一种基于道路车流量的路侧停车场出口闸机控制方法和系统与流程

1.本发明涉及一种基于道路车流量的路侧停车场出口闸机控制方法和系统，属于交通管理控制技术领域。


背景技术：

2.近年来，我国的汽车保有量持续增加，交通拥堵问题日益严重。根据公安部交通管理局数据，目前我国有76个城市汽车保有量超过100万辆，34个城市汽车保有量超过200万辆，18个城市汽车保有量超过300万辆。汽车保有量的增长导致城市交通拥堵问题不断加剧，根据百度地图《2021年第2季度中国城市交通报告》，我国目前超八成城市通勤高峰拥堵环比加剧。
3.解决城市交通拥堵问题一般可从以下三个维度考虑：控制交通需求，增加交通供给，和加强交通管理。一般来说中小城市主要通过扩建道路增加交通供给来缓解拥堵，而大城市则通过限号限牌限购等方式控制交通需求。因此对交通管理技术的研究还比较少，国内外研究表明，科学的交通管理控制方法可以提高道路通行秩序，从而增加通行能力。


技术实现要素：

4.本发明目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种基于道路车流量的路侧停车场出口闸机控制方法和系统，该方法解决了由机动车数量增加及道路改造受限所带来的交通拥堵问题，实现了不同路侧出口流率对主路交通流状态的影响监控，制定合理的路侧出口闸机控制方案，加强对城市路侧出口的管理控制，提高了交通运行效率。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于道路车流量的路侧停车场出口闸机控制方法，包括：
6.在主路路侧停车场出口的上游路段采集视频数据；
7.根据视频数据实时识别道路交通流的流量与密度信息；
8.将得到的交通流的流量与密度信息输入交通流模型，得到在避免主路拥堵的条件下，此时最多能够从路侧驶入的车辆数；
9.根据此时最多能够驶入道路的车辆数，得到路侧停车场出口闸机的控制方案。
10.方法流程：
11.步骤1：视频监测装置实时监测道路交通状态，并将视频数据发送至中央处理系统；
12.步骤2：中央处理系统根据视频监测装置获得的视频数据，识别此时道路交通流的流量和密度；
13.步骤3：中央处理系统将此时的流量和密度输入交通流模型中，得出在避免主路交通拥堵的条件下，从路侧驶入车辆的最大流率；
14.步骤4：根据路侧驶入车辆的最大流率得到路侧停车场出口闸机的放行方案，并将控制指令下达到闸机控制设备；
15.步骤5：位于路侧停车场出口的闸机控制设备接收中央处理系统控制信号，按照控制方案放行路侧出口车辆进入主路。
16.进一步地，在本发明步骤3中，所用交通流模型为基于三相交通流的kksw模型，其实现方法包括：
17.1)换道条件的判断，判断临近车道前车速度是否大于当前车辆速度，且满足安全间距条件；
18.2)同步流间距的判断，若前后车辆间的间距位于同步流间距内时，则后车会不断调整车速与前车相匹配，并存在一定过度加速的概率，否则后车认为前车对其没有影响，将进行逐步加速至期望速度；
19.3)若前后车间距小于安全间距，则后车减速至能够保持安全的最小速度；
20.4)随机慢化，即车辆存在一定概率自行减速。
21.进一步地，本发明系统中使用元胞自动机仿真模拟运行如上的kksw模型。
22.根据上述基于道路车流量的路侧停车场出口闸机控制方法，本发明提供了一种基于道路车流量的路侧停车场出口闸机控制系统，该系统由包含视频监测装置、出口闸机控制设备和中央处理系统组成。所述视频监测装置用于监测道路交通并发送视频数据给中央处理系统，所述出口闸机控制设备用于接收中央处理系统给出的控制方案，在路侧停车场出口实现实时控制。所述中央处理系统利用视频识别技术识别交通流量和密度，并将其输入交通流模型，得到在避免主路拥堵的条件下，此时最多能够从路侧驶入的车辆数。
23.进一步地，本发明基于道路车流量的路侧停车场出口闸机控制系统包括一台视频监测装置和若干台闸机控制设备，视频监测装置安装在主路路侧出口上游，所述闸机控制设备安装在路侧停车场出口处。
24.中央处理系统根据从视频数据中识别出的交通流的流量和密度数据，利用交通流模型模拟得到路侧出口闸机最大放行速率，并据此放行速率得到路侧停车场出口控制方案。
25.有益效果：
26.1、本发明从交通管理控制优化的角度，减少了路侧停车场出口车辆驶入对主路车流的影响，在交通流量和密度等基本交通流数据的基础上，用模型仿真的方法，预测不同路侧出口流率对主路交通流状态的影响，并通过闸机控制设备进行实时的出口流率控制，有效地提高了道路的通行效率，具有低成本、可重复和参数易获取等优点。
27.2、本发明针对路侧出入口车辆汇入主路时对主路交通流影响问题，很好地提高了道路的通行效率，减少了拥堵。
附图说明
28.图1为本发明的方法流程图。
29.图2为本发明实施例中考虑排队长度的路侧出入口信号控制系统的安装位置示意图。
具体实施方式
30.下面将结合附图对本发明装置进行详细、完整的描述。所描述的实施例并不是本
发明装置的全部使用例。基于本发明装置中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性技术的前提下获得的所有其他实施例，都属于本发明装置的保护范围。
31.本实施例中的考虑排队长度的路侧出入口信号控制系统及其控制方法，是基于考虑排队长度的路侧出入口信号控制方法设置的，包括：
32.在主路路侧停车场出口的上游路段采集视频数据；
33.根据视频数据实时识别道路交通流的流量与密度信息；
34.将得到的交通流的流量与密度信息输入交通流模型，得到在避免主路拥堵的条件下，此时最多能够从路侧驶入的车辆数；
35.根据此时最多能够驶入道路的车辆数，得到路侧停车场出口闸机的控制方案。
36.本实例选择利源南路(高湖路-天元西路段)南向北方向为例。利源南路为南北走向的中央隔离的双向四车道，道路限速60km/h，道路东侧有一大型企业出入口。
37.本实例中将发明的考虑排队长度的路侧出入口信号控制系统应用于图2所示的位置，该系统由1视频监测装置、2中央处理系统、3出口闸机控制设备组成。所述1视频检测装置用于监测主路交通状态，并将视频数据发送给2中央处理系统，所述2中央处理系统用于交通流量和密度等交通流参数的识别，及利用交通流数据和模型模拟计算从路侧出口驶入主路的最大车流率，之后根据此流率得到出口闸机控制方案，并将控制方案传输到路侧停车场出口处的闸机控制设备上，所述3出口闸机控制设备用于接收中央处理系统控制方案信号，按照控制方案放行路侧出口车辆进入主路。如图2所示，1视频监测装置安装在主路路侧出口上游所述2中央处理系统建立在交通指挥中心处，所述3出口闸机控制设备安装在路侧停车场出口处。
38.如图1所示，本实例中的考虑排队长度的路侧出入口信号控制系统的控制方法，包括如下步骤：
39.步骤1：如图2所示，视频监测装置监测交通状态，实时传输视频数据至中央处理系统；
40.步骤2：中央处理系统根据视频监测装置获得的视频数据，识别此时道路交通流的流量和密度，利用kksw模型模拟计算主路交通流状态与出口驶出车流率之间的关系，可知：在当前主路流率为1200pcu/h的情况下，出口驶出车流率为300pcu/h时主路车流将变为同步流(即缓行状态)，出入口流率为500pcu/h时主路车流将变为阻塞流(即拥堵状态)；
41.步骤3：中央处理器按照避免主路出现拥堵的条件，得出路侧出口放行的最大流率为300pcu/h，得到闸机控制方案为每12秒放行一辆车，之后将此控制方案传输到路侧出口处的闸机控制设备上；
42.步骤4：闸机控制设备接收中央处理器信号，按照规定速率放行车辆进入主路；
43.对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述所述的示范性实施例，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及构思加以替换或改变，都应涵盖在本发明技术的保护范围内。