[发明专利]一种基于浮动车数据的城市道路交叉口运行评价指标体系

说明书

本发明公开了一种城市道路路口信号控制优化方法，该方法通过浮动车数据采集和地图路网信息提取，计算延误指数、失衡指数、饱和指数和溢流指数，通过上述指数在内的运行评价指标体系，快速、精确判断出城市道路交叉口当前的运行状态，可为实施精准的交通信号控制手段提供支撑，达到提高城市交叉口通行效率，达到缓解拥堵的目的。

技术领域

本发明涉及城市智能交通控制领域，特别是一种基于浮动车数据的城市道路交叉口运行评价指标体系。

背景技术

当前城市道路交叉口的运行状态的评价主要是利用固定检测设备如感应线圈、地磁或视频检测设备检测到的车辆流量、占有率等数据，通过估计等方法实现。由于检测设备为固定式，因此无法动态识别交叉口各个方向道路上的状态，且评价手段单一，因此存在很多不足。利用浮动车的动态特性和建立丰富、精确的评价指标体系，能够提高交叉口运行状态评价的准确度，是提高交通信号控制效率、缓解城市交通拥堵的重要支撑。

发明内容

针对当前城市道路交叉口运行状态评价中存在的不足，本发明通过利用浮动车的位置数据、速度数据等，提出包括延误指数、失衡指数和饱和指数在内的运行评价指标体系，可实现对交叉口运行状态的准确评价。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于浮动车数据的城市道路交叉口运行评价指标体系，包括如下步骤：

步骤一、浮动车数据采集：采集浮动车的运动状态信息，所述运动状态信息包括车辆的ID，车辆经纬度、车辆点速度、车辆运行时间戳等；

步骤二、地图路网信息提取：提取地图路网中的组成元素，所述组成元素包括路段，交叉口等；

步骤三、计算延误指数：根据车辆的ID，对行驶在一条道路上的车辆的轨迹进行匹配，通过车辆点速度和车辆运行时间戳计算出车辆的延误时间、交叉口相位的延误指数、交叉口阶段的延误指数；

步骤四、计算失衡指数：在延误指数的基础上，通过车辆等待放行的信号周期数计算出交叉口的失衡指数；

步骤五、计算饱和指数和溢流指数：在阶段延误指数的基础上，通过交叉口阶段放行内车辆通过时的延误指数计算出交叉口的饱和指数和溢流指数。

优选地，步骤三中计算延误指数的具体步骤如下：

(1)采用聚类算法计算车辆自由行驶车速，其中自由行驶是指车辆在路网运行过程中不受信号控制和其他车辆干扰，由自由行驶车速得到车辆自由通行时间；

(2)计算车辆延误时间

其中，t_d为车辆延误时间，t_r为车辆实际通行时间，为车辆自由通行时间；

(3)计算车辆延误指数

其中，D_index为车辆延误指数；

(4)计算相位延误指数

(5)计算阶段延误指数

Stage(D_index)＝max{Phase(D_index)}。

优选地，失衡指数的计算方式如下：

NE_index＝max{Stage(D_index)}-min{Stage(D_index)}

其中，NE_index为交叉口失衡指数。