实现城市干线道路交通协调优化控制的评价处理系统、方法、装置、处理器及其存储介质与流程

本发明涉及城市交通智能控制
技术领域：
，尤其涉及城市智能交通的道路智能信号控制
技术领域：
，具体是指一种基于过车数据及视频数据实现针对城市干线道路交通协调优化控制的评价处理系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
背景技术：
：随着大数据技术的快速发展，智能交通领域越来越离不开大数据的支持和完善。与此同时，以干线作为研究对象的城市道路交通信号协调控制也逐渐成为交通管理与控制的重要手段。而合理的城市干线协调控制运行效果评价对指导干线交通拥堵治理至关重要，是实现干线协调优化良性循环中必不可少的一步。目前，在现有技术中的干线协调控制评价方法中，比较能准确反应实际道路情况的有浮动车法。相较于传统方法，该方法能反应道路的实际情况，但对浮动车样本要求比较高，且无法覆盖全天候、全时段、全路段，在未能接入浮动车数据的地区，必须考虑更可靠的评价方法。随着新基建的持续升温，全国各地交管部门也在加紧建设智能前端设备，这为本研究打下基础。针对现有城市干线协调控制的评价方法，即采用浮动车法的不足，研究基于大数据技术的干线协调控制的智能化评价方法，以期能高效、实时地反映干线交通状态及交叉口协调控制情况。技术实现要素：本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种科学、快速且高效的基于过车数据及视频数据实现针对城市干线道路交通协调优化控制的评价处理系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。为了实现上述目的，本发明的基于过车数据及视频数据实现针对城市干线道路交通协调优化控制的评价处理系统如下：该基于过车数据及视频数据实现针对城市干线道路交通协调优化控制的评价处理系统，其主要特点是，所述的系统包括：数据处理模块，用于获取过车数据并进行相应的数据清洗，整理成归集数据集；行程时间计算模块，与所述的数据处理模块相连接，用于根据获取的数据集确定车辆行程时间范围，即车辆经过干线各个路口的最早时间、最迟时间，计算出最短行程时间，最长行程时间待定；干线协调评价指标计算模块，与所述的行程时间计算模块相连接，用于计算车辆在经过干线各个路口时的四维评价指标的参数；总体评价模块，与所述的干线协调评价指标计算模块相连接，用于根据所述的干线协调评价指标计算模块计算出的四维评价指标结合系统预设的评价指标阈值进行比较，以获取干线协调控制交叉口的信号控制评价结果。该基于过车数据及视频数据实现针对城市干线道路交通协调优化控制的评价处理方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：(1)根据路口过车记录，按照车牌号初步处理获取过车车辆的过车数据，并对获取的数据进行数据清洗，整理成归集数据集；(2)根据所述的数据集获取所述的过车车辆在经过干线各个路口的行程时间，确定各时段每辆车的实际速度；(3)根据车辆在干线实际行驶过程中的行驶状态，计算所述车辆的四维评价指标，以获取各车辆的干线信号控制协调优化评价指标；(4)根据所述的四维评价指标，将其与系统预设的评价指标阈值范围进行比较，根据比较结果得到干线协调控制交叉口的信号控制评价结果。较佳地，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：(1.1)根据路口过车记录，按照车牌号初步处理读取过车车辆的过车数据；(1.2)去除过车数据中车辆号牌为无效值，空值，重复值的记录；(1.3)生成完整且有效的过车数据的数据集。较佳地，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：(2.1)根据车辆经过干线各个路口的驶入时间和驶出时间确定车辆的行程时间范围；(2.2)定义自由流车速，输入路口间距，计算最短行程时间，最长行程时间待定；(2.3)通过合并干线预设时间段内的车辆行驶数据的驶入时间表和驶出时间表，生成车辆行程时间表，计算出所述车辆的行程时间；(2.4)去除所述的行程时间表中不在行程时间范围内的数据；(2.5)通过输入各路口在预设时间段内的不同时段中的起止时间及预设时段内的周期区间时间，将所述的行程时间表分裂为不同时段对应的表；(2.6)根据生成的车辆在预设时间段内的不同时段的行程时间表确定各时段每辆车的实际速度。较佳地，所述的步骤(2.6)中所述的确定车辆的实际速度，具体为：根据以下公式计算并得到车辆的实际速度：实际速度＝行程时间/路口间距。较佳地，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：(3.1)计算车辆在预设时间段内剔除异常值后的平均车速；(3.2)基于所述的数据集，获取绿波带上所有交叉口在预设时间段各周期的交通信号灯为绿灯时的起止时间，以及在协调方向绿灯放行期间，各交叉口通过的车辆数及车辆类型，计算出在干线范围内有车辆通过的带宽长度，以获取干线带宽利用率；(3.3)获取并计算干线所有交叉口连续10个周期以上单位绿灯时间协调方向的进口车道交通流量平均值，计算出各交叉口的单位绿灯时间协调方向进口车道通过量，以评估干线协调方向全线的绿灯的放行效率；(3.4)计算车辆在干线范围内实际行驶的总时间与完全排除干扰后以平均速度通过干线调查路段的自由行驶时间之差，以获取车辆在行驶过程中所花费的时间延误。较佳地，所述的步骤(3.2)中所述的获取干线带宽利用率，具体为：根据以下公式计算并得到干线带宽利用率：其中，ut为干线的带宽利用率，单位为％；ttotal为带宽长度，单位为s；tu为有车辆通过的带宽长度，单位为s。较佳地，所述的步骤(3.3)中所述的计算单位绿灯时间协调方向进口车道通过量，具体为：根据以下公式计算并得到单位绿灯时间协调方向进口车道通过量：其中，qae为协调方向单位绿灯时间平均通过量，单位为pcu/s；qae,i为第i个交叉口单位绿灯时间协调方向进口车道通过量，单位为pcu/s；n为协调方向交叉口个数。较佳地，所述的步骤(3.4)中所述的获取车辆在行驶过程中所花费的时间延误，具体为：根据以下公式计算并得到车辆在行驶过程中所花费的时间延误：其中，为第i辆车的行程时间延误；ti为第i辆车通过此路段的实际耗费时间；为第i辆车通过此路段的自由流行驶时间。较佳地，所述的实际耗费时间为所述的步骤(2)中基于过车数据碰撞得出的行程时间，所述的自由流行驶时间则采用当前路段在低峰时段的行驶时间。较佳地，所述的步骤(4)中还包括以下步骤：(4.1)将获取的所述的信号控制评价结果根据干线协调控制交叉口的各个维度指标的不同数值进行分类处理。该基于过车数据及视频数据实现针对城市干线道路交通协调优化控制的评价处理的装置，其主要特点是，所述的装置包括：处理器，被配置成执行计算机可执行指令；存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被所述处理器执行时，以实现上述处理方法的步骤。该基于过车数据及视频数据实现针对城市干线道路交通协调优化控制的评价处理的处理器，其主要特点是，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，以实现上述处理方法的步骤。该计算机可读存储介质，其主要特点是，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述处理方法的各个步骤。采用了本发明的基于过车数据及视频数据实现针对城市干线道路交通协调优化控制的评价处理系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，基于交叉口车辆的原始过车数据，快速而高效的计算出车辆的行程时间，并从平均车速、干线带宽利用率、协调方向单位绿灯时间进口车道平均通过量、时间延误这四个方面综合评价干线道路协调交通协调控制的优化效果，能够全面、直观地展示评价结果，为路口信号控制的优化评价提供新角度，从而更加科学地缓解城市交通拥堵问题。附图说明图1为本发明的基于过车数据及视频数据实现针对城市干线道路交通协调优化控制的评价处理系统的框架模块示意图。图2为本发明的基于过车数据及视频数据实现针对城市干线道路交通协调优化控制的评价处理方法的流程图。图3为本发明的在实际应用中的各路段的实际协调带速示意图。图4为本发明的在一具体实施例中的预设时段内的过车平均行程时间流量占比示意图。具体实施方式为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。在详细说明根据本发明的实施例前，应该注意到的是，在下文中，术语“包括”、“包含”或任何其他变体旨在涵盖非排他性的包含，由此使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包含这些要素，而且还包含没有明确列出的其他要素，或者为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。请参阅图1所示，作为本发明的优选实施方式，该基于过车数据及视频数据实现针对城市干线道路交通协调优化控制的评价处理系统，其中，所述的系统包括：数据处理模块，用于获取过车数据并进行相应的数据清洗，整理成归集数据集；行程时间计算模块，与所述的数据处理模块相连接，用于根据获取的数据集确定车辆行程时间范围，即车辆经过干线各个路口的最早时间、最迟时间，计算出最短行程时间，最长行程时间待定；干线协调评价指标计算模块，与所述的行程时间计算模块相连接，用于计算车辆在经过干线各个路口时的四维评价指标的参数；总体评价模块，与所述的干线协调评价指标计算模块相连接，用于根据所述的干线协调评价指标计算模块计算出的四维评价指标结合系统预设的评价指标阈值进行比较，以获取干线协调控制交叉口的信号控制评价结果。请参阅图1所示，作为本发明的优选实施方式，该基于过车数据及视频数据实现针对城市干线道路交通协调优化控制的评价处理方法，其中，所述的方法包括以下步骤：(1)根据路口过车记录，按照车牌号初步处理获取过车车辆的过车数据，并对获取的数据进行数据清洗，整理成归集数据集；(2)根据所述的数据集获取所述的过车车辆在经过干线各个路口的行程时间，确定各时段每辆车的实际速度；(3)根据车辆在干线实际行驶过程中的行驶状态，计算所述车辆的四维评价指标，以获取各车辆的干线信号控制协调优化评价指标；(4)根据所述的四维评价指标，将其与系统预设的评价指标阈值范围进行比较，根据比较结果得到干线协调控制交叉口的信号控制评价结果。作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：(1.1)根据路口过车记录，按照车牌号初步处理读取过车车辆的过车数据；(1.2)去除过车数据中车辆号牌为无效值，空值，重复值的记录；(1.3)生成完整且有效的过车数据的数据集。作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：(2.1)根据车辆经过干线各个路口的驶入时间和驶出时间确定车辆的行程时间范围；(2.2)定义自由流车速，输入路口间距，计算最短行程时间，最长行程时间待定；(2.3)通过合并干线预设时间段内的车辆行驶数据的驶入时间表和驶出时间表，生成车辆行程时间表，计算出所述车辆的行程时间；(2.4)去除所述的行程时间表中不在行程时间范围内的数据；(2.5)通过输入各路口在预设时间段内的不同时段中的起止时间及预设时段内的周期区间时间，将所述的行程时间表分裂为不同时段对应的表；(2.6)根据生成的车辆在预设时间段内的不同时段的行程时间表确定各时段每辆车的实际速度。作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(2.6)中所述的确定车辆的实际速度，具体为：根据以下公式计算并得到车辆的实际速度：实际速度＝行程时间/路口间距。作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：(3.1)计算车辆在预设时间段内剔除异常值后的平均车速；(3.2)基于所述的数据集，获取绿波带上所有交叉口在预设时间段各周期的交通信号灯为绿灯时的起止时间，以及在协调方向绿灯放行期间，各交叉口通过的车辆数及车辆类型，计算出在干线范围内有车辆通过的带宽长度，以获取干线带宽利用率；(3.3)获取并计算干线所有交叉口连续10个周期以上单位绿灯时间协调方向的进口车道交通流量平均值，计算出各交叉口的单位绿灯时间协调方向进口车道通过量，以评估干线协调方向全线的绿灯的放行效率；(3.4)计算车辆在干线范围内实际行驶的总时间与完全排除干扰后以平均速度通过干线调查路段的自由行驶时间之差，以获取车辆在行驶过程中所花费的时间延误。作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(3.2)中所述的获取干线带宽利用率，具体为：根据以下公式计算并得到干线带宽利用率：其中，ut为干线的带宽利用率，单位为％；ttotal为带宽长度，单位为s；tu为有车辆通过的带宽长度，单位为s。作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(3.3)中所述的计算单位绿灯时间协调方向进口车道通过量，具体为：根据以下公式计算并得到单位绿灯时间协调方向进口车道通过量：其中，qae为协调方向单位绿灯时间平均通过量，单位为pcu/s；qae,i为第i个交叉口单位绿灯时间协调方向进口车道通过量，单位为pcu/s；n为协调方向交叉口个数。作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(3.4)中所述的获取车辆在行驶过程中所花费的时间延误，具体为：根据以下公式计算并得到车辆在行驶过程中所花费的时间延误：其中，为第i辆车的行程时间延误；ti为第i辆车通过此路段的实际耗费时间；为第i辆车通过此路段的自由流行驶时间。作为本发明的优选实施方式，所述的实际耗费时间为所述的步骤(2)中基于过车数据碰撞得出的行程时间，所述的自由流行驶时间则采用当前路段在低峰时段的行驶时间。作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(4)中还包括以下步骤：(4.1)将获取的所述的信号控制评价结果根据干线协调控制交叉口的各个维度指标的不同数值进行分类处理。该基于过车数据及视频数据实现针对城市干线道路交通协调优化控制的评价处理的装置，其中，所述的装置包括：处理器，被配置成执行计算机可执行指令；存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被所述处理器执行时，用以实现上述处理方法的各个步骤。该基于过车数据及视频数据实现针对城市干线道路交通协调优化控制的评价处理的处理器，其中，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，用以实现上述处理方法的各个步骤。该计算机可读存储介质，其中，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述处理方法的各个步骤。请参阅图3所示，在本发明的一具体实施方式中，应用了本发明的基于过车数据及视频数据实现针对城市干线道路交通协调优化控制的评价处理系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，在实际各监测路段的主干线上所获取的实际协调带速如图中所示，并且，在图中所示的两个路口之间还有一个路口，故碰撞效果受交叉口信号灯的影响。作为本发明的一具体实施方式，本技术方案在基于车牌碰撞技术的获取相关车辆在监测路段的最早进入时间和最迟驶出时间数据，计算车辆的行程时间如下表1所示：表1基于车牌碰撞技术的计算过程车辆号牌最早时间最迟时间行程时间(秒)jj845q7:55:577:55:552esm2287:40:447:34:00404p652077:50:497:44:00409a5s4587:50:507:44:00410a37k107:40:517:34:00411j4l7587:58:527:52:00412ber8557:36:527:30:00412b22h207:50:547:44:00414p7095s7:19:567:13:00416a8e1007:50:567:44:00416fz71937:54:577:48:00417jzl2067:40:577:34:00417k831967:15:587:09:00418q228u57:15:597:09:00419au7w507:54:597:48:00419dfk6977:51:007:44:00420a558x77:58:017:51:00421a9v0187:16:027:09:00422c1237u7:20:027:13:00422ga66237:41:027:34:00422dyq3987:33:037:26:00423e871807:16:047:09:00424h666917:20:047:13:00424h630177:20:047:13:00424jwj5337:58:047:51:00424nsf2997:55:047:48:00424b889p17:55:057:48:00425b21n967:51:057:44:00425fl69797:16:067:09:00426a19u657:20:067:13:00426h278527:30:067:23:00426从表1可以看出，根据数据处理模块获取整理的数据集可以完整且准确的计算出相关车辆在某一个监测路段的行程时间。请参阅图4所示，在本发明的一具体实施方式中，在不同行程时间区间范围内可以明显的看出大部分车辆通过该路段所需的行程时间，后续可便于道路交通管理部门针对各路段的实际车辆行程时间对干线协调评价进行参考。作为本发明的一具体实施方式，请参阅如下表2～表5所示，为本技术方案在实际应用中获取的在选取的周期区间时间内的各时段内过车所需的行程时间及对应路段的行驶速度：表2预设时段内过车行程时间参考表(正向)表3预设时段内过车行驶速度参考表(正向)表4预设时段内过车行程时间参考表(反向)表5预设时段内过车行驶速度参考表(反向)从上述表2～表5获取的实际行程时间及速度结果样本可以看出，在选取的每一个预设的时段内，系统都能够精准的获取实时的过车数据，基于车牌碰撞技术，为城市道路交通管理部分针对路口信号控制的优化评价提供了新角度。可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属
技术领域：
的技术人员所理解。应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行装置执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。本
技术领域：
的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成的，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体实施方式”、或“优选实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。采用了本发明的基于过车数据及视频数据实现针对城市干线道路交通协调优化控制的评价处理系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，基于交叉口车辆的原始过车数据，快速而高效的计算出车辆的行程时间，并从平均车速、干线带宽利用率、协调方向单位绿灯时间进口车道平均通过量、时间延误这四个方面综合评价干线道路协调交通协调控制的优化效果，能够全面、直观地展示评价结果，为路口信号控制的优化评价提供新角度，从而更加科学地缓解城市交通拥堵问题。在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。当前第1页12