[发明专利]一种城市道路交通需求与控制的映射方法

说明书

本发明公开了一种城市道路交通需求与控制的映射方法。该方法通过用五元组的形式描述交通场景，其中五元组分成五个层次，第一层用于描述通过广域雷达、视频、车联网等检测手段获得原始数据；第二层用于描述根据需求对原始数据加工后的数据；第三层用于描述确定场景的加权综合指标；第四层用于描述基础层场景，主要包括欠饱和和过饱和；第五层用于描述叠加层场景，其是建立在基础层场景上的，用于连接控制策略。通过五元组可以有效建立交通需求至控制策略的映射，并能够辨识各种交通需求，并提供了一套系统、完整、可实施的技术方案。

技术领域

本发明属于城市道路交通控制领域，具体涉及一种用于城市道路交通需求到信号控制策略的映射方法，为城市交通场景定义方法。

背景技术

受控交叉口是城市道路交通的重要节点，也是交通管控的主要对象。由于交通需求具有多维度、复杂性和时变性等特点，因此准确辨识交通需求是实施有效控制策略的前提。传统的受控交叉口的过饱和状态判别上都能得到较为准确的结果，但是其均未能充分考虑实际交通需求的构成，换言之上述方法均默认交通需求的组成具有单一性。而受控交叉口往往针对不同交通需求采用相应的控制策略，准确辨识不同交通需求的交通状态才能为控制策略的精准实施提供依据。

发明内容

针对当前城市道路交叉口交通状态判别无法有效满足交通需求与控制策略的匹配的问题，本发明提出了一种城市道路交通需求与控制的映射方法，能够实现交通需求映射至控制策略，并精准辨识。该方法具体包括如下步骤：

步骤一：采用五元组的形式描述交通场景，S＝(R,P,C,B,O)：

其中，R是原始数据的集合，P是在原始数据基础上加工出来的数据，C是由P加权得到综合性能指标，B是基础层场景，O是叠加层场景；

步骤二：采用一种扩展的离散交通状态编码方法定义交叉口各方向车道的原始数据：

D向量表示方向状态空间；M向量表示存储车道单元是否有车辆存在的信息；G向量表示存储车辆的速度信息；Z向量表示存储车辆的加速度信息；Q向量表示存储车辆的身份信息；N向量表示存储车辆的换道信息；L表示有效检测区域长度；n当前方向车道数量；l表示车辆占用道路的单位空间；

步骤三：对原始数据的集合R进行加工得到集合P，再利用加工后的数据设计得到用于场景辨识的综合性能指标。

综合性能指标C有

C＝w₁·p₁+w₂·p₂+...+w_n·p_n

其中w_i为指标权重，p_i是加工的数据；

步骤四：构建一个基础层场景到叠加层场景的连接关系，得到关系矩阵：

Γ＝[Θ₁,Θ₂,...,Θ_k],k≥2

其中，

{Θ_i＝B_[u,o]→O_j|i,j0}

B_[u,o]是基础层的信息：

B_[u,o]＝[B_u,B_o]

O_j是叠加层的信息：

O＝[O₁,O₂,...,O_j],j≥0