基于视频检测器的城市道路下游分方向交通状态判别方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于视频检测器的城市道路下游分方向交通状态判别方法，用于 城市交通控制与管理，属于智能交通研宄领域。
【背景技术】
[0002] 对道路交通状态进行科学合理的估计，可以为交通管理者和交通参与者提供动态 决策依据，诱导城市交通良性发展。
[0003]目前城市道路交通状态的判别主要以浮动车数据为依据。作为当前惟一能够支持 大规模应用浮动车数据采集源的出租车，本身也是一种营运车辆，在不同时段的载客率和 出车率差异很大，而且往往集中在公共活动集中的区域和重要客运通道上，这种行驶特性 会导致浮动车数据样本量不足和分布不均，进而影响相关交通参数的准确度和精确性。虽 然断面检测器在交通数据的采集中使用广泛，但是个别检测器的异常往往会导致数据的不 可靠性，因此对交通状态的判别仍旧不太准确。同时当前的交通状态判别往往将路段作为 整体进行判别，忽略了路段不同方向交通流的差异，下游左转车道、直行车道、右转车道往 往呈现不一样的交通状态，因此将路段交通流不同流向考虑进交通状态的判别是十分必要 的。随着视频检测设备安装的日益完善并愈加广泛，交通出行者及管理者对交通信息需求 的日益迫切，以及视频检测器的交通数据特征可以较好满足目前对于交通状态判别的紧迫 需求，因此建立起一个基于视频检测器的城市道路下游分方向交通状态判别方法是十分必 要且迫切的。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种基于视频检测器的城市道路下游分方向交通状态判 别方法。
[0005] 本发明的基本思想是通过视频检测器获得路段中每股不同方向交通流的路段行 程时间，继而构造路段中不同方向交通流的路段交通拥挤指数，分别对不同方向交通流的 交通流进行交通状态的判别。为实现上述目的，本发明提出的交通状态判别方法包括通过 视频数据计算不同方向交通流信息发布间隔行程时间、车辆行程速度、路段交通拥堵指数、 路段理想行程速度、交通状态判别方法五个步骤。
[0006] 本发明的基本步骤如下：
[0007]cl、计算不同方向交通流的信息发布间隔内平均行程时间。
[0008] C2、计算下游不同方向交通流的信息发布间隔内平均行程速度。
[0009]c3、根据下游不同方向交通流的信息发布间隔内平均行程速度，建立路段交通拥 堵指数。
[0010] C4、计算下游不同方向交通流的理想行程速度。
[0011] c5、根据路段交通拥堵指数对下游不同方向交通流进行交通状态判别。
[0012] 步骤cl中计算不同方向交通流的信息发布间隔内平均行程时间的过程包括：
[0013] cll、取所需判别路段1的采样间隔为下游交叉口的信号周期时长c。
[0014] cl2、确定从上游交叉口u方向驶入、下游交叉口d方向驶出的交通流Dud中单个车 辆的路段行程时间：
[0015]
【主权项】
1. 基于视频检测器的城市道路下游分方向交通状态判别方法，其特征在于该方法包括 以下步骤： Cl、计算不同方向交通流的信息发布间隔内平均行程时间；c2、计算下游不同方向交通流的信息发布间隔内平均行程速度； c3、根据下游不同方向交通流的信息发布间隔内平均行程速度，建立路段交通拥堵指 数； c4、计算下游不同方向交通流的理想行程速度； c5、根据路段交通拥堵指数对下游不同方向交通流进行交通状态判别。
2. 根据权利要求1所述的基于视频检测器的城市道路下游分方向交通状态判别方法， 其特征在于：cl中计算信息发布间隔内平均行程时间的过程包括： cll、取所需判别路段1的采样间隔为下游交叉口的信号周期时长c;信息发布间隔为 下游交叉口的信号周期时长c的整数倍； cl2、数据完整情况下，确定交通流Dud ^息发布间隔行程时间，其中，信息发布间隔取 采样间隔的K倍，K为整数；
式中，表示1路段交通流Dud在第m个信息发布间隔内的平均行程时间；cl3、数据缺失情况下，不同交通流信息发布间隔行程时间：
式中，表示当前日期前一日内1路段交通流Dud在第m个信息发布间隔内的平均行 程时间； 表示当前日期前两日内1路段交通流Dud在第m个信息发布间隔内的平均行程时 间；
表示当前日期前一日内1路段交通流Dud在第m-1个信息发布间隔内的平均行 程时间；
表示1路段交通流Dud在第m-1个信息发布间隔内的平均行程时间；a表示当前信息发布间隔m的历史数据变化量
与前一信息发布间隔 m-1的数据变化量
的权重系数，ae[〇, 1]。
3. 根据权利要求1所述的基于视频检测器的城市道路下游分方向交通状态判别方法， 其特征在于：c2中计算信息发布间隔内下游不同方向交通流平均行程速度的过程包括： c21、确定不同方向交通流的行程距离Lud; c22、确定下游左转方向交通流的信息发布间隔内的行程速度，此时d= 1 :
c23、确定下游直行方向交通流的信息发布间隔内的行程速度，此时d= 2 :
c24、确定下游右转方向交通流的信息发布间隔内的行程速度，此时d= 3 :
4. 根据权利要求1所述的基于视频检测器的城市道路下游分方向交通状态判别方法， 其特征在于：c3中根据下游不同方向交通流信息发布间隔的行程速度建立路段交通拥堵 指数过程如下：
式中，ikf表示1路段在第m个信息发布间隔内交通流Dd的路段交通拥挤指数；v^P_d表示1路段交通流Dd的理想行程速度。
5. 根据权利要求1所述的基于视频检测器的城市道路下游分方向交通状态判别方法， 其特征在于：c4中计算下游不同方向交通流的理想行程速度的过程如下：
式中，n表示路段理想行程速度的折减系数；v()hls表示1路段交通流Dd的历史行程速 度。
6. 根据权利要求1所述的基于视频检测器的城市道路下游分方向交通状态判别方法， 其特征在于：c5中根据路段交通拥堵指数对下游不同方向交通流进行交通状态判别的过 程包括： c51、交通状态变化的置信区间的计算： 定义土AM为状态变化的正常波动区间，土AM与视频检测数据的匹配率相关：
式中，表示1路段在第m个信息发布间隔内交通流Dd的路段交通拥挤指数的正常 波动区间； ^Lx表示1路段在第m个信息发布间隔内交通流Dud的实际车辆数； ^表示1路段在第m个信息发布间隔内交通流Dud匹配车辆数； 1,5"表示1路段在第m个信息发布间隔内交通流Dd的车辆行程速度的标准差； 0表示相关系数； c52、根据路段交通拥堵指数与其正常波动区间对下游不同方向交通流进行交通状态 判别包括以下步骤： c521、第m个发布间隔内，交通流Dd的交通状态为红时，第m+1个发布间隔内交通流Dd 的交通状态的判别依据为： ① 当MdG(M^AMd，1]时，交通状态为红； ② 当MdG^-八11(1^-八11(1]时，交通状态为黄； ③ 当MdG[〇，Mg-AMd]时，交通状态为绿； c522、第m个发布间隔内，交通流Dd的交通状态为黄时，第m+1个发布间隔内交通流Dd 的交通状态的判别依据为： ① 当MdG(M，AMd，1]时，交通状态为红； ② 当MdG^-八11(1^+八11(1]时，交通状态为黄； ③ 当MdG[〇，Mg-AMd]时，交通状态为绿； c523、第m个发布间隔内，交通流Dd的交通状态为绿时，判断第m+1个发布间隔内交通 流Dd的交通状态的判别依据为： ① 当MdG(M，AMd，1]时，交通状态为红； ② 当MdG^+八11(1^+八11(1]时，交通状态为黄； ③ 当MdG[〇，Mg+AMd]时，交通状态为绿。
【专利摘要】本发明提供了一种基于视频检测器的城市道路下游分方向交通状态判别方法。目前城市道路交通状态的判别主要以浮动车数据为依据，而浮动车在不同时段的载客率和出车率差异很大，导致数据样本量不足且分布不均。本发明是通过视频检测器获得路段中每股不同交通流的路段行程时间，继而构造路段中每股不同交通流的路段交通拥挤指数分别对不同的交通流向进行交通状态的判别。本发明充分利用现有视频资源获取充足的数据支持，弥补了传统检测方法样本量小且分不均的不足；行程时间和行程速度计算方法简单快速，易于工程实现；综合各种断面和区间交通信息，提供了道路交通拥堵判别方法，为均衡分配道路资源，诱导交通流合理运行提供数据支撑与决策依据。
【IPC分类】G08G1-01
【公开号】CN104778839
【申请号】CN201510209520
【发明人】付凤杰, 罗小芹, 王殿海, 马晓龙, 熊满初, 金盛, 祁宏生, 马东方
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月28日