時(shí)間，并進(jìn)入步驟7);
[0013] 7)、W交通事件引起的車輛排隊(duì)長度、未發(fā)生交通事件時(shí)該交通事件所處區(qū)間的 平均行駛速度W及交通事件持續(xù)時(shí)間，獲得該交通事件所影響的快速路待測區(qū)域的長度， 確定交通事件的影響范圍。
[0014] 所述步驟。中，
[001引記tl時(shí)刻時(shí)編號(hào)為i檢測車輛的相對位置數(shù)據(jù)為化1,1，Yu, 1);
[0016] 記t2時(shí)刻時(shí)編號(hào)為i檢測車輛的相對位置數(shù)據(jù)為化2,1，Yt2,i);
[0017] 依次類推，并W每兩個(gè)相鄰時(shí)刻的間隔為50ms;
[0018] 且步驟3)中，計(jì)算由tl時(shí)刻和t2時(shí)刻的時(shí)間間隔所構(gòu)成的第一個(gè)區(qū)間內(nèi)單個(gè)移 動(dòng)車輛的行駛速度計(jì)算方法如下，之后各區(qū)間計(jì)算同理：
[0019]
[0020] 其中；是編號(hào)為i檢測車輛的tl時(shí)刻和t2時(shí)刻的間隔內(nèi)行駛速度，單位：km/ h；
[0021] 由tl時(shí)刻和t2時(shí)刻的時(shí)間間隔所構(gòu)成的第一個(gè)區(qū)間內(nèi)路段的平均行駛速度計(jì)算 公式如下，之后各區(qū)間計(jì)算同理：
[0022]
[0023]其中；
[0024] 是編號(hào)為i檢測車輛的tl時(shí)刻和t2時(shí)刻的間隔內(nèi)行駛速度；
[0025] n是檢測區(qū)域的tl時(shí)刻和t2時(shí)刻的間隔內(nèi)所有的檢測車輛總數(shù)。
[0026] 所述步驟4)中，所述快速路車輛最低行駛速度闊值為Vmi。，若VW<Vmi。，則判別該區(qū) 域發(fā)生交通事件。
[0027] 所述步驟5)中，所述的計(jì)算交通事件的持續(xù)時(shí)間包括W下步驟：
[002引 a)、依次計(jì)算交通事件發(fā)生后檢測區(qū)域后續(xù)時(shí)間間隔內(nèi)所有車輛的平均行駛速度 V3-2, . 11V(州
[0029]b)、依次判斷交通事件發(fā)生后檢測區(qū)域后續(xù)時(shí)間間隔內(nèi)平均行駛速度V3-2， V4氣...yu+ih'是否大于設(shè)定快速路車輛正常行駛速度闊值Vm;
[0030] C)、若vU4h〉Vm，則該交通事件的持續(xù)時(shí)間T計(jì)算公式為；
[0031] T= (j-l)*5(V(1000*3600)
[003引其中，T單位；h。
[0033] 本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于；本發(fā)明充分的利用了交通場面雷達(dá)響應(yīng)、精度高的特點(diǎn)， W其發(fā)出的寬波束來覆蓋所有車道，結(jié)合交通流基礎(chǔ)理論，在獲取交通事件影響范圍的基 礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)交通事件的持續(xù)時(shí)間界定。通過上述操作方式，交通管理者在交通事件發(fā)生時(shí)， 能夠迅速獲知當(dāng)前交通事件的持續(xù)時(shí)間，W快速而合理的界定當(dāng)前擁堵道路的交通分流位 置，從而達(dá)到避免發(fā)生二次事故和擁堵，減少事故的影響和行車延誤的目的，W提高交通管 理者事件處置的決策水平和智能化水平。
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發(fā)明的方法流程簡圖；
[0035] 圖2為交通場面雷達(dá)的坐標(biāo)系統(tǒng)建立示意圖；
[0036] 圖3為計(jì)算各區(qū)間處所有移動(dòng)車輛的平均行駛速度的時(shí)間軸劃分圖；
[0037] 圖4為交通事件下交通組織時(shí)的各作用點(diǎn)選擇位置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[003引為便于理解，此處結(jié)合圖1-4對本發(fā)明的具體實(shí)施過程作W下進(jìn)一步描述：
[0039] 該基于交通場面雷達(dá)的交通事件的持續(xù)時(shí)間計(jì)算方法，如圖1-2所示，其方法包 括下列步驟：
[0040]1)、在快速路待測區(qū)域安裝交通場面雷達(dá)，并調(diào)試及設(shè)定檢測范圍；
[0041]2)、利用交通場面雷達(dá)獲取檢測區(qū)域內(nèi)移動(dòng)車輛的分方向速度數(shù)據(jù)；
[0042]3)、計(jì)算檢測區(qū)域一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)單個(gè)移動(dòng)車輛的行駛速度；
[0043]4)、計(jì)算檢測區(qū)域一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)路段的平均行駛速度；
[0044]5)、采用闊值法判別交通事件；
[0045]6)、計(jì)算交通事件的持續(xù)時(shí)間。
[0046] 交通場面雷達(dá)是用寬波束來覆蓋所有車道，通過測距、測角、和獨(dú)有的多目標(biāo)跟蹤 技術(shù)來精確定位車輛，W實(shí)現(xiàn)目標(biāo)精確定位，誤差不超過0. 25米，精度高，響應(yīng)時(shí)間短，檢 測區(qū)域最大范圍為240米。
[0047] 檢測區(qū)域內(nèi)移動(dòng)車輛的分方向的速度數(shù)據(jù)，為了便于【具體實(shí)施方式】的描述，對參 數(shù)為如下標(biāo)記：
[0048]記tl時(shí)刻時(shí)編號(hào)為i檢測車輛的相對位置數(shù)據(jù)為化1,1，Yu, 1);
[0049] 記t2時(shí)刻時(shí)編號(hào)為i檢測車輛的相對位置數(shù)據(jù)為化2，。Yt2，i);
[0050] 依次類推，并W每兩個(gè)相鄰時(shí)刻的間隔為50ms。
[0051] 步驟3)中，計(jì)算由tl時(shí)刻和t2時(shí)刻的時(shí)間間隔所構(gòu)成的第一個(gè)區(qū)間內(nèi)單個(gè)移動(dòng) 車輛的行駛速度計(jì)算方法如下，之后各區(qū)間計(jì)算同理：
[0化2]
[005引其中；是編號(hào)為i檢測車輛的tl時(shí)刻和t2時(shí)刻的間隔內(nèi)行駛速度，單位：km/h；
[0054] 由tl時(shí)刻和t2時(shí)刻的時(shí)間間隔所構(gòu)成的第一個(gè)區(qū)間內(nèi)路段的平均行駛速度計(jì)算 公式如下，之后各區(qū)間計(jì)算同理：
[0 化 5]
[0056]其中；
[0057] 是編號(hào)為i檢測車輛的tl時(shí)刻和t2時(shí)刻的間隔內(nèi)行駛速度；
[005引 n是檢測區(qū)域的tl時(shí)刻和t2時(shí)刻的間隔內(nèi)所有的檢測車輛總數(shù)。
[0059] 作為供車輛高速行駛的快速路，此處WlOkm/h作為快車道的設(shè)定最低行駛速度 最為客觀，一旦vw<l〇km/h，則通過闊值法判別該區(qū)域發(fā)生交通事件。
[0060] 計(jì)算交通事件的持續(xù)時(shí)間包括W下步驟。
[0061] a、依次計(jì)算交通事件發(fā)生后檢測區(qū)域后續(xù)時(shí)間間隔內(nèi)平均行駛速度V3-2, yu+ih。如圖3所示，區(qū)間所示的X標(biāo)記處為交通事件發(fā)生處。
[0062]b、依次判斷交通事件發(fā)生后檢測區(qū)域后續(xù)時(shí)間間隔內(nèi)平均行駛速度V3-2, yUW-j'是否大于設(shè)定的正常速度值45km/h。
[0063] C、若vU+ih〉45km/h，則該交通事件的持續(xù)時(shí)間T(單位；小時(shí)）計(jì)算公式為；
[0064] T= (j-l)*5(V(1000*3600)
[00化]在上述路況處理前提下，即可進(jìn)行交通事件下影響范圍及交通組織工作。
[0066] 計(jì)算交通事件的影響范圍，由于快速路是封閉式的，在此用影響區(qū)域的長度L來 描述交通事件的影響范圍。公式如下：
[0067] L二Lg+V*T
[0068]其中；
[0069] 戸^未發(fā)生交通事件時(shí)該路段的平均行駛速度，該個(gè)是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，通過對交通場面 雷達(dá)檢測的速度的歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得到。
[0070]T;交通事件的持續(xù)時(shí)間。
[0071] L。;由于交通事件引起的排隊(duì)長度。該排隊(duì)長度數(shù)據(jù)交通場面雷達(dá)可直接檢測到 的，但是其檢測范圍只有240m，若超出該個(gè)范圍則需要通過下面公式計(jì)算。
[0072] L。排隊(duì)長度的計(jì)算公式：
[0073]
[0074] 其中，T是交通事件持續(xù)時(shí)間；Q是發(fā)生交通事件前路段多車道斷