基于城市道路拥堵识别的检测器布设方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于城市道路拥堵识别的检测器布设方法，用于城市道路的瓶颈 识别及处理，属于智能交通技术领域的。 技术背景
[0002] 随着城市道路的逐渐发展，汽车保有量也在不断增加。城市道路不可避免的出现 了交通拥堵等问题，严重阻碍了整个城市的发展。为了改善城市道路的拥堵情况，通过在道 路上布设检测器识别道路的拥堵状态并采取感应控制成为了一种有效的调控手段。目前国 内交通控制系统的检测器布设方法，或是在距进口道50m处设置检测感应器，这种布设方法 在车辆达到一定数量时，无法说明道路的运行状况，且易发生误触发瓶颈控制等问题;或是 在道路上每隔50m就布设一组检测感应器，这样又存在着资源浪费的问题。此外，以往的检 测器布设通常在各进口道布设的距离一样，这样并未考虑到每个进口道存在长度不一致的 客观条件，所以在交通控制的时候不能保证各进口道的公平性。因此，建立起基于拥堵识别 的检测器布设方法是迫切需要的。
【发明内容】
[0003] 本发明目的在于提供一种基于城市道路拥堵识别的检测器布设方法，该技术的基 本思想是基于道路的拥堵特性和交通控制的作用时效，合理地设置两组或三组检测器，以 此准确地获得道路的拥堵状态，为道路的管理与决策提供有效的信息。
[0004] 本发明的基本步骤如下：
[0005] cl、选择并处理得到拥堵识别指标
[0006] c2、定义排队强度检测器
[0007] c3、确定排队强度检测器位置
[0008] c4、定义拥堵检测器
[0009] c5、根据交通控制状态确定拥堵检测器位置
[0010] c6、基于道路的几何条件和现有的检测器进行综合布设
[0011] 步骤cl中选择并处理得到拥堵识别指标的过程包括：
[0012] cll、获取时间占有率:通过检测器测量，得到在一段时间内通过检测器的车辆占 有时间，并且取与该时段长度的之比即为时间占有率。
[0013] cl2、处理得到滚动时间占有率
[0014] 以单个时间占有率来判断拥堵状态，易受到一些特定情况的干扰，如临时停车，大 型车辆通过等。因此为了提高拥堵识别的实时性与准确性，将时间占有率处理得到滚动时 间占有率以表示拥堵识别指标，滚动时间占有率是以At为滚动间隔，反映一系列连续的时 间间隔T内，排队检测器附近的交通状态。
[0015]
[0016] 式中：T一滚动时间占有率的计算时间间隔，单位s;
[0017] tl-第i个时间间隔T内车辆占有排队检测器的时间，单位；
[0018] At-滚动步长，即滚动时间占有率的滚动间隔，单位s;
[0019] 〇i-第i个时间间隔T内的时间占有率。
[0020] 步骤c2中定义排队强度检测器的过程包括：
[0021] 为了更加明确地描述道路的拥堵状况，将车辆的排队长度作为其拥堵状态参数， 但是由于不同的进口车道长度存在不同的情况，为了保证各个进口道的公平性，故提出排 队强度这一概念，即排队长度与该进口道的路段长度的比值，因此根据排队强度来确定检 测器位置，所以此组检测器称为排队强度检测器；
[0022]
[0023]式中：Pi-进口车道i的排队强度；
[0024] qi一进口车道i的排队长度，单位m;
[0025] U-进口车道i的路段长度，单位m。
[0026] 步骤c3中确定排队强度检测器位置的过程包括：
[0027] c31、设定排队强度阈值
[0028] 枏据道路的备件和棹制拥诸趕庠，夹设詈棑队强庠 _倌^^
[0029] ~
[0030] c32、计算出排队强度检测器
[0031]利用c2中棑队强度的定义，计算得到第一组检测器的布设位置，
[0032]
[0033] 式中：X; -进口道i的排队强度检测器布设位置，单位m;
[0034] U-进口车道i的长度，单位m;
[0035] R;'-进口车道i的排队强度阈值。
[0036] 步骤c4中定义拥堵检测器的过程包括：
[0037] 当步骤c3中的排队强度检测器识别到拥堵状态时，为防止因为瓶颈识别的延迟， 造成排队上溯，因此根据上游驶入的流量预留空间，设置第二组检测器，位置在 X2处。
[0038] 步骤c5中根据交通控制状态确定拥堵检测器位置的过程包括：
[0039] c51、获取交通控制状态基本参数
[0040] c511、采集城市道路的基本信息
[00411获取道路中上游驶入的各转向车道的车道数队，仏，队，以及各个相位最大绿灯时 间gtmax s，gtmax l，gtmax r，其中Ns表示直行交通流车道数，gtmax s表示所在相位的最大绿灯时 间；Nl表示左转交通流车道数，gtmax 1表示所在相位的最大绿灯时间；Nr表示右转交通流的 车道数，gtmax r表示所在相位的最大绿灯时间。
[0042] c512、获取各转向车道的饱和流率
[0043] 采取现场采集饱和车头时距g，然后计算出饱和流率，
[0044]
[0045] 式中：Si-车道i的饱和流量，单位pcu/h(pcu为标准车辆）；
[0046] g-代表进口车道i测得的饱和车头时距，单位s。
[0047] c513,获取判别间隔时间
[0048] 判别间隔时间初步设定为滚动时间占有率的计算时间间隔T，但是由于大型车的 干扰及上游交叉口释放规律的影响下，其滚动时间占有率可能就会大于判断阈值，这将导 致检测器处于失控的状态，因此单个的滚动时间占有率往往不能表示检测器附近的交通状 态，因此将连续N(整数)个时间占有率的最小值作为判别值，因此拥堵检测的判别间隔时间 为NT。
[0049] c514、获取拥堵控制时间
[0050] 当城市道路交叉口出现拥堵现象时，要采取交通控制策略，往往会有一定的延迟。 对当前周期内延迟的时间进行判别：
[0051] ①当前信号灯为绿灯时间，则需在该绿灯时间释放完毕后，再启动瓶颈控制，则瓶 颈控制的效果延迟时间最大为该信号灯的绿灯时长g;
[0052] ②当前的信号灯时间为红灯时，则即刻启动瓶颈控制，延迟时间为0 ;为了保守起 见，一般取g为拥堵控制时间。
[0053] c52、计算上游最大驶入车辆数
[0054]城市道路中对右转车流一般不进行限制，故在计算左转和自行相位的最大车辆数 时都加入了右转车流：
[0055] c521、直行相位放行时
[0056]
[0057]
[0058]
[0059]
[0060]式中：J 一上游驶入最大车辆数，单位辆。
[0061] c53、计算拥堵检测器的位置
[0062] c531、根据城市道路设计标准和现场采集，获取阻塞车辆密度h和进口道的车道 总数Nlink
[0063] c532、根据瓶颈控制时间，确定检测器设置位置
[0064]已知瓶颈识别到作用的时间M = NT+gtmaxi，
[0065] (1)设左转相位和直行相位绿灯时间较小的值为直行相位的gtmaxs，根据瓶颈识别 到作用的时间，确定检测器的位置：
[0066] ①当Me(〇，gtmax s]时，Μ时间过短时：
[0067]
[0068] I绿灯时间下的 最大车辆
[0069]
[0070]
[0071]
[0072]
[0073] 灯时间下驶入 车辆数之
[0074]
[0075]
[0076] gt_xi，根据瓶 颈识别至L
[0077]
[0078]
[0079] I绿灯时间下的 最大车辆
[0080]
[0081]
[0082]
[0083]
[0084] 灯时间下驶入 车辆数之
[0085]
[0086]
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