基于电警数据的路口交通自适应控制优化决策方法及系统与流程

本发明涉及路口交通信号优化领域，尤其涉及一种基于电警数据的路口交通自适应控制优化决策方法及系统。

背景技术：

1、随着城市的快速发展和机动车数量的急剧增加，交通拥堵问题逐渐成为制约城市发展的重大难题。传统的信号自适应控制决策方式通常基于排队长度、流量等有限的交通要素得出基于实时监测的信号控制方案，对不同特征路口的控制缺乏详细决策。这种自适应控制策略缺乏针对性，导致路口通行能力低下，交通拥堵现象频发。

技术实现思路

1、发明目的：提出一种基于电警数据的路口交通自适应控制优化决策方法，并进一步提出一种用于实现上述优化决策方法的系统，在保证信号控制效果的同时，能够针对不同特征的路口提供相应的决策方案，从而有效解决现有技术存在的上述问题。

2、第一方面，提出一种基于电警数据的路口交通自适应控制优化决策方法，步骤如下：

3、s1、在单点固定控制路口启用单点自适应控制方案，待车流稳定后，通过电警设备分别采集不同时段的过车数据；

4、s2、匹配得出所述过车数据中的周期流量数据，根据所述周期流量数据计算路口通行能力，根据所述通行能力计算得到交叉口通行能力评价指标，得到自适应路口控制效果；

5、s3、将所述自适应路口控制效果作为因变量，电警设备采集的路口流量、车辆类型、信号周期、驾驶行为作为自变量，建立多元线性回归模型；

6、s4、对所述多元线性回归模型进行多元线性回归分析，根据分析结果及预设的决策标准，给出优化决策建议，帮助优化自适应控制路口。

7、在第一方面进一步的实施例中，步骤s1中所述过车数据包括过车时间、车辆类型、车辆所属进口、车辆对应车道、驾驶行为。

8、步骤s2中匹配得出所述过车数据中的周期流量数据，包括：

9、匹配所述过车时间和自适应控制系统的周期及相位运行数据，得出自适应控制模式下的周期流量数据；

10、根据所述过车时间和单点固定控制周期方案，得出单点固定控制下的周期流量数据。

11、在第一方面进一步的实施例中，根据所述单点固定控制下的周期流量数据，得到单点信号交叉口的通行能力：

12、

13、式中，cd表示单点信号交叉口的通行能力，qdn表示单点固定控制下的周期流量数据，t0表示交叉口的固定周期时长。

14、在第一方面进一步的实施例中，根据所述自适应控制模式下的周期流量数据，得到自适应交叉口的通行能力：

15、

16、式中，cz表示自适应交叉口的通行能力，qzn表示自适应控制模式下的周期流量数据，tn表示交叉口的自适应周期时长。

17、在第一方面进一步的实施例中，步骤s2中所述根据所述通行能力计算得到交叉口通行能力评价指标，包括：

18、基于所述单点信号交叉口的通行能力cd、自适应交叉口的通行能力cz，计算得到交叉口通行能力评价指标：

19、

20、式中，pt表示交叉口通行能力评价指标，将pt初步作为是否启用自适应控制的判断条件。

21、在第一方面进一步的实施例中，步骤s2中所述得到自适应路口控制效果，包括：

22、将交叉口通行能力评价指标pt作为评价自适应路口控制效果的指标标准，所述自适应路口控制效果的表达式如下：

23、

24、式中，eadapt表示自适应路口控制效果；cd表示单点信号交叉口的通行能力；cz表示自适应交叉口的通行能力。

25、在第一方面进一步的实施例中，步骤s3中所述多元线性回归模型表达式如下：

26、eadapt＝β0+β1x1+β2x2+β3x3+β4x4+ε

27、式中，eadapt表示自适应路口控制效果；x1、x2、x3、x4分别表示路口流量、车辆类型、信号周期、驾驶行为；β0是常数项；β1、β2、β3、β4分别表示路口流量回归系数、车辆类型回归系数、信号周期回归系数、驾驶行为回归系数；ε是误差项；

28、其中，所述车辆类型表示货车占比；所述驾驶行为表示异常行为占比。

29、在第一方面进一步的实施例中，步骤s4中对所述多元线性回归模型进行多元线性回归分析，包括：

30、使用统计软件计算多元线性回归分析，计算回归系数；

31、对模型进行显著性检验，采用f检验判断模型的拟合效果；

32、对多个自变量进行t检验，判断选定的自变量对因变量的影响是否显著；

33、使用可决系数r2评估模型的拟合优度并通过模型的残差图确定线型回归假设。

34、在第一方面进一步的实施例中，步骤s4中所述给出优化决策建议，包括：

35、确定不同自变量对自适应路口控制效果的影响关系；所述影响关系包括正向影响、负向影响、无影响；

36、根据所述影响关系，给出决策建议：

37、对于所述正向影响，则增加当前自适应路口的周期流量；例如，通过改善道路连接性、提供更准确的交通信息来吸引更多车辆使用该路口。

38、对于所述负向影响，则缩小自适应周期设置范围，以减少车辆等待时间并提高通行效率。

39、对于所述无影响，则对当前自适应路口不做处理。

40、本发明的第二个方面，提出一种路口交通自适应控制优化决策系统，该系统包括：

41、数据收集模块，用于在单点固定控制路口启用单点自适应控制方案，待车流稳定后，通过电警设备分别采集不同时段的过车数据；

42、数据处理单元，用于匹配得出所述过车数据中的周期流量数据，根据所述周期流量数据计算路口通行能力，根据所述通行能力计算得到交叉口通行能力评价指标，得到自适应路口控制效果；

43、分析模块，用于将所述自适应路口控制效果作为因变量，电警设备采集的路口流量、车辆类型、信号周期、驾驶行为作为自变量，建立多元线性回归模型；

44、决策模块，用于对所述多元线性回归模型进行多元线性回归分析，根据分析结果及预设的决策标准，给出优化决策建议，帮助优化自适应控制路口。

45、和现有技术相比，本发明具备如下有益效果：本发明引入基于数据分析的评价方法评价自适应控制效果以支撑相应决策。通过采集大量的交通数据，结合先进的数学模型和分析技术，可以对交通状况进行准确评估，并为交通信号控制提供科学、合理的决策依据。这种基于电警数据的数据分析及优化方法能够帮助优化人员针对不同特征的路口做出不同的决策，找出路口拥堵的关键影响因素，做出针对性的优化，从而提升路口自适应控制效果。

技术特征：

1.一种基于电警数据的路口交通自适应控制优化决策方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的路口交通自适应控制优化决策方法，其特征在于，步骤s1中所述过车数据包括过车时间、车辆类型、车辆所属进口、车辆对应车道、驾驶行为；

3.根据权利要求2所述的路口交通自适应控制优化决策方法，其特征在于，根据所述单点固定控制下的周期流量数据，得到单点信号交叉口的通行能力：

4.根据权利要求3所述的路口交通自适应控制优化决策方法，其特征在于，根据所述自适应控制模式下的周期流量数据，得到自适应交叉口的通行能力：

5.根据权利要求4所述的路口交通自适应控制优化决策方法，其特征在于，步骤s2中所述根据所述通行能力计算得到交叉口通行能力评价指标，包括：

6.根据权利要求4所述的路口交通自适应控制优化决策方法，其特征在于，步骤s2中所述得到自适应路口控制效果，包括：

7.根据权利要求6所述的路口交通自适应控制优化决策方法，其特征在于，步骤s3中所述多元线性回归模型表达式如下：

8.根据权利要求1所述的路口交通自适应控制优化决策方法，其特征在于，步骤s4中对所述多元线性回归模型进行多元线性回归分析，包括：

9.根据权利要求1所述的路口交通自适应控制优化决策方法，其特征在于，步骤s4中所述给出优化决策建议，包括：

10.一种路口交通自适应控制优化决策系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供了一种基于电警数据的路口交通自适应控制优化决策方法及系统，涉及路口交通信号优化领域。首先基于电警数据进行数据整合得出周期流量、车辆类型、信号周期和驾驶行为等影响因素。其次以通行能力表示的自适应控制效果为因变量，以上述四种交通影响因素为自变量构建多元线性回归模型进行关键因素分析。最后根据制定的决策标准及分析结果给出决策建议。本发明引入基于数据分析的评价方法评价自适应控制效果以支撑相应决策，这种基于电警数据的数据分析及优化方法能够帮助优化人员针对不同特征的路口做出不同的决策，找出路口拥堵的关键影响因素，做出针对性的优化，从而提升路口自适应控制效果。

技术研发人员：李陈磊,罗宗胤,虞春滨
受保护的技术使用者：园测信息科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4