[发明专利]基于城市道路拥堵识别的检测器布设方法

摘要

本发明公开了一种基于城市道路拥堵识别的检测器布设方法。现有国内交通控制系统的检测器布设方法，或是在距进口道50m处设置检测感应器，这种布设方法在车辆达到一定数量时，无法说明道路的运行状况，且易发生误触发瓶颈控制等问题。本发明提出的检测器布设技术包括选择并处理得到拥堵识别指标的步骤、定义排队强度检测器的步骤、确定排队强度检测器位置的步骤、定义拥堵检测器的步骤、根据交通控制状态确定拥堵检测器位置的步骤、基于道路的几何条件和现有的检测器进行综合布设的步骤。本发明是基于道路的拥堵特性和交通控制的作用时效，并且考虑了道路物理条件，合理地设置几组检测器，以此准确地获得道路的拥堵状态。

主权项

1.基于城市道路拥堵识别的检测器布设方法，其特征在于该方法包括以下步骤：c1、选择并处理得到拥堵识别指标；c2、定义排队强度检测器；c3、确定排队强度检测器位置；c4、定义拥堵检测器；c5、根据交通控制状态确定拥堵检测器位置；c6、基于道路的几何条件和现有的检测器进行综合布设；步骤c1选择并处理得到拥堵识别指标包括：c11、获取时间占有率：通过检测器测量，得到在一段时间内通过检测器的车辆占有时间，并且取与该时段长度之比即为时间占有率；c12、处理得到滚动时间占有率；步骤c2具体是：定义排队强度检测器为了更加明确地描述道路的拥堵状况，将车辆的排队长度作为其拥堵状态参数，但是由于不同的进口车道长度存在不同的情况，为了保证各个进口道的公平性，故提出排队强度这一概念，即排队长度与该进口道的路段长度的比值，因此根据排队强度来确定检测器位置，所以此组检测器称为排队强度检测器；式中：Pi—进口车道i的排队强度；qi—进口车道i的排队长度；Li—进口车道i的路段长度；步骤c3具体是：确定排队强度检测器位置c31、设定排队强度阈值根据道路的条件和控制拥堵程度，来设置排队强度阈值c32、计算出排队强度检测器的布设位置利用步骤c2中排队强度的定义，计算得到第一组检测器的布设位置，式中：—进口道i的排队强度检测器布设位置；Li‑‑进口车道i的路段长度；—进口车道i的排队强度阈值；步骤c4具体是：定义拥堵检测器当步骤c3中的排队强度检测器识别到拥堵状态时，为防止因为瓶颈识别的延迟,造成排队上溯，因此根据上游驶入的流量预留空间，设置第二组检测器，位置在处；步骤c5具体是：根据交通控制状态确定拥堵检测器位置c51、获取交通控制状态基本参数c511、采集城市道路的基本信息获取道路中上游驶入的各转向车道的车道数Ns，Nl，Nr，以及各个相位最大绿灯时间gtmax s，gtmax l，gtmax r，其中Ns表示直行交通流车道数，gtmax s表示所在相位的最大绿灯时间；Nl表示左转交通流车道数,gtmax l表示所在相位的最大绿灯时间；Nr表示右转交通流的车道数,gtmax r表示所在相位的最大绿灯时间；c512、获取各转向车道的饱和流率采取现场采集饱和车头时距然后计算出饱和流率，式中：Si—车道i的饱和流率；‑‑代表进口车道i测得的饱和车头时距，单位s；c513，获取判别间隔时间将连续N个时间占有率的最小值作为判别值，拥堵检测的判别间隔时间为NT，T表示滚动时间占有率的计算时间间隔；c514、获取拥堵控制时间当城市道路交叉口出现拥堵现象时，对当前周期内延迟的时间进行判别：①当前信号灯为绿灯时间，则在该绿灯时间释放完毕后，再启动瓶颈控制，则瓶颈控制的效果延迟时间最大为该信号灯的绿灯时长g；②当前的信号灯时间为红灯时，则即刻启动瓶颈控制，延迟时间为0；同时取g为拥堵控制时间；c52、计算上游最大驶入车辆数c521、直行相位放行时式中：J—驶入最大车辆数，单位辆c522、左转相位放行时c53、计算拥堵检测器的位置c531、根据城市道路设计标准和现场采集，获取阻塞车辆密度Kj和进口道的车道总数Nlinkc532、根据瓶颈识别到作用时间，确定检测器设置位置已知瓶颈识别到作用的时间M＝NT+gtmaxi,(1)设左转相位和直行相位绿灯时间较小的值为直行相位的gt_maxs，根据瓶颈识别到作用的时间，确定进口道i检测器设置位置①当M∈(0,gtmaxs]时,M时间过短时：②当M∈(gtmaxs,gtmaxl]时，则按照比例换算成左转和直行相位的绿灯时间下的最大车辆数J：③当M∈(gtmaxl,gtmaxl+gtmaxs]时，同②换算得到最大车辆数④当M∈(gtmaxl+gtmaxs,∞)时，驶入车辆数至多取两个相位最大绿灯时间下驶入车辆数之和：(2)设左转相位和直行相位绿灯时间较小的值为左转相位的gt_maxl，根据瓶颈识别到作用的时间，确定进口道i检测器设置位置①当M∈(0,gtmaxl]时，M时间过短时：②当M∈(gtmaxl,gtmaxs]时，则按照比例换算成左转和直行相位的绿灯时间下的最大车辆数J：③当M∈(gtmaxs,gtmaxl+gtmaxs]时，同②换算得到最大车辆数④当M∈(gtmaxl+gtmaxs,∞)时，驶入车辆数至多取两个相位最大绿灯时间下驶入车辆数之和：式中:Kj—阻塞车辆密度，辆/kmNlink—进口道的车道总数J—上游驶入最大车辆数，单位辆；步骤c6中基于道路的几何条件和现有检测器进行综合布设，详细步骤如下：c61、获取道路的长度信息和设置两组检测器间距阈值获得道路的长度L_i，考虑到道路几何条件和检测器间的布设间距，应给两组检测器间预留一定的距离d，设且设d与路段长度L_i之比的阈值为c62、获取道路上现有检测器信息c63、对道路的布设条件进行识别①当时，认为进口道i的路段长度过长，则需另外设置两组检测器，结合已有检测器，布设位置分别为②当时，认为进口道i的路段长度较长，则需另外设置一组检测器，布设位置分别为③当时，认为进口道i的路段长度较短，则需设置一组检测器，布设位置分别为式中：Li—进口道i的路段长度—进口道i的排队强度检测器所在位置‑‑进口道i的拥堵识别检测器所在位置。