[发明专利]基于单截面电警数据的信号交叉口车道排队长度估计方法

权利要求书

1.一种基于单截面电警数据的信号交叉口车道排队长度估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)通过电警数据获取各车道的车辆离去车头时距信息，所述的电警数据为车辆通过停车线的时间戳信息，包括离开时刻、方向编号、车道编号和车型参数，各车道上的车辆离去车头时距的表达式为：

其中，为车道k中第i个车头时距，为车道k中第i+1辆车的离去时刻，表示车道k中第i辆车的离去时刻；

2)根据时间戳信息及车辆离去车头时距序列，分别针对单车道布设条件和多车道布设条件，通过定义特征函数以描述临近间距与车头时距波动两重特性，识别离去车头时距序列变点，并估计周期内每条车道上的车辆排队长度及漏检率，对于车道组内该方向仅有一条车道的单车道布设条件，通过定义特征函数以描述车道中车辆的临近间距与车头时距波动的特性，以此识别出离去车头时距序列变点，进而估计周期内该车道上的车辆排队长度，对于车道组内该方向仅有一条车道的单车道布设条件，估计周期内该车道上的车辆排队长度，具体包括以下步骤：

201)通过任意一辆通过车辆τ将单车道在周期内的车头时距序列{h₁,h₂,…,h_N}分为两个子序列A_1-τ＝{h₁,h₂,…,h_τ}和B_(τ+1)-N＝{h_τ+1,h_τ+2,…,h_N}；

202)分别计算两个子序列的簇内距离和并定义簇间距离用以描述两个子序列间的数据差异性，则有：

其中，a_i,a_j分别为子序列A_1-τ的第i个与第j个车头时距数据，b_m,b_n分别为子序列B_(τ+1)-N的第m个与第n个车头时距数据，a_u,b_v分别为子序列A_1-τ的第u个车头时距数据与子序列B_(τ+1)-N的第v个车头时距数据，s为描述距离的尺度参数，δ为车型修正因子，用以消除因车型引起的车头时距不一致的现象，当车型为标准小汽车时，δ＝1；当车型为大型车时，δ＝h_pc/h_HV，h_pc为标准小汽车的饱和车头时距，h_HV为大型车的饱和车头时距，median{·}表示取中位数操作；

203)计算两个子序列的车道内距离分量统计指标，用以描述两个子序列中数据的总体差异性，则有：

其中，D_τ为车辆τ的车道内距离分量统计指标，p，q分别为子序列A_1-τ与B_(τ+1)-N的车头时距序列的数据量；

204)当车道内距离分量统计指标D_τ表征的距离取得最大值时，对应的车辆τ则为最后一辆排队车辆车头时距序列被划分为排队车辆车头时距子序列与非排队车排队车辆车头时距子序列，则有：

205)根据识别出的最后一辆排队车辆的通过时间戳信息得到排队车辆消散时间，结合标准小汽车饱和车头时距h_pc计算得到该车道周期内的当量排队车辆数，则有：

其中，Q为周期内该单车道的排队车辆数，为该单车道的最后一辆排队车的通过时刻，t_G为该车道组的绿灯相位启亮时刻。

2.根据权利要求1所述的一种基于单截面电警数据的信号交叉口车道排队长度估计方法，其特征在于，对于车道组内该方向仅有一条车道的单车道布设条件，在估计周期内该车道上的车辆排队长度后还包括以下步骤：

通过统计该单车道中最后一辆排队车前的车辆数，并与周期内该单车道的排队车辆数Q进行对比，计算该单车道的电警设备漏检率，则有：

其中，ρ为该单车道的电警设备漏检率，为该单车道最后一辆排队车与其之前的车辆总数。