[发明专利]一种基于车辆轨迹估算路口信号灯配时的方法

说明书

一种基于车辆轨迹估算路口信号灯配时的方法，其采集车辆通过路口的轨迹数据，根据车辆在路口的累计轨迹数据绘制每个路口的旅行时间分布图，在旅行时间分布图中计算峰值间距，根据峰值间距估计相应路口的红灯时间，从而得到该路口的信号灯配时。本方法根据车辆行驶轨迹的历史数据和累计叠加的变化规律提出了一种新的计算大范围交通信号配时的方法，能够在现阶段计算机处理能力下有效实现数据挖掘，为人们智慧出行和智慧城市的建设提供更加精确和科学的建议。

技术领域

本发明涉及数据处理技术、道路状态分析技术及模型构建的方法，特别涉及将移动互联网数据用于估算城市交叉口信号配时方案估计的方法。

背景技术

道路交通信号灯是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种重要工具。适用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信号控制机控制，指导车辆和行人安全有序地通行。

合理的信号灯配时方案可以提高交叉口的通行能力，目前对于信号灯配时方面的研究大都是对信号灯配时方案进行优化。然而，城市信号灯配时信息也是有一定的应用价值的。当今，人们生活节奏的加快，使其对交通状态、出行时间、路径的预知有了更高的期望，人们期望在驾驶车辆通过或一段时间内将要通过交叉口时所需要的旅行时间和在该交叉口的等待时间。因此，可以通过将交叉口信号灯的配时信息经过处理后上传至车载或手机软件，分析出车辆在该路口需要等待的时间，并将运算结果直接传送给驾驶员。驾驶员可以根据结果决定是等待通过该路口还是选择其他路径，同时也降低了驾驶员在等待信号灯时由于不知道等待时间而产生的不安情绪。

一般可以通过使用固定位置的检测器（线圈）计算和评估信号配时，这种方式不适用于大范围区域，只能获取几个或小范围区域内的信号灯配时信息，然而，想要获取大范围或整个城市的信号灯配时信息确很难，城市信号灯配时信息大都掌握在交通管理部门，并不对外公开，且信号灯的配时方案较长时间后也有可能改变。所以，我们考虑寻找一种方法能够根据可以获取的数据推算出大范围内或整个城市的信号灯配时信息是非常有必要和有意义的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何估算大范围的交通信号灯配时。

本发明采用以下技术方案来实现：

一种信号灯配时估计方法，包括以下步骤：

S01：采集车辆通过路口的轨迹数据；

S02：根据车辆在路口的累计轨迹数据绘制每个路口的旅行时间分布图，其中横坐标为车辆通过该路口的旅行时间，纵坐标为车辆数量；

S03：在旅行时间分布图中计算第一个峰和第二个峰之间的间距D；其中第一个峰对应不停车通过路口的车辆旅行时间，第二个峰对应的是受到红灯延误车辆的旅行时间；

S04：采集部分路口的真实红灯时间数据，根据相应路口的峰值间距D与真实红灯时间，采用线性拟合方法计算得到模型常数C；

S05：对需要估计红灯时间的其他路口，根据相应路口的峰值间距D与模型常数C，计算得到该路口的红灯时间；

S06：根据该路口的红灯时间r得到该路口的信号灯配时方案。

优选地，在路口各个方向的上下游各选择1条观测线，车辆在路口的旅行时间等于车辆通过下游观测线的时间减去车辆通过上游观测线的时间。

优选地，观测线与路口的距离根据实际路口进行调整。

优选地，步骤S05中，根据公式r=(D-C)/0.5计算红灯时间r。

优选地，车辆的轨迹数据是通过车载或手机软件收集得到的移动互联网数据。

优选地，当车辆轨迹数量较多的情况下，直接根据通过交叉口的车辆通过时间计算配时。