基于交通场面雷达的交通事件的持续时间计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于城市快速路交通管理技术领域，具体设及一种基于交通场面雷达的交 通事件的持续时间计算方法。
【背景技术】
[0002] 快速路在城市道理系统中承担着将近50%的交通负担，具有速度快、封闭式、交通 波传播路径单一的特点，因此快速路上一旦发生交通事件，将会导致某一段快速路甚至整 条快速路进入拥堵擁痕状态，进而使得整个城市交通处于擁痕状态。由于快速路是封闭式 的，当交通事件发生后，会产生集结波向上游路段蔓延，使得车辆排队不断延伸，波及上游 的其他入口应道，严重会影响相关道路交通状态，从而使得城市道路拥堵加剧。
[0003] 城市道路的交通信息采集是城市动态交通管理的基础。目前，常用的检测设备有 视频检测、微波检测、线圈检测、地磁检测，但是在实际应用该些检测手段都存在各式各样 的弊端。如视频检测受光线的干扰较大、微波检测响应时间较长、线圈检测会破坏路面、地 磁检测受无线通信的影响经常数据丢失等。此外的，对于当前的城市交通的发展方向而言， 单纯如上述的判断道路是否处于拥堵状态也已经不能满足交通管理的需求，更需求的是能 够解决当前的道路拥堵问题。该就需要能有一套便捷高效的道路拥堵时间判定系统，能够 使得在交通事件发生时，能够迅速获知当前交通事件已经甚至还需持续多长时间，W便于 交通管理者合理界定当前拥堵道路的交通分流位置，从而达到避免发生二次事故和拥堵， 减少事故的影响和行车延误的目的，W提高交通管理者事件处置的决策水平和智能化水 平。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的为克服上述现有技术的不足，提供一种更为高效快捷的基于交通场 面雷达的交通事件的持续时间计算方法，其能够使得在交通事件发生时，能够迅速获知当 前交通事件持续时间，W便于交通管理者合理界定当前拥堵道路的交通分流位置，从而达 到避免发生二次事故和拥堵，减少事故的影响和行车延误的目的，W提高交通管理者事件 处置的决策水平和智能化水平。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用了W下技术方案：
[0006] 一种基于交通场面雷达的交通事件的持续时间计算方法，包括W下步骤：
[0007] 1)在快速路待测区域安装交通场面雷达，并调试及设定检测范围；
[000引 2)在快速路待测区域上W连续均等的时间间隔来划分区间，利用该交通场面雷达 采集快速路待测区域内所有移动车辆在连续的各个区间内的分方向速度数据，该分方向速 度数据包括单个移动车辆沿平行车道方向的行驶速度和垂直车道方向的行驶速度；
[0009] 3)计算该待测区域处一个区间内单个移动车辆的行驶速度，进而获得该区间内所 有移动车辆的平均行驶速度；
[0010] 4)根据上述区间内所有移动车辆的平均行驶速度，判断该区间内的车辆平均行驶 速度是否低于快速路车辆最低行驶速度阔值；如果是，则判断该时间间隔所处区间内发生 交通事件，转向步骤5);如果不是，则重复步骤3);
[0011] 5)、根据交通事件发生时，该交通事件所处区间之后的各区间内所有移动车辆的 平均行驶速度，判断其平均行驶速度是否高于快速路车辆正常行驶速度阔值；如果不是，贝U 持续该步骤；如果是，进入步骤6);
[0012] 6)、计算该高于正常行驶速度阔值所处区间之前一个区间至最早发生交通事件所 处区间的时间间隔总和，获得该交通事件的持续时间，并进入步骤7);
[0013] 7)、W交通事件引起的车辆排队长度、未发生交通事件时该交通事件所处区间的 平均行驶速度W及交通事件持续时间，获得该交通事件所影响的快速路待测区域的长度， 确定交通事件的影响范围。
[0014] 所述步骤。中，
[001引记tl时刻时编号为i检测车辆的相对位置数据为化1,1，Yu, 1);
[0016] 记t2时刻时编号为i检测车辆的相对位置数据为化2,1，Yt2,i);
[0017] 依次类推，并W每两个相邻时刻的间隔为50ms;
[0018] 且步骤3)中，计算由tl时刻和t2时刻的时间间隔所构成的第一个区间内单个移 动车辆的行驶速度计算方法如下，之后各区间计算同理：
[0019]
[0020] 其中；是编号为i检测车辆的tl时刻和t2时刻的间隔内行驶速度，单位：km/ h；
[0021] 由tl时刻和t2时刻的时间间隔所构成的第一个区间内路段的平均行驶速度计算 公式如下，之后各区间计算同理：
[0022]
[0023]其中；
[0024] 是编号为i检测车辆的tl时刻和t2时刻的间隔内行驶速度；
[0025] n是检测区域的tl时刻和t2时刻的间隔内所有的检测车辆总数。
[0026] 所述步骤4)中，所述快速路车辆最低行驶速度阔值为Vmi。，若VW<Vmi。，则判别该区 域发生交通事件。
[0027] 所述步骤5)中，所述的计算交通事件的持续时间包括W下步骤：
[002引 a)、依次计算交通事件发生后检测区域后续时间间隔内所有车辆的平均行驶速度 V3-2, . 11V(州
[0029]b)、依次判断交通事件发生后检测区域后续时间间隔内平均行驶速度V3-2， V4气...yu+ih'是否大于设定快速路车辆正常行驶速度阔值Vm;
[0030] C)、若vU4h〉Vm，则该交通事件的持续时间T计算公式为；
[0031] T= (j-l)*5(V(1000*3600)
[003引其中，T单位；h。
[0033] 本发明的主要优点在于；本发明充分的利用了交通场面雷达响应、精度高的特点， W其发出的宽波束来覆盖所有车道，结合交通流基础理论，在获取交通事件影响范围的基 础上实现交通事件的持续时间界定。通过上述操作方式，交通管理者在交通事件发生时， 能够迅速获知当前交通事件的持续时间，W快速而合理的界定当前拥堵道路的交通分流位 置，从而达到避免发生二次事故和拥堵，减少事故的影响和行车延误的目的，W提高交通管 理者事件处置的决策水平和智能化水平。
【附图说明】
[0034] 图1为本发明的方法流程简图；
[0035] 图2为交通场面雷达的坐标系统建立示意图；
[0036] 图3为计算各区间处所有移动车辆的平均行驶速度的时间轴划分图；
[0037] 图4为交通事件下交通组织时的各作用点选择位置示意图。
【具体实施方式】
[003引为便于理解，此处结合图1-4对本发明的具体实施过程作W下进一步描述：
[0039] 该基于交通场面雷达的交通事件的持续时间计算方法，如图1-2所示，其方法包 括下列步骤：
[0040]1)、在快速路待测区域安装交通场面雷达，并调试及设定检测范围；
[0041]2)、利用交通场面雷达获取检测区域内移动车辆的分方向速度数据；
[0042]3)、计算检测区域一个时间间隔内单个移动车辆的行驶速度；
[0043]4)、计算检测区域一个时间间隔内路段的平均行驶速度；
[0044]5)、采用阔值法判别交通事件；
[0045]6)、计算交通事件的持续时间。
[0046] 交通场面雷达是用宽波束来覆盖所有车道，通过测距、测角、和独有的多目标跟踪 技术来精确定位车辆，W实现目标精确定位，误差不超过0. 25米，精度高，响应时间短，检 测区域最大范围为240米。
[0047] 检测区域内移动车辆的分方向的速度数据，为了便于【具体实施方式】的描述，对参 数为如下标记：
[0048]记tl时刻时编号为i检测车辆的相对位置数据为化1,1，Yu, 1);
[0049] 记t2时刻时编号为i检测车辆的相对位置数据为化2，。Yt2，i);
[0050] 依次类推，并W每两个相邻时刻的间隔为50ms。
[0051] 步骤3)中，计算由tl时刻和t2时刻的时间间隔所构成的第一个区间内单个移动 车辆的行驶速度计算方法如下，之后各区间计算同理：
[0化2]
[005引其中；是编号为i检测车辆的tl时刻和t2时刻的间隔内行驶速度，单位：km/h；
[0054] 由tl时刻和t2时刻的时间间隔所构成的第一个区间内路段的平均行驶速度计算 公式如下，之后各区间计算同理：
[0 化 5]
[0056]其中；
[0057] 是编号为i检测车辆的tl时刻和t2时刻的间隔内行驶速度；
[005引 n是检测区域的tl时刻和t2时刻的间隔内所有的检测车辆总数。
[0059] 作为供车辆高速行驶的快速路，此处WlOkm/h作为快车道的设定最低行驶速度 最为客观，一旦vw<l〇km/h，则通过阔值法判别该区域发生交通事件。
[0060] 计算交通事件的持续时间包括W下步骤。
[0061] a、依次计算交通事件发生后检测区域后续时间间隔内平均行驶速度V3-2, yu+ih。如图3所示，区间所示的X标记处为交通事件发生处。
[0062]b、依次判断交通事件发生后检测区域后续时间间隔内平均行驶速度V3-2, yUW-j'是否大于设定的正常速度值45km/h。
[0063] C、若vU+ih〉45km/h，则该交通事件的持续时间T(单位；小时）计算公式为；
[0064] T= (j-l)*5(V(1000*3600)
[00化]在上述路况处理前提下，即可进行交通事件下影响范围及交通组织工作。
[0066] 计算交通事件的影响范围，由于快速路是封闭式的，在此用影响区域的长度L来 描述交通事件的影响范围。公式如下：
[0067] L二Lg+V*T
[0068]其中；
[0069] 戸^未发生交通事件时该路段的平均行驶速度，该个是统计数据，通过对交通场面 雷达检测的速度的历史数据统计得到。
[0070]T;交通事件的持续时间。
[0071] L。;由于交通事件引起的排队长度。该排队长度数据交通场面雷达可直接检测到 的，但是其检测范围只有240m，若超出该个范围则需要通过下面公式计算。
[0072] L。排队长度的计算公式：
[0073]
[0074] 其中，T是交通事件持续时间；Q是发生交通事件前路段多车道断