[发明专利]基于宏观基本图的排队溢出链检测方法

说明书

本发明公开了一种基于宏观基本图的排队溢出链检测方法，首先根据平均流量和平均密度后获得宏观基本图和动态轨迹图；之后，根据动态轨迹方向来判断该路段是否发生排队溢出。观察动态轨迹变化方向，轨迹向量为右下(即指向第四象限)且与x轴正向夹角α较大时，流量及密度均减小且流量降低明显，则说明发生排队溢出；当空间相邻的多个路段均发生排队溢出即轨迹方向均为指向第四象限时，上述路段构成的链条也一定发生排队溢出，即产生排队溢出链。本发明方法简单，对数据要求不高，且使用广泛。

技术领域

本发明设计一种城市路网中的排队溢出链的检测方法，具体来说，是涉及一种基于宏观基本图的排队溢出链的检测方法，该方法利用各路段车辆信息对路段是否溢出进行判断，并对排队溢出链的存在及长度进行检测。

背景技术

排队溢出链是指当某个交叉口处于饱和或者过饱和的状态下，车辆排队现象延伸到附近的交叉口，造成一系列的排队溢出现象的情况，也称“交通多米诺现象”。排队溢出链的产生会向各个方向的上游路段产生影响，进一步扩大溢出范围。城市路网中的排队溢出链的影响范围大，无论是在通行效率折损上，还是在疏解拥堵的压力上都会更为显著，造成社会资源极大的浪费。对排队溢出链的识别，是进行交通控制的前提条件。

发明内容

本发明提出一种基于宏观基本图的排队溢出检测方法，该方法能够检测某个路段排队溢出与否，通过检测结果进一步分析是否存在排队溢出链，并获取排队溢出链的位置与长度。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于宏观基本图的排队溢出链检测方法，包括如下步骤：

1)在宏观基本图的基础上，将流量-密度点由时间先后顺序通过有向线段连接，形成交通动态轨迹图，使用动态轨迹将路段在相邻时间间隔内的流量密度变化进行标示，利用轨迹变动方向即向量方向判断单个路段是否发生排队溢出；

2)在已知的溢出路段中，从单个路段出发分别向上下游寻找其他相连的路段，如果新加入的路段形成的区域的轨迹变动方向也满足排队溢出要求，则所述区域是连锁溢出区域；并进一步寻找外围路段，层层递进，直到新加入的路段形成的区域的轨迹变动方向不满足排队溢出要求，则输出找到的连锁溢出路段集合，即排队溢出链。

上述技术方案中，是否发生排队溢出的具体判断方式为：在得到宏观基本图及动态轨迹图后，观察动态轨迹图变化趋势中箭头指向的4个方向：右上即指向第一象限、左上即指向第二象限、左下即指向第三象限、右下即指向第四象限，其中指向第四象限的向量，当其与x轴正向夹角显著大于零时(所述的显著大于零，也可以采用阈值法判定，当所述指向第四象限的向量与x轴正向夹角不小于10°，就可以认定为其显著大于零)，可判断该路段或区域发生排队溢出。

由向量加法的平行四边形法则可知，当连续的多个路段均发生排队溢出即动态轨迹图中的轨迹方向均为指向第四象限时，上述路段构成的链条也一定发生排队溢出，即产生排队溢出链；从而排队溢出链条的查找方法为：当存在某个路段的轨迹朝着第四象限，以该路段为种子区域，沿上游和下游追溯，将相邻路段和种子区域放在一起构成潜在区域，并计算潜在区域整体的流量-密度轨迹，如果整体的动态轨迹也是指向第四象限，则表明潜在区域也为整体溢出，继续寻找，直到潜在区域的流量-密度轨迹不是朝着第四象限。

本发明的有益效果是：

1.不仅可以得到单个路段是否存在排队溢出，还能得到有否存在排队溢出链以及排队溢出链的位置、长度。

2.使用宏观基本图，用图像化的方式处理数据，直观简洁。

附图说明

图1是某一区域以及该区域内一条路段的流量-密度轨迹图；

图2是排队溢出判别示意图；

图3是本发明检测排队溢出链的流程示意图。

具体实施方式