[发明专利]基于微波和视频数据融合的间断流行程时间估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，特别涉及一种基于微波和视频数据融合的间断流行程时间估计方法。

背景技术

间断交通流（Interrupted Flow）是指交通流设施有引起交通流周期性间断的固定元素，这些元素包括交通信号、停车标志和其他类型的管制设备。不管有多少交通量存在，这些设备都会引起交通周期性停止（或显著减慢），也就是说道路上行驶的交通流因外界因素，如道路交叉口、标志或信号的原因，而停驶中断的流动体。一般来说，城市地面道路上的交通流为间断流。

行程时间预测值指下一个（多个）时段内，某路段（或路径）的行程时间，它是智能交通服务和管理中的一个重要参数，可以直接应用于路径诱导、交通控制与组织、交通状态判别等多方面。行程时间估计值指当前时段内，某路段（或路径）的行程时间，行程时间估计值是行程时间预测研究中的一个关键输入参数，因此行程时间估计具有重要的研究价值。由于间断流受到交通信号等管制设备的影响，其交通状态具有复杂多变的时空特性，因此间断流行程时间的估计一直以来都是一个研究难点。

微波传感器是一种用于监测交通状况的再现式雷达装置。它可以测量微波投影区域内目标的距离，通过距离来实现对多车道的静止车辆和行驶车辆的检测。在进行车辆检测时，微波传感器接收到微波投影区域内各种表面的连续不断的回波，如人行道、栅栏、车辆以及树木等。在每一个微波层面内的固定物体回波信号将形成背景阈值，如果回波信号的强度高于微波层面的背景阈值时，则表明有车辆存在。

由于微波数据只能检测到路段断面的交通数据（断面流量、速度等），因此单纯借助于微波数据很难对间断流的路段延误以及行程时间进行准确估计。

视频车辆检测器是一种基于视频图像分析和计算机视觉技术对路面车辆运行情况进行检测分析的集成系统。它能实时分析输入的交通图像，跟踪图像中的车辆获得各种交通数据。

视频车辆检测器采用摄像机作为视频传感器。摄像机架设在道路的合适位置（道路上方、路中央的隔离带)视频信号经视频线输入视频检测系统，利用图像工程学（图像处理与机器视觉）的方法，实时监测各个现场的图像，并去除各种环境造成的影响通过图像分析处理获得所需的各种交通数据，检测线和检测区可在计算机或监视器的图像画面上自由设置。

视频检测器可比较准确地检测到每辆车的车牌号及其路段断面通过时刻。如果一条路段的上下游断面同时存在视频检测设备的话，就可对该路段的行程时间进行准确估计。然而由于视频检测器的安装率很低，因此，在很多情况下，一条路段的上下游断面并不同时存在视频检测器。

综上所述，单纯利用微波检测器数据或单一视频检测器数据均无法对间断流行程时间进行有效估计，因此本发明将融合这两种数据对间断流行程时间进行估计。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于微波和视频数据融合的间断流行程时间估计方法，解决现有技术存在的缺陷和不足。

本发明提供一种基于微波和视频数据融合的间断流行程时间估计方法，其特征在于：

在某一区段设置微波检测器，采集车流断面速度数据以及区段流量数据；

建立基于车流断面速度数据、区段流量数据、区段长度的区段平均行程时间计算模型，将采集的所述车流断面速度数据以及区段流量数据输入所述计算模型获得区段平均行程时间数据；

在所述区段的下游交叉口设置视频检测器，采集每个计算间隔内的交通流量数据；

建立基于车辆均匀控制延误数据、增量延误数据的车辆平均控制延误计算模型，将采集的所述交通流量数据输入所述车辆平均控制延误计算模型获得车辆平均控制延误数据；

对所述获得的区段平均行程时间数据、车辆平均控制延误数据求和获得目标路段的平均行程时间数据。

所述区段平均行程时间计算模型采用以下表达式：

式中，，为区段长度，S（）为车流断面速度，A（）为区段流量，为区段平均行程时间。

所述车辆平均控制延误计算模型采用以下表达式：