一種道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度計(jì)算方法，應(yīng)用于道路交叉口的交通運(yùn)營(yíng)管 理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，我國(guó)城市道路交叉口的交通堵塞問題日趨嚴(yán)重。隨著車輛的保有量的不 斷上升，城市道路日益擁堵，從而導(dǎo)致城市道路交通事故頻發(fā)。一旦道路上發(fā)生擁堵，將直 接降低路網(wǎng)的運(yùn)行效率，也容易誘發(fā)二次事故。減少交通事故帶來(lái)的負(fù)面影響的有效途徑， 是通過(guò)實(shí)時(shí)運(yùn)算擁堵造成的影響，根據(jù)計(jì)算可得到道路達(dá)到最大排隊(duì)長(zhǎng)度的時(shí)間，為采取 有效的措施處理?yè)矶绿峁┛煽康睦碚撘罁?jù)。排隊(duì)長(zhǎng)度是衡量交叉口擁堵程度的重要指標(biāo)， 是交叉口信號(hào)控制優(yōu)化技術(shù)中重要的輸入條件，因此準(zhǔn)確的采集獲得排隊(duì)長(zhǎng)度指標(biāo)具有重 要意義。排隊(duì)長(zhǎng)度的引入可以根據(jù)進(jìn)口道的幾何線型和車道功能加以更好分配信號(hào)時(shí)間。
[0003] 中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102034353A公開了一種基于固定檢測(cè)器的城市道路交通事故排 隊(duì)長(zhǎng)度測(cè)算方法。該方法是基于在道路中設(shè)置的固定檢測(cè)器，用以檢測(cè)車輛的離去率，通過(guò) 采用城市道路組合交通流來(lái)描述車輛到達(dá)的特征。根據(jù)車輛的到達(dá)率和離去率，建立基于 固定檢測(cè)器的排隊(duì)長(zhǎng)度測(cè)算方法，再根據(jù)交通事故持續(xù)的時(shí)間，計(jì)算交通事故造成的最大 排隊(duì)長(zhǎng)度。該方法能夠計(jì)算發(fā)生在固定檢測(cè)器沿車輛行駛方向前方的交通事故造成擁堵的 車輛排隊(duì)長(zhǎng)度。但是，道路上車輛發(fā)生碰撞的位置具有隨機(jī)性，可能發(fā)生在固定檢測(cè)器前 方，也可能發(fā)生在固定檢測(cè)器后方，上述專利文獻(xiàn)公開的方法無(wú)法計(jì)算實(shí)際中所有碰撞發(fā) 生的位置，通用性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有良好通用性和準(zhǔn)確性、通過(guò)道路交叉 口排隊(duì)長(zhǎng)度模型對(duì)道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算的道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度計(jì)算方法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度計(jì)算方法，包括：
[0007] 步驟1:建立道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度模型：
[0008] Lq=(Q2-Qi)*Lc
[0009] 其中：Lc為車身長(zhǎng)度與平均車頭距離之和，Qi:為一個(gè)周期內(nèi)本相位綠燈時(shí)間段內(nèi) 通過(guò)檢測(cè)器I的交通量，Q 2:為一個(gè)周期內(nèi)本相位綠燈時(shí)間段內(nèi)通過(guò)檢測(cè)器II的交通量；
[001 0]通過(guò)所述道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度模型計(jì)算道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度；
[0011] 步驟2:通過(guò)公式（1)對(duì)所述道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度模型進(jìn)行修正，其中，公式（1)滿 足公式(2)、（3)、（4);
[0012] 公式⑴：
[0013]
[0016] 公式(3):
[0017] η-θ>〇；
[0018] 公式(4):
[0019] queue(n) > 0；
[0020] 其中，(η):第k進(jìn)口第m車流第η步的排隊(duì)長(zhǎng)度；
[0021] am(n-0):第i個(gè)上游檢測(cè)器第η-θ步的到達(dá)車輛數(shù)；
[0022] Lai(n-0):第i個(gè)上游檢測(cè)器第η-θ步的到達(dá)車輛長(zhǎng)度；
[0023] dePj(n):第j個(gè)下游檢測(cè)器第η步的駛離車輛數(shù)；
[0024] Ldi(n-0):第j個(gè)下游檢測(cè)器第n-θ步的到達(dá)車輛長(zhǎng)度；
[0025] iV/f :第m股車流的車道數(shù)目；
[0026] v:車速，m/s;
[0027] a:減速度，m/s2;
[0028] 八乜時(shí)間步長(zhǎng)，8;
[0029] qmax:兩檢測(cè)器間距，m;
[0030] queue(n):第η步排隊(duì)長(zhǎng)度；
[0031] Θ:上游檢測(cè)器檢測(cè)到車輛行駛到排隊(duì)末端的旅行時(shí)間與時(shí)間段的比值；
[0032]步驟3:通過(guò)如下方法對(duì)步驟1的道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度進(jìn)行累計(jì)誤差修正：
[0033] (a)零值修正:在一段時(shí)間內(nèi)，若均無(wú)車輛通過(guò)檢測(cè)器I與檢測(cè)器Π ，且兩檢測(cè)器之 間無(wú)車輛存留，則將排隊(duì)長(zhǎng)度調(diào)整為〇;
[0034] (b)滿值修正:在一段時(shí)間內(nèi)，若均無(wú)車輛通過(guò)檢測(cè)器I與檢測(cè)器Π ，且兩檢測(cè)器之 間有較多車輛存留，則將排隊(duì)長(zhǎng)度調(diào)整為L(zhǎng)2-L1; Li為飽和點(diǎn)位置，L2為溢出點(diǎn)位置；
[0035] 其中，檢測(cè)器I與檢測(cè)器Π 為兩個(gè)相鄰檢測(cè)器。
[0036] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案考慮了以下修正因素：
[0037] 1、考慮車輛在區(qū)間內(nèi)的行駛時(shí)間（車輛分為以一定初速度進(jìn)入?yún)^(qū)間行駛與車輛減 速制動(dòng)至停車開始排隊(duì)過(guò)程），從而準(zhǔn)確的識(shí)別在區(qū)間內(nèi)參與排隊(duì)的車輛數(shù)與在行駛中為 到達(dá)隊(duì)尾參與排隊(duì)的車輛數(shù)。
[0038] 2、考慮車輛車型，不同車型車輛長(zhǎng)度差異較大，當(dāng)排隊(duì)車輛數(shù)較多時(shí)，會(huì)造成排隊(duì) 長(zhǎng)度估計(jì)的累積誤差。
[0039] 3、考慮車輛轉(zhuǎn)向率，主要是用于對(duì)車輛換道行為導(dǎo)致同一車道檢測(cè)器對(duì)之間流量 守恒原理的修正。
[0040] 4、能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算道路交叉口的排隊(duì)長(zhǎng)度，而且考慮因素全面，具有很好的精度。
【附圖說(shuō)明】
[0041 ]圖1是本發(fā)明所述排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)區(qū)域示意圖。
[0042]圖中所示：1、檢測(cè)器1;2、檢測(cè)器Π ;3、溢出點(diǎn);4、飽和點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述：
[0044]參照?qǐng)D1所示排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)區(qū)域的布置，本發(fā)明的道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度計(jì)算方法， 包括：
[0045] 步驟1:建立道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度模型：
[0046] Lq= (Q2_Qi)*Lc
[0047] 其中：Lc為車身長(zhǎng)度與平均車頭距離之和，Q1:為一個(gè)周期內(nèi)本相位綠燈時(shí)間段內(nèi) 通過(guò)檢測(cè)器I的交通量，Q 2:為一個(gè)周期內(nèi)本相位綠燈時(shí)間段內(nèi)通過(guò)檢測(cè)器II的交通量；
[0048] 通過(guò)所述道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度模型計(jì)算道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度。
[0049] 步驟2:通過(guò)公式（1)對(duì)所述道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度模型進(jìn)行修正，其中，公式（1)滿 足公式(2)、（3)、（4);
[0050] 公式(1):
[0051]
[0054] 公式(3):
[0055] η-θ > 〇；
[0056] 公式（4):
[0057] queue(n)> 0；
[0058] 其中，只卩(η):第k進(jìn)口第m車流第η步的排隊(duì)長(zhǎng)度；
[0059] am(n-0):第i個(gè)上游檢測(cè)器第η-θ步的到達(dá)車輛數(shù)；
[0060] Lai(n-0):第i個(gè)上游檢測(cè)器第η-θ步的到達(dá)車輛長(zhǎng)度；
[0061] dePj(n):第j個(gè)下游檢測(cè)器第η步的駛離車輛數(shù)；
[0062] Ldi(n-0):第j個(gè)下游檢測(cè)器第η-θ步的到達(dá)車輛長(zhǎng)度；
[0063] iV/f :第m股車流的車道數(shù)目；
[0064] v:車速，m/s;
[0065] a:減速度，m/s2;
[0066] 么乜時(shí)間步長(zhǎng)，8;
[0067] qmax:兩檢測(cè)器間距，m;
[0068] queue(n):第η步排隊(duì)長(zhǎng)度；
[0069] Θ:上游檢測(cè)器檢測(cè)到車輛行駛到排隊(duì)末端的旅行時(shí)間與時(shí)間段的比值;旅行時(shí)間 指車輛從上游檢測(cè)器行駛到排隊(duì)末端的時(shí)間。
[0070] 需要說(shuō)明的是，其中，k是進(jìn)口的編號(hào)，代指交叉口的某個(gè)進(jìn)口；m為交叉口某進(jìn)口 的某個(gè)車道;η為劃分的時(shí)間步長(zhǎng)，即在做迭代計(jì)算時(shí)的最小時(shí)間單位。
[0071] 步驟3:通過(guò)如下方法對(duì)步驟1的道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度進(jìn)行累計(jì)誤差修正：
[0072] (a)零值修正:在一段時(shí)間內(nèi)，若均無(wú)車輛通過(guò)檢測(cè)器I與檢測(cè)器Π ，且兩檢測(cè)器之 間無(wú)車輛存留，則將排隊(duì)長(zhǎng)度調(diào)整為〇;
[0073] (b)滿值修正:在一段時(shí)間內(nèi)，若均無(wú)車輛通過(guò)檢測(cè)器I與檢測(cè)器Π ，且兩檢測(cè)器之 間有較多車輛存留，則將排隊(duì)長(zhǎng)度調(diào)整為L(zhǎng)2-L1丄1為飽和點(diǎn)位置，L2為溢出點(diǎn)位置；
[0074] 其中，檢測(cè)器I與檢測(cè)器Π 為兩個(gè)相鄰檢測(cè)器。
[0075]本發(fā)明通過(guò)對(duì)道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度模型的修正，迭代計(jì)算能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算交叉口的 排隊(duì)長(zhǎng)度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案考慮了以下修正因素：
[0076] 1、考慮車輛在區(qū)間內(nèi)的行駛時(shí)間（車輛分為以一定初速度進(jìn)入?yún)^(qū)間行駛與車輛減 速制動(dòng)至停車開始排隊(duì)過(guò)程），從而準(zhǔn)確的識(shí)別在區(qū)間內(nèi)參與排隊(duì)的車輛數(shù)與在行駛中為 到達(dá)隊(duì)尾參與排隊(duì)的車輛數(shù)。
[0077] 2、考慮車輛車型，不同車型車輛長(zhǎng)度差異較大，當(dāng)排隊(duì)車輛數(shù)較多時(shí)，會(huì)造成排隊(duì) 長(zhǎng)度估計(jì)的累積誤差。
[0078] 3、考慮車輛轉(zhuǎn)向率，主要是用于對(duì)車輛換道行為導(dǎo)致同一車道檢測(cè)器對(duì)之間流量 守恒原理的修正。
[0079] 4、能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算道路交叉口的排隊(duì)長(zhǎng)度，而且考慮因素全面，具有很好的精度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度計(jì)算方法，其特征在于，包括： 步驟1:建立道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度模型： Lq= (Q2_Ql)*Lc 其中：Lc為車身長(zhǎng)度與平均車頭距離之和，Q1:為一個(gè)周期內(nèi)本相位綠燈時(shí)間段內(nèi)通過(guò) 檢測(cè)器I的交通量，Q2:為一個(gè)周期內(nèi)本相位綠燈時(shí)間段內(nèi)通過(guò)檢測(cè)器II的交通量； 通過(guò)所述道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度模型計(jì)算道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度； 步驟2:通過(guò)公式（1)對(duì)所述道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度模型進(jìn)行修正，其中，公式（1)滿足公 式⑵、⑶、⑷；公式(3): η-θ>〇； 公式(4): queue(n)> 0； 其中，￡^η (??):第k進(jìn)口第m車流第η步的排隊(duì)長(zhǎng)度； arri(n-0):第i個(gè)上游檢測(cè)器第η-θ步的到達(dá)車輛數(shù)； Lai(n-0):第i個(gè)上游檢測(cè)器第n-θ步的到達(dá)車輛長(zhǎng)度； deW(η):第j個(gè)下游檢測(cè)器第η步的駛離車輛數(shù)； LcU(n-0):第j個(gè)下游檢測(cè)器第η-θ步的到達(dá)車輛長(zhǎng)度； W//T :第m股車流的車道數(shù)目； v:車速，m/s; a:減速度，m/s2; A t:時(shí)間步長(zhǎng)，s; qmax :兩檢測(cè)器間距，m; queue(n):第η步排隊(duì)長(zhǎng)度； Θ:上游檢測(cè)器檢測(cè)到車輛行駛到排隊(duì)末端的旅行時(shí)間與時(shí)間段的比值； 步驟3:通過(guò)如下方法對(duì)步驟1的道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度進(jìn)行累計(jì)誤差修正： (a) 零值修正:在一段時(shí)間內(nèi)，若均無(wú)車輛通過(guò)檢測(cè)器I與檢測(cè)器Π，且兩檢測(cè)器之間無(wú) 車輛存留，則將排隊(duì)長(zhǎng)度調(diào)整為〇; (b) 滿值修正:在一段時(shí)間內(nèi)，若均無(wú)車輛通過(guò)檢測(cè)器I與檢測(cè)器Π，且兩檢測(cè)器之間有 較多車輛存留，則將排隊(duì)長(zhǎng)度調(diào)整為L(zhǎng)2-L1; Li為飽和點(diǎn)位置，L2為溢出點(diǎn)位置； 其中，檢測(cè)器I與檢測(cè)器Π為兩個(gè)相鄰檢測(cè)器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度計(jì)算方法，包括：步驟1：建立道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度模型：Lq＝(Q2-Q1)*LC；通過(guò)所述道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度模型計(jì)算道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度；步驟2：通過(guò)公式(1)對(duì)所述道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度模型進(jìn)行修正，其中，公式(1)滿足公式(2)、(3)、(4)；步驟3：通過(guò)如下方法對(duì)步驟1的道路交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度進(jìn)行累計(jì)誤差修正：(a)零值修正：在一段時(shí)間內(nèi)，若均無(wú)車輛通過(guò)檢測(cè)器Ⅰ與檢測(cè)器Ⅱ，且兩檢測(cè)器之間無(wú)車輛存留，則將排隊(duì)長(zhǎng)度調(diào)整為0；(b)滿值修正：在一段時(shí)間內(nèi)，若均無(wú)車輛通過(guò)檢測(cè)器Ⅰ與檢測(cè)器Ⅱ，且兩檢測(cè)器之間有較多車輛存留，則將排隊(duì)長(zhǎng)度調(diào)整為L(zhǎng)2-L1。本發(fā)明通過(guò)迭代計(jì)算能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算道路交叉口的排隊(duì)長(zhǎng)度。
【IPC分類】G08G1/065, G08G1/01
【公開號(hào)】CN105679024
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610094503
【發(fā)明人】曾小清, 韓如文, 沈拓, 楊林翔, 林超, 金立名, 鄒臨風(fēng), 袁騰飛, 王剛
【申請(qǐng)人】上海果路交通科技有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年2月19日