基于gps數(shù)據(jù)的信號(hào)交叉口單車停車延誤時(shí)間估計(jì)方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于GPS數(shù)據(jù)的信號(hào)交叉口單車停車延誤時(shí)間估計(jì)方法，首先獲取車輛在信號(hào)交叉口時(shí)的車輛GPS數(shù)據(jù)；然后根據(jù)停車位置來判斷車輛是否處于飽和狀態(tài)；分別建立飽和狀態(tài)和未飽和狀態(tài)下單車停車延誤時(shí)間計(jì)算模型；最后得到未飽和與飽和狀態(tài)下的單車停車延誤時(shí)間。本發(fā)明利用信號(hào)交叉口單車停車延誤時(shí)間與停車位置的線性關(guān)系,在考慮GPS數(shù)據(jù)異常以及車輛偶然停車對延誤數(shù)據(jù)造成的污染的基礎(chǔ)上，利用穩(wěn)健回歸的思想，采用最小截尾二乘LTS回歸分別建立未飽和與過飽和狀態(tài)下的單車的停車延誤時(shí)間與停車位置之間的關(guān)系模型，以估計(jì)單車在信號(hào)交叉口的停車延誤時(shí)間；實(shí)現(xiàn)對單個(gè)車輛的跟蹤定位，具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性。
【專利說明】基于GPS數(shù)據(jù)的信號(hào)交叉口單車停車延誤時(shí)間估計(jì)方法及 系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明及公路交通檢測領(lǐng)域，具體涉及一種估計(jì)信號(hào)交叉口單車停車延誤時(shí)間的 估計(jì)方法，通過GPS數(shù)據(jù)建立相應(yīng)模型估計(jì)單車的在停車先前的停車延誤時(shí)間。

【背景技術(shù)】
[0002] 車輛通過信號(hào)交叉口，通常會(huì)經(jīng)歷一定時(shí)間的延誤，有效地估計(jì)車輛通過信號(hào)交 叉口的延誤時(shí)間有助于公交到站時(shí)間預(yù)測、交通管理、公交調(diào)度等實(shí)際工作的開展。
[0003] 但是由于檢測手段、技術(shù)條件等限制，尚缺乏操作性較強(qiáng)的信號(hào)交叉口單車停車 延誤時(shí)間模型的分析方法。故現(xiàn)在亟需一種信號(hào)交叉口單車停車延誤時(shí)間的估計(jì)方法。
[0004] 而近年來，隨著城市交通的發(fā)展，浮動(dòng)車數(shù)據(jù)采集技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。一方面，浮動(dòng)車 數(shù)據(jù)采集技術(shù)不需要在道路上安裝硬件設(shè)施，同時(shí)易于組裝和進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展與維護(hù)，與固 定檢測器相比更為實(shí)用。而更重要的是，浮動(dòng)車技術(shù)能夠全天候、大范圍、不間斷的獲取車 輛GPS數(shù)據(jù)，包括車輛的位置、速度等信息，能實(shí)現(xiàn)對單個(gè)車輛的跟蹤定位，具有很強(qiáng)的實(shí) 時(shí)性，通過浮動(dòng)車GPS數(shù)據(jù)可以識(shí)別出單個(gè)車輛在信號(hào)交叉口的行為，使得單車在信號(hào)交 叉口停車延誤時(shí)間的估計(jì)成為了可能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于GPS數(shù)據(jù)的信號(hào)交叉口單 車停車延誤時(shí)間估計(jì)方法，該方法充分利用GPS數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，同時(shí)考慮GPS數(shù)據(jù)的自身特 點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明的目的之一是提出一種基于GPS數(shù)據(jù)的信號(hào)交叉口單車停車延誤時(shí)間估 計(jì)方法；本發(fā)明的目的之二是提出一種基于GPS數(shù)據(jù)的信號(hào)交叉口單車停車延誤時(shí)間估計(jì) 系統(tǒng)。
[0007] 本發(fā)明的目的之一是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
[0008] 本發(fā)明提供的基于GPS數(shù)據(jù)的信號(hào)交叉口單車停車延誤時(shí)間估計(jì)方法，包括以下 步驟：
[0009]S1:獲取車輛在信號(hào)交叉口時(shí)的車輛GPS數(shù)據(jù)，所述車輛GPS數(shù)據(jù)包括車輛的停車 位置和速度信息；
[0010] S2 :根據(jù)停車位置來判斷車輛位置是否超過預(yù)設(shè)停車距離L，如果否，則車輛處于 未飽和狀態(tài)下單車停車狀態(tài)；采用以下公式來計(jì)算單車停車延誤時(shí)間：

【權(quán)利要求】
1. 基于GPS數(shù)據(jù)的信號(hào)交叉口單車停車延誤時(shí)間估計(jì)方法，其特征在于：包括以下步 驟： 51 :獲取車輛在信號(hào)交叉口時(shí)的車輛GPS數(shù)據(jù)，所述車輛GPS數(shù)據(jù)包括車輛的停車位置 和速度信息； 52 :根據(jù)停車位置來判斷車輛位置是否超過預(yù)設(shè)停車距離L，如果否，則車輛處于未飽 和狀態(tài)下單車停車狀態(tài)；采用以下公式來計(jì)算單車停車延誤時(shí)間：
式中，屯為單個(gè)車輛的停車延誤時(shí)間；L為一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)的飽和排隊(duì)位置；1為車輛 在當(dāng)前周期內(nèi)到達(dá)車輛的總體排隊(duì)長度山表示，r表示信號(hào)燈的信號(hào)紅燈時(shí)長； 53 :如果是，則車輛處于飽和狀態(tài)下單車停車狀態(tài)；按以下公式采用穩(wěn)健回歸方法來 計(jì)算單車停車延誤時(shí)間：
式中，1〇表示始排隊(duì)長度噸表示；L為飽和流量對應(yīng)的排隊(duì)位置；L'為二倍飽和流量 對應(yīng)的排隊(duì)位置；L"表示為三倍飽和流量對應(yīng)的排隊(duì)位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS數(shù)據(jù)的信號(hào)交叉口單車停車延誤時(shí)間估計(jì)方法，其 特征在于：所述車輛處于飽和狀態(tài)下單車停車狀態(tài)包括以下狀態(tài)： 當(dāng)V。<q< 2V。時(shí)，最大出現(xiàn)兩次停車狀態(tài)，表示二倍飽和流量對應(yīng)的單車停車狀態(tài)； 當(dāng)2VQ <q< 3V。時(shí)，最大出現(xiàn)三次停車狀態(tài)，表示三倍飽和流量對應(yīng)的單車停車狀態(tài)； 當(dāng)q> 3V。時(shí)，車道組中部分車輛將會(huì)產(chǎn)生四次及以上停車狀態(tài)，表示四倍飽和流量對 應(yīng)的單車停車狀態(tài)； 其中，％為一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)車道組的飽和流量，q為車輛的到達(dá)數(shù)量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS數(shù)據(jù)的信號(hào)交叉口單車停車延誤時(shí)間估計(jì)方法，其 特征在于：所述穩(wěn)健回歸方法選用最小截尾二乘回歸，所述最小截尾二乘回歸的求解目標(biāo) 按照以下公式來計(jì)算殘差平方和最小值：
其中，q表示估計(jì)量運(yùn)算過程中包含的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，q=int[ (1-a)n+1]，a為截尾比例， 取a= 〇. 5,估計(jì)量的崩潰點(diǎn)BDP= 0. 5 ;ei表示殘差大小；表示殘差平方的順序統(tǒng)計(jì) 量
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS數(shù)據(jù)的信號(hào)交叉口單車停車延誤時(shí)間估計(jì)方法，其 特征在于：所述最小截尾二乘回歸估計(jì)的步驟如下： Stepl:從n個(gè)觀測值中隨機(jī)抽取p+1個(gè)子樣本； Step2 :通過這p+1個(gè)樣本，得到其回歸系數(shù)# ;若不能得到，就再增加一個(gè)樣本，直到 能計(jì)算出0為止； St印3 :在回歸系數(shù)#下計(jì)算出最小截尾二乘目標(biāo)函數(shù)值
St印4 :返回St印1，直到計(jì)算出所有情況，此時(shí)
對應(yīng)的^為最小截尾二乘 的回歸系數(shù)。
5. 基于GPS數(shù)據(jù)的信號(hào)交叉口單車停車延誤時(shí)間估計(jì)系統(tǒng)，其特征在于：包括車輛GPS 數(shù)據(jù)采集模塊、停車位置來判模塊、未飽和狀態(tài)下單車停車延誤時(shí)間計(jì)算模塊與飽和狀態(tài) 下單車停車延誤時(shí)間計(jì)算模塊； 所述車輛GPS數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取車輛在信號(hào)交叉口時(shí)的車輛GPS數(shù)據(jù)，所述車輛GPS數(shù)據(jù)包括車輛的停車位置和速度信息； 所述停車位置來判模塊，用于根據(jù)停車位置來判斷車輛位置是否超過預(yù)設(shè)停車距離L； 所述未飽和狀態(tài)下單車停車延誤時(shí)間計(jì)算模塊，用于按以下公式來計(jì)算車輛處于未飽 和狀態(tài)下單車停車延誤時(shí)間：
式中，屯為單個(gè)車輛的停車延誤時(shí)間；L為一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)的飽和排隊(duì)位置；1為車輛 在當(dāng)前周期內(nèi)到達(dá)車輛的總體排隊(duì)長度山表示車輛的當(dāng)前位置與信號(hào)燈停車線之間的距 離，r表示信號(hào)燈的信號(hào)紅燈時(shí)長； 所述飽和狀態(tài)下單車停車延誤時(shí)間計(jì)算模塊，用于按以下公式來計(jì)算車輛處于飽和狀 態(tài)下單車停車延誤時(shí)間：
式中，1〇表示始排隊(duì)長度噸表示；L為飽和流量對應(yīng)的排隊(duì)位置；L'為二倍飽和流量 對應(yīng)的排隊(duì)位置；L"表示為三倍飽和流量對應(yīng)的排隊(duì)位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于GPS數(shù)據(jù)的信號(hào)交叉口單車停車延誤時(shí)間估計(jì)系統(tǒng)，其 特征在于：所述車輛處于飽和狀態(tài)下的單車停車狀態(tài)包括以下狀態(tài)： 當(dāng)V。<q< 2V。時(shí)，最大出現(xiàn)兩次停車狀態(tài)，表示二倍飽和流量對應(yīng)的單車停車狀態(tài)； 當(dāng)2VQ <q< 3V。時(shí)，最大出現(xiàn)三次停車狀態(tài)，表示三倍飽和流量對應(yīng)的單車停車狀態(tài)； 當(dāng)q> 3V。時(shí)，車道組中部分車輛將會(huì)產(chǎn)生四次及以上停車狀態(tài)，表示四倍飽和流量對 應(yīng)的單車停車狀態(tài)； 其中，％為一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)車道組的飽和流量，q為車輛的到達(dá)數(shù)量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于GPS數(shù)據(jù)的信號(hào)交叉口單車停車延誤時(shí)間估計(jì)系統(tǒng)，其 特征在于：所述穩(wěn)健回歸方法選用最小截尾二乘回歸，所述最小截尾二乘回歸的求解目標(biāo) 按照以下公式來計(jì)算殘差平方和最小值：
其中，q表示估計(jì)量運(yùn)算過程中包含的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，q=int[ (1-a)n+1]，a為截尾比例， 取a= 〇. 5,估計(jì)量的崩潰點(diǎn)BDP= 0. 5 ;ei表示殘差大??；表示殘差平方的順序統(tǒng)計(jì) 量
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于GPS數(shù)據(jù)的信號(hào)交叉口單車停車延誤時(shí)間估計(jì)系統(tǒng)，其 特征在于：所述最小截尾二乘回歸估計(jì)的步驟如下： Stepl:從n個(gè)觀測值中隨機(jī)抽取p+1個(gè)子樣本； Step2 :通過這p+1個(gè)樣本，得到其回歸系數(shù)# ;若不能得到，就再增加一個(gè)樣本，直到 能計(jì)算出0為止； St印3 :在回歸系數(shù)/)下計(jì)算出最小截尾二乘目標(biāo)函數(shù)值
St印4 :返回St印1，直到計(jì)算出所有情況，此時(shí)
對應(yīng)的^為最小截尾二乘 的回歸系數(shù)。
【文檔編號(hào)】G08G1/01GK104408914SQ201410613880
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】孫棣華, 廖孝勇, 趙敏, 劉衛(wèi)寧, 喬真卿 申請人:重慶大學(xué)