基于微波车辆检测器的高架桥路段交通拥堵指数计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于城市高架桥信息采集处理技术领域，具体涉及一种基于微波车辆检测 器的高架桥路段交通拥堵指数计算方法。
【背景技术】
[0002] 交通拥堵指数是指将特定区域特定时刻的单个路段、某等级的道路或整体路网的 拥堵强度量化后的相对数，该指标值可以体现从单个路段到整体路网的交通运行状态和拥 堵强度，并反映其运行质量。指标值的大小代表了不同的交通运行状态和拥堵强度，值越大 则评价时段内的道路运行状态越差，拥堵强度越大；反之，道路的运行状态越好，拥堵强度 越轻。传统对于交通拥堵指数的检测方式多采用浮动车技术，也即对分布在城市大街小巷 的动态车辆位置信息进行深入加工处理获得。以北京为例，首先需要通过全市数辆出租车 上的车载GPS回传动态数据给数据处理中心，在对车辆位置进行数据处理后，得到不同功 能等级道路的运行速度，然后根据道路功能不同以及流量数据计算该道路在全网中所占权 重，最后通过人对拥堵的感知判断，给出对应的指数指标值。上述传统的测算方式，不仅计 算过程繁复，判断主观性强；同时，在以上述浮动车技术进行高架桥交通信息采集检测时， 还会由于GPS的定位偏差问题而较难区分高架桥主道和下行辅道，从而造成数据采集准确 度极度不准确的状况。如何寻求一种能够针对高架桥路段的交通拥堵指数计算方法，以实 现其在线的高精确测算功能，最终使得对城市高架桥路段的交通拥堵状态能够进行实时 的、准确的评价，为本领域近年来所亟待解决的技术难题。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的为克服上述现有技术的不足，提供一种针对高架桥的更为高效快捷 的基于微波车辆检测器的高架桥路段交通拥堵指数计算方法；其具备维护方便、不破坏路 面和不影响交通的优点，并能同步实现针对高架桥的在线的高精确测算功能，最终使得对 城市高架桥路段的交通拥堵状态能够进行实时的、准确的评价。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
[0005] 1、一种基于微波车辆检测器的高架桥路段交通拥堵指数计算方法，其特征在于包 括以下步骤：
[0006] 1)、在待检测高架桥路段上安装微波车辆检测器并调试；
[0007] 2)、获取微波车辆检测器测得数据，该数据包括各车道对应编号、车道上所行驶车 辆车型、每个车型的数量以及时间占有率；
[0008] 3)、将车道上的各机动车和非机动车交通量，以换算系数换算成标准车型的当量 交通量，获得单个车道的当量交通量Qu]，公式如下：
[0009] Qlj=E Q1E1 [0010]其中，
[0011] Qu是第j车道的当量交通量；
[0012] Q1是第j车道中第i种车型的车辆数量绝对数；
[0013] E1是第j车道中第i种车型的换算系数；
[0014] 4)、计算单个车道的平均密度Ku:
[0016] 其中：
[0017] Ku是第j车道平均密度；
[0018] Occj是第j车道的时间占有率；
[0019] A是常量；
[0020] 5)、计算单个车道的平均行驶速度\j:
[0022] 其中：
[0023] Vu是第j车道平均行驶速度；
[0024] 6)、获得高架桥路段平均行驶速度尹，其计算公式如下：
[
[0026] 其中：
[0027] η是路段包含的车道总数；
[0028] 7)、建立高架桥交通拥堵指数TCI模型，获得高架桥交通拥堵指数，如下：
[0030] 所述步骤1)中，根据需要检测的车道范围调整检测器的角度和高度，保证检测器 波束投影可覆盖所有需要检测的车道，同时使该投影与检测道路长度方向彼此正交。
[0031] 所述步骤3)中，第i种车型也即标准车型为小客车，换算系数为1。
[0032] 本发明的有益效果在于：
[0033] 1)、通过上述方案，一方面，本发明利用了微波车辆检测器所具备的性能可靠高效 以及具备多目标检测功能的优点。相对于浮动车技术的采集数据准确性不稳定状况，微波 车辆检测器的定点采集精度极高，包括从摩托车到多轴、高车身的车辆均可实现准确鉴别 及信息采集；此外，微波车辆检测器亦可对拖车进行高精度检测，避免了同类产品中出现的 将拖车误报为多辆车型的缺点，可检测路上每一车道所通过的车流量、车辆速度、车道占有 率、车型分类等参数，采集准确率亦可得到有效保证。而又因为高架桥的建设成本高，维护 难，桥体不能受到破坏，相对于传统定点测量的地磁和线圈检测器而言，具备安装维护简便 和不破坏路面好处的微波检测器更为适合。另一方面，通过专门针对高架桥的客观的公式 计算过程，并在微波车辆检测器所获得参数基础上，利用高架桥实际的交通流特性并以平 均行驶速度为参数建立分段函数模型，最终达到进行TCI的最终数值计算的目的，从而客 观而快速可靠的得到待检测的高架桥路段的交通拥堵指数。相对传统的计算过程冗长而效 率较低的TCI算法而言，本发明计算过程简洁，准确度高，客观性强；而且此方法是针对高 架桥交通流特性建立的，针对性强；在线判断待检测的高架桥路段的交通状态的准确率极 高，可对城市高架桥路段的交通拥堵状态能够有更为实时而准确的评价。
【附图说明】
[0034] 图1为本发明的方法流程图；
[0035] 图2为微波车辆检测器安装布设效果图。
【具体实施方式】
[0036] 为便于理解，此处结合附图1-2对本发明的具体实施结构及工作流程作以下描 述：
[0037] 如图1所示，基于微波车辆检测器的高架桥路段交通拥堵指数评估方法，包括：
[0038] 1)、在待检测高架桥路段上安装微波车辆检测器并调试；
[0039] 2)、获取微波车辆检测器测得数据；
[0040] 3)、计算单个车道的当量交通量Ql];
[0041] 4)、计算单个车道的平均密度Kuj;
[0042] 5)、计算单个车道的平均行驶速度
[0043] 6)、计算高架桥路段平均行驶速度r
[0044] 7)、建立高架桥交通拥堵指数TCI模型，获得高架桥交通拥堵指数。
[0045] 上述中，在待检测高架桥路段上安装微波车辆检测器并调试，是指根据需要检测 的车道范围调整检测器的角度和高度，保证检测器波束投影可覆盖所有需要检测的车道， 同时保证投影与检测道路运行方向彼此正交。
[0046] 获取微薄检测器数据，包括获取各车道的编号、车道内车辆车型、每个车型的数量 及相应时间占有率。
[0047] 计算单个车道的当量交通量Qu是指是将实际的各种机动车和非机动车交通量按 指定的换算系数换算成某种标准车型的当量交通量。因为不同车型占用的道路空间不同， 在交通专业中，为了科学的统计流量，必须将不同车型的车辆换算成标准车计算流量。其计 算公式如下：
[0049]其中，
[0050] Qu是第j车道的当量交通量；
[0051] Q1是第j车道中第i种车型的车辆数量绝对数；
[0052] E1是第j车道中第i种车型的换算系数。
[0053] 换算系数取值在我国的《公路工程技术标准》和《城市道路设计规范》均有规 定。城市道路中的换算系数与公路中的换算系数有些许差异，交叉口与路段也有差异。在 我国，通常以小客车为标准车型，具体可参见《公路工程技术标准》和《城市道路设计规范》。 针对高架桥，本发明根据CJJ37-2012《城市道路工程设计规范》中4. 1. 2规定：交通量换算 应采用小客车为标准车型，各种车辆的换算系统应符合表1的规定。
[0054] 表1车辆换算系数
[0056] 计算单个车道的平均密度Kuj的计算公式如下：
[0058] 其中：
[0059] Ku是第j车道平均密度；
[0060] Occj是第j车道的时间占有率；
[0061 ] A是常量，具体取值需要根据实际数据进行标定得知。目前常规采用的方法为通过 仿真平台将高架桥实际的交通流参数录入，会得知一组平均密度和时间占有率，通过对这 种数据的线性拟合，即可可以得到A的取值。
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