[发明专利]一种基于卡口检测数据的交叉口信号配时参数推断方法

权利要求书

1.一种基于卡口检测数据的交叉口信号配时参数推断方法，其特征在于，所述的交叉口信号配时参数包括：相位相序、周期时间及相位绿灯时间，所述方法包括以下步骤：

S1.根据卡口检测数据与交叉口几何特征，统计每一辆车的过车信息；

S2.将交叉口每个进口道的车道组进行规范化表述；步骤S2所述的将交叉口每个进口道的车道组进行规范化表述时，每个进口道规范化为两个车道组，包括直行车道组和左转车道组，直行车道组包括直行车道、直右车道；左转车道组包括左转车道、直左车道、掉头车道、直行掉头车道、左转掉头车道；

S3.基于每一辆车的过车信息，提取对应的时间序列，利用DBSCAN聚类算法，推断交叉口的相位相序；

步骤S3所述的基于每一辆车的过车信息，提取对应的时间序列，利用DBSCAN聚类算法，推断交叉口的相位相序的过程为：

S31.将每一车道组的过车数据按照时间序列进行排序;

S32.根据车道组的过车数据，基于DBSCAN聚类算法对每一车道组的过车时间序列进行第一次聚类处理，确定交叉口路灯开启后的平均车头时距，以平均车头时距为某一样本的邻域距离阈值，以绿灯开启后的连续通过车辆数为某一样本的距离为的邻域中的样本个数阈值MinPts，得到绿灯时间内放行的车辆簇；

S33.将车辆簇的簇间距在一个阈值范围内的同一个放行流向中的相邻两个放行车辆簇进行合并；

S34.计算不同放行流向在时间上的重叠度,得到交叉口同一相位内放行的流向，从而确认放行流向与相位的匹配信息，时间重叠度的表达式为：

其中，u、v分别表示放行流向序号，、分别表示放行流向u及放行流向v的聚类车辆簇的间隔，代表集合U的长度，表示集合V的长度；表示放行流向u与放行流向v在时间上的重叠度；重叠度越高，放行流向u与放行流向v在交叉口交通信号方案中为同一相位内放行的概率越大；

S35.根据步骤S34得到的放行流向的时间重叠度，设置阈值，当某两个放行流向的时间重叠度大于阈值，则判定两个放行流向属于同一相位；

S36.根据步骤S35得到的放行流向与相位的匹配信息，计算每一个相位其后续的紧邻相位概率，根据所得紧邻相位概率的大小排序，推断出交叉口的相位顺序；

所述每一个相位后续紧邻相位的计算表达式为：

其中，表示相位A后续紧邻相位B的概率；表示相序AB出现的次数，表示相位B出现的次数；

S4.根据步骤S3推断的交叉口的相位相序，统计最大相位车流量对应的过车数据，设定时间间隔，利用快速傅里叶变换方法与DBSCAN聚类算法推断交叉口的周期时间和不同周期时间的分段点；

S5.考虑相位权重与平均相位时间信息，构建二次规划模型，进行相位绿灯时间的推断；

步骤S5中所述的进行相位绿灯时间的推断过程为：

S51.根据步骤S4推断的交叉口的周期时间分布，以分段点分割，选择相同周期时间的连续时段作为相位绿灯时间推断的对象；

S52.以所有车辆样本点与推断的相位分割时刻最小间隔之和最大为目标函数，考虑松弛变量软间隔和平均相位时长信息约束，构建二次规划模型，将绿灯相位时间的推断转变为相位分割时刻的推断，求解二次规划模型后得到推断的绿灯相位时间。

2.根据权利要求1所述的基于卡口检测数据的交叉口信号配时参数推断方法，其特征在于，交叉口进口道的过车信息包括：交叉口编号、进口道方向、车道功能、车牌号码及时间戳信息，其中进口道方向包括：东、西、南、北；车道功能包括：直行、左转、右转、直左、直右、掉头，掉直，掉左；第n辆车的通过信息表达为：

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