[发明专利]一种数据驱动的交叉口信号控制评价系统

权利要求书

1.一种数据驱动的交叉口信号控制评价系统，其特征在于，包括：

数据源，用于存储交叉口信息、连接交叉口的路网信息，并提供查询，

轨迹采集模块，用于采集交叉口处车辆的轨迹数据，

单点评价模块，分别与数据源和轨迹采集模块连接，用于基于路网信息和轨迹数据计算绿灯利用率、车均延误和最大排队长度并展示，

干线评价模块，分别与数据源和轨迹采集模块连接，用于基于路网信息和轨迹数据计算车流集中度和绿灯到达率并展示；

所述干线评价模块包括：

干线协调评价子模块，用于基于路网信息和轨迹数据计算车流集中度和绿灯到达率并展示，

干线协调绿波图子模块，用于展示干线协调绿波图，

绿波数据展示子模块，用于展示绿波数据；

所述车流集中度计算过程具体包括以下步骤：

通过轨迹数据计算两交叉口间路段上每辆车的行程时间，通过求最小值以及下游交叉口协调相位的绿灯时长获得密集车流集中的时间范围，

根据轨迹数据筛选出密集车流集中的时间范围内的车辆数以及总数计算出车流集中度；

所述车流集中度的数学表达式为：

其中：P为车流集中度，V_G为行程时间处于[t_min，t_max]范围的车辆数，V_A为总车辆数，t_min为所有车辆行程时间中的最小值，t_max为密集车流行程时间范围的最大值，

t_max＝t_min+g

其中：g为下游交叉口的协调相位绿灯时长。

2.根据权利要求1所述的一种数据驱动的交叉口信号控制评价系统，其特征在于，所述单点评价模块包括：

渠化模式展示子模块，用于展示交叉口的渠化模式；

配时方案展示子模块，用于展示交叉口配时方案；

基本约束评价子模块，用于提供最大绿灯时长、行人过街约束、排队长度约束以及饱和度约束；

单点控制评价子模块，用于基于数据源提供的数据计算绿灯利用率、车均延误和最大排队长度并展示。

3.根据权利要求2所述的一种数据驱动的交叉口信号控制评价系统，其特征在于，所述绿灯利用率的数学表达式为：

其中：UOG_i为车道组i的绿灯利用率，g_i为车道组i的绿灯时长，o_i，j为车道组i在第j秒的占用值。

4.根据权利要求3所述的一种数据驱动的交叉口信号控制评价系统，其特征在于，所述车道组i在第j秒的占用值具体为：

其中：n_i，j为车道组i在统计时段内收集到的绿灯时间第j秒通过的轨迹车辆数，u_thre，i为判断车道组i绿灯时间的第j秒是否被占用的阈值。

5.根据权利要求4所述的一种数据驱动的交叉口信号控制评价系统，其特征在于，所述阈值为：

其中：headway_max为绿灯未被利用的车头时距最大值，n_l为车道组i包含的车道数，n_q为n_c个周期内采集到的轨迹数，n_Q为n_c个周期内的车辆总数，n_c为叠加的轨迹点所覆盖的周期数。

6.根据权利要求2所述的一种数据驱动的交叉口信号控制评价系统，其特征在于，所述最大排队长度为最大排队出现的位置与停车线位置的距离，所述最大排队出现的位置的数学表达式为：

其中：为最大排队出现的位置，X₀为停车线位置，w为根据历史轨迹获得的排队消散波斜率，α为排队集结波的斜率，为该相位红灯开始时间，为该相位红灯结束时间。

7.根据权利要求1所述的一种数据驱动的交叉口信号控制评价系统，其特征在于，所述绿灯到达率的数学表达式为：

其中：POG为绿灯到达率，N_G为绿灯期间到达交叉口停车线的车辆数量，N为交叉口通过的车辆总数。