[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

说明书

本发明涉及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，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；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。与现有技术相比，本发明考虑了电警设备所存在的错漏检现象，具有覆盖场景全、输入数据少、适用性广等优点。

技术领域

本发明涉及交通信息领域，尤其是涉及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。

背景技术

信号交叉口作为城市道路网络中的重要节点，也是交通拥堵的常发地点。排队长度能够形象、直观地反映交叉口的拥挤程度，是交叉口运行效率评价的重要指标之一，也是交叉口信号控制优化的重要参数。另一方面，我国越来越多的城市布设了电警检测器，海量的电警数据可提供丰富的交通信息。相比于传统的定点检测器，电警数据识别度高，能精确记录车辆驶离信息，且能通过比对捕获的车牌信息进行轨迹重构，维修较为容易。

目前，国内外关于排队长度估计的研究主要是基于累积交通流输出输入模型和交通波理论模型的方法。累积输出输入模型只适用于排队长度未超过检测器位置的情况，且该模型无法得到排队长度随时间变化在空间维度的演化规律。基于交通波理论的模型通过交通波波速的计算还原车辆排队的形成和消散，但模型的输入受检测设备的精度和覆盖率影响较大。在数据条件方面，研究多基于双截面检测数据，通过重构轨迹对排队长度进行估计，但这样的检测环境在现实中并不普遍。在只有单个交叉口布设电警设备时，难以对排队长度进行估计。因此，构建基于单截面电警数据的信号交叉口车道排队长度估计模型，对于补充现有排队长度估计方法论具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供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。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

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，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；

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。

所述的步骤1)中，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。

所述的步骤2)中，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}；