本发明属于城市道路交通的技术领域，涉及一种主干路信号控制交叉口延误估算方法及装置，尤其是涉及一种基于卡口数据的主干路信号控制交叉口延误估算方法及装置。
背景技术：
交叉口延误，是评价交叉口阻塞程度和服务水平的重要指标，常用于评价交叉口设计和信号配时方案的合理性，并且交叉口延误在单点交叉口信号配时和干线协调控制优化上具有重要的用途。
在现有技术中，中国专利文献CN104750963A公开了一种交叉口延误时长估计方法及装置，通过车载终端或者手持移动终端或者路侧检测设备检测每辆车进入该交叉口和离开交叉口的时间点，计算每一辆车通过该交叉口的时长，根据该车辆通过该交叉口的时长和车辆在自由流速度下通过该交叉口时长，计算该车辆在叫交叉口的延误时长。
中国专利文献CN106652454A公开了一种基于浮动车数据的交叉口延误估算方法，将浮动车实时上传的GPS数据与交叉口地图进行匹配，分别记录车辆在进口道开始减速的位置、时刻和车辆在出口道加速至畅行速度的位置、时刻，并分别计算两种状态所用的时间，计算车辆在交叉口的延误。
中国专利文献CN105096597A公开了一种交叉口延误判定方法，按进口道对交叉口转向识别，计算转向角度，调用交叉口转向延误惩罚函数，根据道路类型和交叉口识别转向对其进行赋值并根据交叉口转向延误惩罚函数进行交叉口延误判定。
中国专利文献CN101783073A公开了一种基于双截面检测器的信号交叉口延误测定方法，在交叉口处和远离交叉口路段分别设置两组检测器，在一个信号周期结束后，从停车线处检测数据中获取在这周期内第一辆车在交叉口停下的时刻及绿灯期间从停车线驶离的车辆信息，根据第一辆车停车时刻和最后一辆车通过停车线的时刻、自由流行驶时间，推算这两辆车经过进口道上游检测器的大致时刻，再以这两个时刻作为一个时间区间的端点，从检测数据中筛选出在此时间区间范围内车辆信息数据，根据车道和车型信息选出合理的数据作为这周期驶离的车辆配对的通过远端检测截面的时刻。每辆车在两个截面内的行驶时间与自由流行驶时间的差值即为车辆在交叉口的延误。
然而，上述现有技术方案存在以下不足：
第一，车辆在交叉口处停车等待的位置是不固定的，基于设备的检测车辆进入交叉口时间点是不精确的；
第二，浮动车数据存在样本数据少，定位不精确，与地图匹配存在偏离的问题；
第三，双检测器的检测方法存在造价高，适用度不高的问题；
第四，基于模型的延误算法复杂，不易于实践。
综上所述，现有技术中如何简单、精确的估算交叉口各方向的车辆延误时间的问题，尚缺乏行之有效的解决方案。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的不足，解决现有技术中如何简单、精确的估算交叉口各方向的车辆延误时间的问题，本发明提出了一种主干路信号控制交叉口延误估算方法及装置，适用条件为路段车辆受干扰较小的信号控制交叉口。本发明利用交叉口现有的卡口设备，基于卡口数据，得到交叉口各方向的车辆延误时间，具有操作简单，准确率高的优点。
本发明的第一目的是提供一种主干路信号控制交叉口延误估算方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下一种技术方案：
一种主干路信号控制交叉口延误估算方法，该方法包括：
接收并存储各个卡口设备上传的卡口数据；
根据交叉口的放行相位和行车方向将卡口数据中的交叉口内通过车辆分组；
以组内车辆的车头时距间隔作为信号周期分界点得到相应的信号周期，将每一组内车辆按照信号周期再分组；
根据每一再分组后的组内车辆通过交叉口的时间与组内车辆绿灯下通过交叉口的平均行程时间，估算交叉口车辆延误时间。
作为进一步的优选方案，在本方法中，将卡口数据中下游交叉口内通过车辆根据该交叉口的放行相位和行车方向进行分组，每一分组对应一个分行车方向后的放行相位。
作为进一步的优选方案，在本方法中，将分组后每一组内车辆根据通过下游交叉口的先后顺序进行排序。
作为进一步的优选方案，在本方法中，根据组内车辆通过下游交叉口的记录时间与其相邻上一辆车辆通过下游交叉口的记录时间之差计算该组内车辆的车头时距。
作为进一步的优选方案，在本方法中，根据组内车辆的车头时距与该组内的红灯时间的关系判断该车辆是否为两个信号周期的分界点。
作为进一步的优选方案，在将每一组内车辆按照信号周期进行再分组后，对每一再分组后的组内车辆按照通过上游交叉口的先后顺序重新排序。
作为进一步的优选方案，将每一再分组后的组内车辆按照路段行程时间分为排队车辆和绿灯下直接通过的非排队车辆。
作为进一步的优选方案，所述组内车辆绿灯下通过交叉口的平均行程时间为组内所有绿灯下直接通过的非排队车辆通过下游交叉口的记录时间的平均值。
本发明的第二目的是提供一种计算机可读存储介质。
为了实现上述目的，本发明采用如下一种技术方案：
一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备设备的处理器加载并执行以下处理：
接收并存储各个卡口设备上传的卡口数据；
根据交叉口的放行相位和行车方向将卡口数据中的交叉口内通过车辆分组；
以组内车辆的车头时距间隔作为信号周期分界点得到相应的信号周期，将每一组内车辆按照信号周期再分组；
根据每一再分组后的组内车辆通过交叉口的时间与组内车辆绿灯下通过交叉口的平均行程时间，估算交叉口车辆延误时间。
本发明的第三目的是提供一种终端设备。
为了实现上述目的，本发明采用如下一种技术方案：
一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行以下处理：
接收并存储各个卡口设备上传的卡口数据；
根据交叉口的放行相位和行车方向将卡口数据中的交叉口内通过车辆分组；
以组内车辆的车头时距间隔作为信号周期分界点得到相应的信号周期，将每一组内车辆按照信号周期再分组；
根据每一再分组后的组内车辆通过交叉口的时间与组内车辆绿灯下通过交叉口的平均行程时间，估算交叉口车辆延误时间。
本发明的有益效果：
本发明所述的一种主干路信号控制交叉口延误估算方法及装置，利用交叉口现有卡口数据，将交叉口内通过车辆按照信号相位和行车方向进行分组，组内车辆以车头时距间隔作为信号周期分界点并将组内车辆按照信号周期再分组，将组内车辆按照路段行程时间分为绿灯直接通过车辆和排队通过车辆，进而得到车辆延误时间；该方法能够利用现有的卡口设备，得到交叉口各方向的车辆延误，具有操作简单，准确率高的优点。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的基于卡口数据的主干路信号控制交叉口延误估算方法流程图；
图2是本发明的实施例1的具体方法流程图。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本实施例使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要注意的是，附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各种实施例的方法和系统的可能实现的体系架构、功能和操作。应当注意，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分可以包括一个或多个用于实现各个实施例中所规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为备选的实现中，方框中所标注的功能也可以按照不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，或者它们有时也可以按照相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。同样应当注意的是，流程图和/或框图中的每个方框、以及流程图和/或框图中的方框的组合，可以使用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以使用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
卡口系统，又称为车辆智能监测记录系统，其以高覆盖率，高精准率的特点，对城市边界道路及重要路段的通行车辆进行自动检测、记录和车牌识别。将卡口数据应用到城市交通管理中，为解决城市交通问题提供了另一种可行的解决办法。
在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
本实施例1的目的是提供一种基于卡口数据的主干路信号控制交叉口延误估算方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下一种技术方案：
如图1所示，
一种基于卡口数据的主干路信号控制交叉口延误估算方法，该方法包括：
步骤(1)：接收并存储各个卡口设备上传的卡口数据；
步骤(2)：根据交叉口的放行相位和行车方向将卡口数据中的交叉口内通过车辆分组；
步骤(3)：以组内车辆的车头时距间隔作为信号周期分界点得到相应的信号周期，将每一组内车辆按照信号周期再分组；
步骤(4)：根据每一再分组后的组内车辆通过交叉口的时间与组内车辆绿灯下通过交叉口的平均行程时间，估算交叉口车辆延误时间。
在本实施例的步骤(1)中，将接收到个卡口设备上传的卡口数据导入数据库，在处理器需要卡口数据时实时从数据库中调取需要的卡口数据。
在本实施例的步骤(2)-步骤(4)的具体步骤方法如图2所示。
在本实施例的步骤(2)中，将卡口数据中下游交叉口内通过车辆根据该交叉口的放行相位和行车方向进行分组，每一分组对应一个分行车方向后的放行相位。
在本实施例的步骤(2)中，将分组后每一组内车辆根据通过下游交叉口的先后顺序进行排序。
按照每个交叉口的信号配时方案(放行相位)和车辆行车方向将卡口数据进行分组并编号，分组编号为j,j＝1,2,3…n，将每一放行相位的车辆数据，既分组后每一组内车辆按照通过下游交叉口时间记录的先后顺序进行排序并编号，其中每一相位内的车辆编号为i,i＝1,2,3…n。
本实施例以普通信号控制交叉口为例，通常的信号配时方案依次为东西直行，东西左转，南北直行，南北左转；本实施例中结合放行相位和行车方向得到分方向后的配时相位，具体包括东直行，西直行，东左转，西左转，南直行，北直行，南左转，北左转，分别对以上八个方向相位的车辆进行分组和编号，分组编号依次为1，2，3，4，5，6，7，8。
在本实施例的步骤(3)中，根据组内车辆通过下游交叉口的记录时间与其相邻上一辆车辆通过下游交叉口的记录时间之差计算该组内车辆的车头时距。
第j个相位内第i辆车与第i-1辆车的车头时距计算公式为：
其中，为第j个相位内第i辆车与第i-1辆车之间的车头时距，为第j个相位内第i辆车通过下游交叉口的记录时间，为第j个相位内第i-1辆车通过下游交叉口的记录时间。
在本实施例的步骤(3)中，根据组内车辆的车头时距与该组内的红灯时间的关系判断该车辆是否为两个信号周期的分界点。
判断条件为：
其中，为第j个相位内的红灯时间。
当车头时距大于等于红灯时间时，车辆i为该信号周期与上一信号周期的分界点。
在本实施例的步骤(4)中，在将每一组内车辆按照信号周期进行再分组后，对每一再分组后的组内车辆按照通过上游交叉口的先后顺序重新排序。
在本实施例的步骤(4)中，将每一再分组后的组内车辆按照路段行程时间分为排队车辆和绿灯下直接通过的非排队车辆，并计算该相位车辆延误。
相位车辆延误计算公式为：
其中，为第j个相位内所有车辆的延误时间，为第j个相位内第i辆车通过下游交叉口的记录时间，为第j个相位内车辆绿灯下通过路段的平均行程时间。所述组内车辆绿灯下通过交叉口的平均行程时间为组内所有绿灯下直接通过的非排队车辆通过下游交叉口的记录时间的平均值。
实施例2：
本实施例2的目的是提供一种计算机可读存储介质。
为了实现上述目的，本发明采用如下一种技术方案：
一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备设备的处理器加载并执行以下处理：
步骤(1)：接收并存储各个卡口设备上传的卡口数据；
步骤(2)：根据交叉口的放行相位和行车方向将卡口数据中的交叉口内通过车辆分组；
步骤(3)：以组内车辆的车头时距间隔作为信号周期分界点得到相应的信号周期，将每一组内车辆按照信号周期再分组；
步骤(4)：根据每一再分组后的组内车辆通过交叉口的时间与组内车辆绿灯下通过交叉口的平均行程时间，估算交叉口车辆延误时间。
实施例3：
本实施例3的目的是提供一种终端设备。
为了实现上述目的，本发明采用如下一种技术方案：
一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行以下处理：
步骤(1)：接收并存储各个卡口设备上传的卡口数据；
步骤(2)：根据交叉口的放行相位和行车方向将卡口数据中的交叉口内通过车辆分组；
步骤(3)：以组内车辆的车头时距间隔作为信号周期分界点得到相应的信号周期，将每一组内车辆按照信号周期再分组；
步骤(4)：根据每一再分组后的组内车辆通过交叉口的时间与组内车辆绿灯下通过交叉口的平均行程时间，估算交叉口车辆延误时间。
这些计算机可执行指令在设备中运行时使得该设备执行根据本公开中的各个实施例所描述的方法或过程。
在本实施例中，计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本公开的各个方面的计算机可读程序指令。计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
本文所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开内容操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开内容的各个方面。
应当注意，尽管在上文的详细描述中提及了设备的若干模块或子模块，但是这种划分仅仅是示例性而非强制性的。实际上，根据本公开的实施例，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。
本发明的有益效果：
本发明所述的一种主干路信号控制交叉口延误估算方法及装置，利用交叉口现有卡口数据，将交叉口内通过车辆按照信号相位和行车方向进行分组，组内车辆以车头时距间隔作为信号周期分界点并将组内车辆按照信号周期再分组，将组内车辆按照路段行程时间分为绿灯直接通过车辆和排队通过车辆，进而得到车辆延误时间；该方法能够利用现有的卡口设备，得到交叉口各方向的车辆延误，具有操作简单，准确率高的优点。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。