[发明专利]路口实际通行需求关联可视化分析方法和系统

说明书

本发明提供一种路口实际通行需求关联可视化分析方法和系统，基于路口实际交通通行数据以及信号控制配时数据，以可交互的可视化图表实现对路口各流向交通需求与信号配时方案匹配情况分析，进而评价信号控制方案的合理性；本发明通过直观的可视化方法和灵活的交互，能够清晰呈现信号控制路口的各流向交通实际需求，直观识别关键流向，配合需求与供给的平衡分析，识别信号控制方案中存在的配时不合理、阶段配置不合理、时段划分不合理等问题。

技术领域

本发明涉及一种路口实际通行需求关联可视化分析方法和系统。

背景技术

道路交通拥堵产生的根本原因在于交通供求关系的不平衡，从管理角度抑制交通需求或提升已有交通系统效率成为当前应对交通堵塞问题的重要手段，其中交通信号控制在提升道路交通效率方面发挥重要效用，已逐步成为缓解城市交通拥堵的主流方法。然而在拥堵状况下，诸多测试均表明既有的城市道路交通信号系统的控制效果不佳，其重要原因之一在于未能实现交通系统供给与需求的有效匹配。

目前交管部门在进行信号控制方案配置时主要依据管控经验进行，根据方案部署后的交通通行情况反馈再进行调整。现状表明，因缺乏有效的技术手段实施配时方案与实际交通需求的匹配程度分析判断，直接影响信号配时方案合理性，城市道路交通通行效率问题难以改善。

在信号控制研究领域，通过指标评估、虚拟仿真等手段能够实现对信号控制方案合理性以及实施效果的评价，但受制于指标计算仿真实施对专业性的要求，此类方法很难在实际应用中使用。目前的信号控制系统在方案配置时也未开放合理性评估功能，管控实施者缺乏便捷有效的辅助工具。

发明内容

本发明的目的是提供一种路口实际通行需求关联可视化分析方法和系统解决现有技术中存在的缺乏有效的技术手段实施配时方案与实际交通需求的匹配程度分析判断，直接影响信号配时方案合理性，城市道路交通通行效率问题难以改善的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种路口实际通行需求关联可视化分析方法，基于路口实际交通通行数据以及信号控制配时数据，以可交互的可视化图表实现对路口各流向交通需求与信号配时方案匹配情况分析，进而评价信号控制方案的合理性，包括以下步骤，

S1、基于路口渠化情况与交通需求参数构建流向时序图，其中时间轴根据短时间隔τ均分为若干时间单元，流向轴根据路口各进口的车道转向确定；任一时间单元与任一流向对应的分析单元为该流向在对应时间单元内的交通需求；设置交通需求参数数值区间与色值的映射，并根据实际参数数值在时序图中对应分析单元区域着色，生成流向时序热力图；

S2、基于信号配时数据构建阶段时序图，时间轴与步骤S1中流向时序图采用相同的短时间隔τ，均分为若干时间单元，阶段绿灯时间轴表示控制阶段绿灯时长，同一方案各阶段的绿灯时间进行堆叠；任一时间单元与任一阶段对应的分析单元为该阶段在对应短时段内的绿时需求，包括阶段绿时需求与绿时利用率；设置绿时需求参数数值区间与色值的映射，并根据实际参数数值在阶段时序图中分析单元区域着色，生成阶段时序热力图；

S3、根据分析总时长内信号控制方案的时段划分情况，在步骤S1生成的流向时序热力图、步骤S2生成阶段时序热力图标示时段分割节点；

S4、基于流向交通需求以及信号控制阶段的关联关系，由流向时序热力图与阶段时序热力图实施路口交通需求及信号控制方案配置合理性的关联可视化分析，包括关键流向判别、阶段配置合理性分析、时段划分合理性分析、方案配时合理性分析。

进一步地，步骤S1中，路口流向轴包括东左转、东直行、东右转、西左转、西直行、西右转、南左转、南直行、南右转、北左转、北直行、北右转；

交通需求参数，包括交通流量、饱和车头时距；若为单日数据，交通流量为流向所对应的最大车道流量；若为多日数据，流向交通流量为每日最大车道流量的统计值；饱和车头时距为达到该流向车道达到饱和状态时车头时距平均值。