[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

说明书

本发明提出一种基于卡口检测数据的交叉口信号配时参数推断方法，涉及交通信号配时研究的技术领域，推断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。本发明以卡口检测数据为基础，结合交叉口几何特征，基于过车时间序列信息推测相位相序，引入相位权重和相位平均时间信息推断相位绿灯时间。本发明考虑交叉口上每个进口道，非单一方向，交叉口各放行方向之间信息互为补充，充分结合实际需求，逻辑链条完整，推断准确度高，模型具有较高的鲁棒性，场景可移植性强，可以适用于实际中的卡口过车数据以及其他带有身份标签检测的数据，此外，本发明还可进一步对信控系统与卡口系统的时钟进行问题发现与校准。

技术领域

本发明涉及交通信号配时研究的技术领域，更具体地，涉及一种基于卡口检测数据的交叉口信号配时参数推断方法。

背景技术

道路交叉口是指两条或两条以上道路的相交处，交叉口处红、绿灯的时间配比称为信号配时，红、绿信号灯相位是指在信号控制交叉口的每一种控制状态(一种通行权)，即对各种进口道不同方向所显示的不同灯色的组合，就称为一个交通信号灯相位，实质是针对不同方向的交通流，给予相应的放行的时间。

先进的城市交通控制系统是提高城市交通运行效率的重要途径之一，同时它也是城市现代化的一个重要标志。交叉口信号配时在城市交通管理中非常重要，现有的交叉口信号配时数据基本上存储于信号机厂商中，而不同的信号机厂商有不同的数据存储格式和存储空间，想要获得和解析信控数据非常困难；另一方面，信号机设备与卡口检测设备等系统的时钟会因不同设备及工作系统间存在的时钟差异而导致信号配时数据不准确，进而会对数据驱动的交通信号控制、交通信息分析等提供错误的指导。随着交通检测手段的不断丰富，利用现有的卡口式电子警察检测到的车辆通过停车线的时间序列数据对交叉口信号配时参数进行推断，可以获取交叉口的配时方案流水，以及校准不同系统的时钟差异，从而为城市交通管理提供良好的数据基础。如图1所示，卡口式电子警察一般设置在道路交叉口进口道停车线后，通过一定的角度设置，在停车线前划出一个虚拟检测区 (见图1)，当车辆经过虚拟检测区时，卡口记录下相关信息，包括车辆号牌、车辆颜色、车辆类型、车辆速度、经过时刻以及所对应的进口道方向、车道编号、车道功能等，由于车辆在交叉口处严格按照红灯停、绿灯行的规则通行，则根据车辆通过停车线的时间序列可以进行判断何时处于红灯或绿灯状态，进而通过交叉口整体的车辆放行特征，推断出整个交叉口的信号配时参数。

2020年8月，Zhan X,Li R等在“Transportation Research Part C EmergingTechnologies”上发表“Link-based traffic state estimation and prediction forarterial networks using license-plate recognition data”文章，提出基于卡口检测数据，利用支持向量机的方法对信号配时参数进行估计，在该研究中，所用的研究场景如周期、红绿灯时间是固定的，并且在放行方向方面，没有考虑整体交叉口各放行方向之间的信息，因此在信号配时参数推断时，形成的逻辑链条不完整，无法较好的完成一个交叉口整体配时参数的推断，因此，推断准确度有限。

发明内容

为解决现有交叉口信号配时的估计推断方法考虑场景固定单一，整体性配时推断能力不足及准确度低的问题，本发明提出一种基于卡口检测数据的交叉口信号配时参数推断方法，对交叉口整体的信号配时参数进行推断，为数据驱动的交通管理与控制提供准确的数据基础。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种基于卡口检测数据的交叉口信号配时参数推断方法，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；