[发明专利]干线多交叉口交通流均衡性控制的数据融合系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及交通多源数据融合技术领域，尤其涉及面向交通均衡性为目标控制的数据融合方法。

背景技术

随着交通需求的持续增加和对路网均衡性的要求，传统的交通控制目标如交叉口延误、排队长度和停车率等已不能满足城市交通控制的需要，为了改善交通运行状况，满足交通出行者对交通环境的需求，需要建立路网均衡性为目标的交通控制方法。

均衡性是定量描述交通流在各个方向的均衡程度的指标。均衡指决策者在制定交通控制方法中，对控制对象各方向交通流的排队长度进行均衡的控制，事实上排队状态是反映交通控制方法的综合效果的一个重要指标。其同时体现了交通控制方法对各个方向交通流的公平。均衡性是一个多层次的指标，无法通过交通状态获取技术的一次测量得到，往往要通过多次测量并进行数据融合而得到。

数据融合技术是针对使用多个或多类传感器的系统这一特点问题而开展的一种信息处理新方法。我国基于新型地磁传感器交通状态获取技术已取得突破进展，利用数据融合技术，将实时地、准确地获取交通流的均衡性指标。

发明内容

为了克服现有技术结构的不足，本发明提供交通干线多交叉口均衡性控制的数据融合系统及方法，其通过对由干线顺延方向来回双向交通流在干线各交叉口的车道平均排队长度进行数据融合得到。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

干线多交叉口交通流均衡性控制的数据融合系统，该系统通过定义包含两个或多个十字交叉口的干线主体，对所述干线所包含的各个交叉口均衡性指标求其加权期望值来达到均衡性数据融合的目的，所述数据融合系统包括以下模块：

十字交叉口车道平均排队长度获取模块，其通过在车道上安装若干传感器，利用传感器检测到的信息分析计算，运用排队理论推算出车道平均长度；

十字交叉口的均衡性指标融合模块，在十字交叉口中，均衡性指标由交叉口各方向的车道平均排队长度的标准方差来体现；以及，

干线多交叉口均衡性指标数据融合模块，该模块用于计算干线多交叉口中，各个十字交叉口均衡性指标的数据融合，其由干线包含的各个十字交叉口均衡性指标加权期望值来进行，其中，各模块之间的连接关系如下：

所述十字交叉口车道平均排队长度获取模块将计算所得的车道平均长度传送给所述字交叉口的均衡性指标融合模块进行方差融合，并将融合结果传送到干所述干线多交叉口均衡性指标数据融合模块求取加权期望值。

所述系统的技术方案进一步包括：

十字交叉口车道平均排队长度获取模块中，所述在车道上安装若干传感器是指，在十字交叉口每个路口停止线处各安装一个线圈传感器SL，在路段进入车道入口处(即入口车道虚线结束实线开始处)安装地磁传感器ST，在线圈传感器S1和地磁传感器ST之间的中点处安装地磁传感器SC，该十字交叉口车道平均排队长度获取模块利用这3个传感器实现路段平均排队长度的检测。

干线多交叉口交通流均衡性控制的数据融合方法，其通过定义包含两个或多个十字交叉口的干线，均衡性指标由干线所包含的各个交叉口均衡性指标加权期望值来体现，所述数据融合方法包括如下步骤：

步骤1：十字交叉口车道平均排队长度的获取，其通过在车道上安装若干传感器，利用传感器检测到的信息分析计算，运用排队理论推算出车道平均长度。

所述在车道上安装若干传感器是指，在十字交叉口每个路口停止线处各安装一个线圈传感器SL，在路段进入车道入口处(即入口车道虚线结束实线开始处)安装地磁传感器ST，在线圈传感器S1和地磁传感器ST之间的中点处安装地磁传感器SC，该十字交叉口车道平均排队长度获取模块利用这3个传感器实现路段平均排队长度的检测，该检测技术方案如下：

当所述地磁传感器ST检测到有车辆且速度为零时，开始计时，当计时器计时时间达到一个路灯周期中3/4时，查看所述地磁传感器SC的检测情况，分两种情况：

情况一，如果所述地磁传感器SC检测的车辆瞬时速度不为零，采用检测路口饱和流率作为车辆驶离率μ、路段上游线圈传感器检测的该时段单位车流量作为车辆到达率λ，利用M/M/1/∞/∞排队模型，计算出的排队长度为路段排队长度：