[发明专利]基于宏观基本图的展宽段排队溢出检测方法

说明书

本发明公开了一种基于宏观基本图的展宽段排队溢出检测方法，该方法通过构造路段的宏观基本图，得到宏观基本图的临界流量和临界密度；然后利用路段上游段和展宽段检测到的流量和占有率数据，计算路段的平均流量和平均密度；之后，通过平均流量、平均密度和临界流量、临界密度之间的关系来检测排队溢出。当平均密度小于临界密度，没有排队溢出；当平均密度大于临界密度，存在排队溢出，且排队溢出的持续时长与临界流量和平均流量的差成正比。该方法对数据要求不高，且适用广泛。

技术领域

本发明设计一种城市路网中路段的展宽段排队溢出的检测方法，具体来说，是涉及一种基于宏观基本图的展宽段排队溢出检测方法，该方法利用检测器的流量和占有率对展宽段的排队是否溢出及溢出时间长度进行检测。

背景技术

展宽段是城市道路中，一个路段内部进行渠化的部分。路段展宽段溢出指的是左转排队溢出、直行排队溢出或者右转排队溢出。一个方向的排队溢出会堵塞展宽段，进而堵塞其他车流，使得其他车流即使在绿灯期间也无法通过。因此，展宽段溢出会大幅降低路段运行效率。对展宽段的排队溢出进行检测，是进行控制的前提条件。

发明内容

由于展宽段的形态各异，从而无法在展宽段设置检测器，对排队进行检测。同时，展宽段溢出的排队来源可能做左转、直行或者右转中的一股或者多股，因此，对排队溢出的检测一直是城市交通控制技术领域的难点之一。

为了解决该技术难点，本发明提出一中基于宏观基本图的排队溢出检测方法，该方法不仅能检测排队溢出与否，还能检测排队溢出的时间长度。本发明解决其技术问题所采用的方案是，在路段的上游段和展宽段分别设置检测器，检测流量和占有率，之后，进行下述步骤：

1)获得展宽段和上游段的长度、车道数以及车道利用情况、信号配时参数；

2)获得理想情况下的宏观基本图；

3)利用流量数据和占有率数据，得到利用上游段或者展宽段长度作为权值的加权流量和加权密度，并进而得到其在宏观基本图中的位置；

4)依据其位置，确定是否发生了排队溢出；

5)依据加权流量和理想流量的差值，得到排队溢出的时间长度。

具体的，其步骤包括如下：

1)检测路段上游段和展宽段的流量及占有率；该步可以通过在路段的上游段和展宽段每一个车道设置环形线圈检测器，检测上游段和展宽段各车道的流量和占有率，并传输至信号机。

2)计算路段宏观基本图对应的临界流量和临界密度，及路段的平均流量和平均密度；

3)利用平均流量、平均密度和临界流量、临界密度之间的关系来检测展宽段是否排队溢出，当平均密度小于临界密度，则路段不存在排队溢出现象；当平均密度大于临界密度，存在展宽段排队溢出，计算其持续时间。

上述技术方案中，所述的临界流量和临界密度计算方法如下：

其中，为平均车道长度；为所有方向的绿灯时间的数学平均值,为所有方向的红灯时间的数学平均值；S为饱和流率，C为周期时长，v_f为车道的限速。

所述的平均流量和平均密度

其中，上游段车道i的流量及占有率为q_ui及o_ui；展宽段车道i的流量及占有率为q_ci及o_ci；上游段长度为l_u，展宽段长度为l_c；m为平均车长，n_u为上游段的车道数，n_c为展宽段的车道数。