一種高架橋入口匝道交通擁堵等級估計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及城市高架橋信息采集處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高架橋入口匝道交通 擁堵等級估計方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市規(guī)模拓展的快速推進(jìn)，高架道路系統(tǒng)在整個城市交通系統(tǒng)中扮演一個重 要的角色，在中國，越來越多的城市在建立完善的高架道路系統(tǒng)，如北京、上海、深圳、合肥 等。但是高架道路系統(tǒng)造價成本高，為保證其的使用效率和安全性，一般來說，特型機動車、 中重型貨車、運載危險品車輛禁止駛?cè)敫呒軜虻?，尤其是超載超限車輛；與此同時，大型車 輛車速較慢、占用空間較大，在高峰時間會影響到道路的通行效率。
[0003] 高架橋交通具有流量大、封閉的特點，若駕駛?cè)伺袛噱e誤，駛?cè)霌矶略训?，就只?選擇等待，這樣會造成大量的出行時間損失。目前暫無對高架橋入口匝道交通擁堵等級量 化的方法，經(jīng)常會發(fā)生駕駛?cè)藢Ω呒軜蛉肟谠训赖膿矶虑闆r估計錯誤駛?cè)霌矶略训?，進(jìn)而 使得高架橋在早晚高峰時部分行駛方向的交通處于近乎癱瘓的狀態(tài)，因此一個量化的直觀 的高架橋入口匝道交通擁堵等級是高架橋管理者和駕駛?cè)硕技鼻行枰男畔ⅰ?br>[0004] 升降式限高架是剛出現(xiàn)的新型高架橋智能化限高管理的一種設(shè)施，也是目前高架 橋系統(tǒng)中功能最齊全的設(shè)施，它集控制總成、誘導(dǎo)、視頻、電子警察等設(shè)備于一體，實現(xiàn)了車 輛檢測器、匝道信號控制、可變誘導(dǎo)屏、視頻監(jiān)控設(shè)備之間的互動，主要為高架上行匝道和 立交按照實際管理需求，提供限高控制，以保證高架橋的正常使用。與此同時，升降式限高 架可以獲取每個高架橋的入口匝道的交通流信息，通過對這些信息分析處理可以挖掘出整 個高架橋系統(tǒng)的入口匝道擁堵等級情況，進(jìn)而為實現(xiàn)高架橋的智能化擁堵管理、交通組織 提供基礎(chǔ)。目前，尚無利用升降式限高架數(shù)據(jù)來評估高架橋入口匝道的交通擁堵等級的方 法出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種利用升降式限高架來實現(xiàn)量化高架橋入口匝道的擁 堵等級，便于高架橋的管理和駕駛?cè)说穆窂竭x擇的高架橋入口匝道交通擁堵等級估計方 法。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種高架橋入口匝道交通擁堵等 級估計方法，該方法包括下列順序的步驟：
[0007] (1)獲取升降式限高架的設(shè)備數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括入口匝道流量數(shù)據(jù)；
[0008] (2)根據(jù)入口匝道流量數(shù)據(jù)，計算一個采集周期內(nèi)多車道單方向總流量，取一個月 之內(nèi)所有采集周期所對應(yīng)的多車道單方向總流量作為樣本集合，記為
[0009]X= {x1；x2......xj;
[0010] (3)對樣本集合進(jìn)行預(yù)處理，剔除樣本集合內(nèi)的異常值；
[0011] (4)計算樣本集合X={xpx2......xn}的臨界值x。，根據(jù)臨界值x。計算入口匝道 的交通狀態(tài)系數(shù)k;
[0012] (5)根據(jù)入口匝道的交通狀態(tài)系數(shù)k計算交通擁堵指數(shù)TCI;
[0013] (6)根據(jù)交通擁堵指數(shù)TCI估計高架橋入口匝道的交通擁堵等級。
[0014] 所述升降式限高架的設(shè)備數(shù)據(jù)包括設(shè)備編號、所處位置編號、匝道名稱以及入口 匝道流量數(shù)據(jù)。
[0015] 所述一個采集周期的范圍為10分鐘~15分鐘，多車道單方向總流量是將各個車 道的單方向流量求和得到。
[0016] 所述對樣本集合進(jìn)行預(yù)處理是指，設(shè)置閾值區(qū)間（0,Msv]，判斷樣本集合中的數(shù)據(jù) \是否在設(shè)定的閾值區(qū)間（〇，Msv]內(nèi)，若xne(0，MSV]，則保留該樣本數(shù)據(jù)，若Msk] 則剔除該樣本數(shù)據(jù)；所述Msv是該入口匝道單車道的理論最大服務(wù)交通量，其計算公式如 下：
[0017] Msv= 2100X入口匝道所包含的車道個數(shù)
[0018] 其中，2100是入口匝道單車道的最大服務(wù)交通量，其單位為pcuAt^ln)。
[0019] 通過以下公式得到臨界值xc:
[0020] xc = x-\- a ^ a
[0021] 其中J是樣本集合X= {Xl，x2......xn}的均值，其計算公式如下：
【主權(quán)項】
1. 一種高架橋入口匝道交通擁堵等級估計方法，該方法包括下列順序的步驟： (1) 獲取升降式限高架的設(shè)備數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括入口匝道流量數(shù)據(jù)； (2) 根據(jù)入口匝道流量數(shù)據(jù)，計算一個采集周期內(nèi)多車道單方向總流量，取一個月之內(nèi) 所有采集周期所對應(yīng)的多車道單方向總流量作為樣本集合，記為X= {Xl，x2......xn}； (3) 對樣本集合進(jìn)行預(yù)處理，剔除樣本集合內(nèi)的異常值； (4) 計算樣本集合X= {Xl，x2......xn}的臨界值x。，根據(jù)臨界值x。計算入口匝道的交 通狀態(tài)系數(shù)k; (5) 根據(jù)入口匝道的交通狀態(tài)系數(shù)k計算交通擁堵指數(shù)TCI; (6) 根據(jù)交通擁堵指數(shù)TCI估計高架橋入口匝道的交通擁堵等級。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高架橋入口匝道交通擁堵等級估計方法，其特征在于：所述 升降式限高架的設(shè)備數(shù)據(jù)包括設(shè)備編號、所處位置編號、匝道名稱以及入口匝道流量數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高架橋入口匝道交通擁堵等級估計方法，其特征在于：所述 一個采集周期的范圍為10分鐘~15分鐘，多車道單方向總流量是將各個車道的單方向流 量求和得到。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高架橋入口匝道交通擁堵等級估計方法，其特征在于：所述 對樣本集合進(jìn)行預(yù)處理是指，設(shè)置閾值區(qū)間（〇，Msv]，判斷樣本集合中的數(shù)據(jù)xn是否在設(shè)定 的閾值區(qū)間（〇，Msv]內(nèi)，若xne(0，MSV]，則保留該樣本數(shù)據(jù)，若Msr]則剔除該樣 本數(shù)據(jù)；所述Msv是該入口匝道單車道的理論最大服務(wù)交通量，其計算公式如下： Msv= 2100X入口匝道所包含的車道個數(shù) 其中，2100是入口匝道單車道的最大服務(wù)交通量，其單位為pcuAMln)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高架橋入口匝道交通擁堵等級估計方法，其特征在于：通過 以下公式得到臨界值X。： xc=x+a 其中：x是樣本集合X=h，x2......xn}的均值，其計算公式如下：
〇是樣本集合X={xpx2......xn}的方差，其計算公式如下：
a的取值與置信度有關(guān)，當(dāng)置信度取95%時，a=1.96;當(dāng)置信度取99%時，a= 2. 57 ;在此取置信度為95%，a= 1. 96 ; 實時采集升降式限高架的入口匝道流量數(shù)據(jù)，計算入口匝道一個實時采集周期內(nèi)多車 道單方向總流量X，通過以下公式計算入口匝道的交通狀態(tài)系數(shù)k: k-x/xc 〇
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高架橋入口匝道交通擁堵等級估計方法，其特征在于：以交 通狀態(tài)系數(shù)k為基數(shù)，采用分段函數(shù)的形式計算交通擁堵指數(shù)TCI，計算公式如下：
〇
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高架橋入口匝道交通擁堵等級估計方法，其特征在于：根據(jù) 交通擁堵指數(shù)TCI和表1，表1如下所示： 表1
表1為交通擁堵指數(shù)TCI與交通擁堵等級對應(yīng)關(guān)糸表。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高架橋入口匝道交通擁堵等級估計方法，包括：獲取升降式限高架的設(shè)備數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括入口匝道流量數(shù)據(jù)；根據(jù)入口匝道流量數(shù)據(jù)，計算一個采集周期內(nèi)多車道單方向總流量，取一個月之內(nèi)所有采集周期所對應(yīng)的多車道單方向總流量作為樣本集合；對樣本集合進(jìn)行預(yù)處理，剔除樣本集合內(nèi)的異常值；計算樣本集合的臨界值 ，根據(jù)臨界值計算入口匝道的交通狀態(tài)系數(shù)k；根據(jù)入口匝道的交通狀態(tài)系數(shù)k計算交通擁堵指數(shù)TCI；根據(jù)交通擁堵指數(shù)TCI估計高架橋入口匝道的交通擁堵等級。本發(fā)明利用升降式限高架這個設(shè)備來實現(xiàn)量化高架橋入口匝道的擁堵等級，為高架橋管理者和駕駛?cè)颂峁┝藫矶碌燃壍牧炕畔ⅲ瑸閷崿F(xiàn)高架橋暢通出行提出了新的解決方法。
【IPC分類】G08G1-01
【公開號】CN104809870
【申請?zhí)枴緾N201510170173
【發(fā)明人】丁鎮(zhèn), 冉艷, 鄒嬌, 董婉麗, 徐戚, 戴波, 胡濤, 姬曉波, 李紹甫, 孫曉靜
【申請人】安徽四創(chuàng)電子股份有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月10日