基于浮动车数据的交叉口延误估算方法与流程

本发明涉及交通控制技术领域，特别涉及一种基于浮动车数据的交叉口延误估算方法。

背景技术：

在城市交通中，交叉口为道路交通的咽喉，车辆在通过交叉口时，由于受红灯的影响，车辆行程时间的30％为交叉口延误时间，因此，延误是评价交叉口运行状态优劣的重要指标。现有的交叉口延误的计算方式主要包括现场试验方式和公式计算方式，但是采用现场实验方式费时费力，采用公式计算方式需要得到交叉口信号灯的参数，这两种方式由于受到诸多条件的限制而难以实施。因此，目前对交叉口延误估算的方法一般采用基于浮动车(FCD)的交叉口延误算法，这种方法是从静态的角度对交叉口的范围进行划分，然后依据车辆实时的地理坐标、校准时间、形式速度来对车辆在交叉口进口道的延误进行计算。但是这种方法存在明显的缺陷：一是，需要事先对交叉口的范围进行划分，如果范围划分的不准确，则影响交叉口延误计算的准确性。二是，这种方法仅能计算车辆在交叉口进口道德延误，而没有考虑车辆交叉口内部和在交叉口出道口的延误，使得交叉口延误的计算不全面。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于浮动车数据的交叉口延误估算方法，以解决现有交叉口延误的计算不准确、不全面的问题。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：提供一种基于浮动车数据的交叉口延误估算方法，包括如下步骤：

将浮动车实时上传的GPS数据与交叉口地图进行匹配，得到车辆在交叉口关联路段上的GPS数据；

根据车辆在交叉口关联路段上的GPS数据，判断车辆在进口道开始减速的位置并记录到达开始减速位置处的时刻为T_s、判断车辆在出口道加速至畅行速度的位置并记录到达畅行速度位置处的时刻为T_e；

根据车辆在交叉口关联路段上的GPS数据、车辆在进口道开始减速的位置以及车辆在出口道加速至畅行速度的位置，得到车辆在进口道开始减速的位置与车辆在出口道加速至畅行速度的位置之间的距离l；

计算车辆以畅行速度v_畅行驶距离l所用的时间，其中，畅行速度v_畅通过车辆在交叉口关联路段上的GPS数据得到；

根据所述的时刻T_s、时刻T_e以及时间计算车辆在交叉口的延误。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本发明通过计算车辆在进口道开始减速位置与车辆在出口道加速至畅行速度位置之间的距离以及行驶该距离的时间，并结合车辆以畅行速度通过该距离的时间，来得到车辆在交叉口的延误。即考虑了车辆在进口道、交叉口内部以及出口道的延误，使得交叉口延误的计算更加全面准确，同时，本方案不需要事先对交叉口的范围进行界定，避免了交叉口范围界定不准确对交叉口延误计算结果的影响。

附图说明

图1是本发明一实施例中基于浮动车数据的交叉口延误估算方法的流程示意图；

图2是本发明一实施例中步骤S2的细分步骤的流程示意图；

图3是本发明一实施例中基于浮动车数据的交叉口延误估算方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图3，对本发明做进一步详细叙述。

如图1所示，本实施例提供了一种基于浮动车数据的交叉口延误估算方法，该方法包括如下步骤S1至S5：

S1、将浮动车实时上传的GPS数据与交叉口地图进行匹配，得到车辆在交叉口关联路段上的GPS数据；

具体地，首先将浮动车实时上传的GPS数据点位匹配到路网的弧段上，然后将匹配后的GPS数据点位与相对应的弧段与交叉口相关联，得到车辆在交叉口关联路段上的GPS数据。

S2、根据车辆在交叉口关联路段上的GPS数据，判断车辆在进口道开始减速的位置并记录到达开始减速位置处的时刻为T_s、判断车辆在出口道加速至畅行速度的位置并记录到达畅行速度位置处的时刻为T_e；

S3、根据车辆在交叉口关联路段上的GPS数据、车辆在进口道开始减速的位置以及车辆在出口道加速至畅行速度的位置，得到车辆在进口道开始减速的位置与车辆在出口道加速至畅行速度的位置之间的距离l；

S4、计算车辆以畅行速度v_畅行驶距离l所用的时间，其中，畅行速度v_畅通过车辆在交叉口关联路段上的GPS数据得到；

具体地，交叉口车辆畅行的速度取决于交叉口所关联道路的设计速度。

S5、根据所述的时刻T_s、时刻T_e以及时间计算车辆在交叉口的延误。

具体地，如图2所示，上述实施例中的步骤S2具体包括：

S21、根据车辆在交叉口关联路段上的GPS数据，计算前后相邻GPS点D_i和D_i-1之间的距离L_i，i-1以及车辆通过距离L_i，i-1所用的时间T_i，i-1；

S22、计算车辆在时间T_i，i-1以畅行速度v_畅行驶的距离L_畅(i，i-1)；

S23、将前后相邻GPS点D_i和D_i-1之间的距离L_i，i-1与车辆在时间T_i，i-1以畅行速度v_畅行驶的距离L_畅(i，i-1)的比值η_i，i-1作为D_i和D_i-1之间的比例因子；

S24、在交叉口的进口道，如果前后相邻的GPS点之间比例因子小于1的个数有至少两个，则确定比例因子小于1的多个前后相邻的GPS点中车辆最先经过的GPS点为车辆在进口道开始减速的位置；

S25、在交叉口的出口道，如果前后相邻的GPS点之间比例因子不变1的个数有至少两个，则确定比例因子不变的多个前后相邻的GPS点中车辆最后经过的GPS点为车辆在出口道加速至畅行速度的位置。

下面以判断前后相邻的GPS点之间比例因子小于1的个数为3个为例，对本实施例公开的技术方案进行说明：

如图3所示，判断车辆交叉口进口道开始减速位置的过程如下：

(1)判断比例因子η_i，i-1的值是否小于1；

(2)如果判断结果为是，则执行N＝N+1，N的初始值N₀为0；

(3)判断N的取值是否大于3；

(4)如果大于，则判断车辆开始减速的位置为GPS点D_i；

(5)如果步骤(1)中的判断结果为否，则删除GPS点D_i后执行步骤(6)

(6)执行i＝i-1。

判断车辆在交叉口出口道加速至畅行速度位置的过程如下：

(1)判断比例因子η_i，i-1的值是否等于1；

(2)如果判断结果为是，则执行N＝N+1，N的初始值N₀为0；

(3)判断N的取值是否大于3；

(4)如果大于，则判断车辆加速至畅行速度的位置为GPS点D_i；

(5)如果步骤(1)中的判断结果为否，则删除GPS点D_i后执行步骤(6)

(6)执行i＝i+1。

优选地，本实施例中将车辆在进口道时连续三个比例因子均小于1作为判断车辆开始减速的依据，将车辆在出口道时连续三个比例因子均布发生变化作为判断车辆已经加速至畅行速度的依据。比如，在进口道时判断η_i，i-1、η_i-1,i-2、η_i-2,i-3的值均小于1，则将η_i，i-1对应的D_i所在位置确定为车辆开始减速的位置。在出口道时判断η_i-2,i-3、η_i-1,i-2、η_i，i-1均不发生变化，则将η_i-2,i-3对应的D_i-3所在的位置确定为车辆加速至畅行速度的位置。