基于gps數(shù)據(jù)的信號交叉口單車停車延誤時間估計方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于GPS數(shù)據(jù)的信號交叉口單車停車延誤時間估計方法，首先獲取車輛在信號交叉口時的車輛GPS數(shù)據(jù)；然后根據(jù)停車位置來判斷車輛是否處于飽和狀態(tài)；分別建立飽和狀態(tài)和未飽和狀態(tài)下單車停車延誤時間計算模型；最后得到未飽和與飽和狀態(tài)下的單車停車延誤時間。本發(fā)明利用信號交叉口單車停車延誤時間與停車位置的線性關(guān)系,在考慮GPS數(shù)據(jù)異常以及車輛偶然停車對延誤數(shù)據(jù)造成的污染的基礎(chǔ)上，利用穩(wěn)健回歸的思想，采用最小截尾二乘LTS回歸分別建立未飽和與過飽和狀態(tài)下的單車的停車延誤時間與停車位置之間的關(guān)系模型，以估計單車在信號交叉口的停車延誤時間；實現(xiàn)對單個車輛的跟蹤定位，具有很強的實時性。
【專利說明】基于GPS數(shù)據(jù)的信號交叉口單車停車延誤時間估計方法及 系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明及公路交通檢測領(lǐng)域，具體涉及一種估計信號交叉口單車停車延誤時間的 估計方法，通過GPS數(shù)據(jù)建立相應(yīng)模型估計單車的在停車先前的停車延誤時間。

【背景技術(shù)】
[0002] 車輛通過信號交叉口，通常會經(jīng)歷一定時間的延誤，有效地估計車輛通過信號交 叉口的延誤時間有助于公交到站時間預(yù)測、交通管理、公交調(diào)度等實際工作的開展。
[0003] 但是由于檢測手段、技術(shù)條件等限制，尚缺乏操作性較強的信號交叉口單車停車 延誤時間模型的分析方法。故現(xiàn)在亟需一種信號交叉口單車停車延誤時間的估計方法。
[0004] 而近年來，隨著城市交通的發(fā)展，浮動車數(shù)據(jù)采集技術(shù)應(yīng)運而生。一方面，浮動車 數(shù)據(jù)采集技術(shù)不需要在道路上安裝硬件設(shè)施，同時易于組裝和進行系統(tǒng)擴展與維護，與固 定檢測器相比更為實用。而更重要的是，浮動車技術(shù)能夠全天候、大范圍、不間斷的獲取車 輛GPS數(shù)據(jù)，包括車輛的位置、速度等信息，能實現(xiàn)對單個車輛的跟蹤定位，具有很強的實 時性，通過浮動車GPS數(shù)據(jù)可以識別出單個車輛在信號交叉口的行為，使得單車在信號交 叉口停車延誤時間的估計成為了可能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于GPS數(shù)據(jù)的信號交叉口單 車停車延誤時間估計方法，該方法充分利用GPS數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，同時考慮GPS數(shù)據(jù)的自身特 點。
[0006] 本發(fā)明的目的之一是提出一種基于GPS數(shù)據(jù)的信號交叉口單車停車延誤時間估 計方法；本發(fā)明的目的之二是提出一種基于GPS數(shù)據(jù)的信號交叉口單車停車延誤時間估計 系統(tǒng)。
[0007] 本發(fā)明的目的之一是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：
[0008] 本發(fā)明提供的基于GPS數(shù)據(jù)的信號交叉口單車停車延誤時間估計方法，包括以下 步驟：
[0009]S1:獲取車輛在信號交叉口時的車輛GPS數(shù)據(jù)，所述車輛GPS數(shù)據(jù)包括車輛的停車 位置和速度信息；
[0010] S2 :根據(jù)停車位置來判斷車輛位置是否超過預(yù)設(shè)停車距離L，如果否，則車輛處于 未飽和狀態(tài)下單車停車狀態(tài)；采用以下公式來計算單車停車延誤時間：

【權(quán)利要求】
1. 基于GPS數(shù)據(jù)的信號交叉口單車停車延誤時間估計方法，其特征在于：包括以下步 驟： 51 :獲取車輛在信號交叉口時的車輛GPS數(shù)據(jù)，所述車輛GPS數(shù)據(jù)包括車輛的停車位置 和速度信息； 52 :根據(jù)停車位置來判斷車輛位置是否超過預(yù)設(shè)停車距離L，如果否，則車輛處于未飽 和狀態(tài)下單車停車狀態(tài)；采用以下公式來計算單車停車延誤時間：
式中，屯為單個車輛的停車延誤時間；L為一個信號周期內(nèi)的飽和排隊位置；1為車輛 在當前周期內(nèi)到達車輛的總體排隊長度山表示，r表示信號燈的信號紅燈時長； 53 :如果是，則車輛處于飽和狀態(tài)下單車停車狀態(tài)；按以下公式采用穩(wěn)健回歸方法來 計算單車停車延誤時間：
式中，1〇表示始排隊長度噸表示；L為飽和流量對應(yīng)的排隊位置；L'為二倍飽和流量 對應(yīng)的排隊位置；L"表示為三倍飽和流量對應(yīng)的排隊位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS數(shù)據(jù)的信號交叉口單車停車延誤時間估計方法，其 特征在于：所述車輛處于飽和狀態(tài)下單車停車狀態(tài)包括以下狀態(tài)： 當V。<q< 2V。時，最大出現(xiàn)兩次停車狀態(tài)，表示二倍飽和流量對應(yīng)的單車停車狀態(tài)； 當2VQ <q< 3V。時，最大出現(xiàn)三次停車狀態(tài)，表示三倍飽和流量對應(yīng)的單車停車狀態(tài)； 當q> 3V。時，車道組中部分車輛將會產(chǎn)生四次及以上停車狀態(tài)，表示四倍飽和流量對 應(yīng)的單車停車狀態(tài)； 其中，％為一個信號周期內(nèi)車道組的飽和流量，q為車輛的到達數(shù)量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS數(shù)據(jù)的信號交叉口單車停車延誤時間估計方法，其 特征在于：所述穩(wěn)健回歸方法選用最小截尾二乘回歸，所述最小截尾二乘回歸的求解目標 按照以下公式來計算殘差平方和最小值：
其中，q表示估計量運算過程中包含的數(shù)據(jù)個數(shù)，q=int[ (1-a)n+1]，a為截尾比例， 取a= 〇. 5,估計量的崩潰點BDP= 0. 5 ;ei表示殘差大?。槐硎練埐钇椒降捻樞蚪y(tǒng)計 量
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS數(shù)據(jù)的信號交叉口單車停車延誤時間估計方法，其 特征在于：所述最小截尾二乘回歸估計的步驟如下： Stepl:從n個觀測值中隨機抽取p+1個子樣本； Step2 :通過這p+1個樣本，得到其回歸系數(shù)# ;若不能得到，就再增加一個樣本，直到 能計算出0為止； St印3 :在回歸系數(shù)#下計算出最小截尾二乘目標函數(shù)值
St印4 :返回St印1，直到計算出所有情況，此時
對應(yīng)的^為最小截尾二乘 的回歸系數(shù)。
5. 基于GPS數(shù)據(jù)的信號交叉口單車停車延誤時間估計系統(tǒng)，其特征在于：包括車輛GPS 數(shù)據(jù)采集模塊、停車位置來判模塊、未飽和狀態(tài)下單車停車延誤時間計算模塊與飽和狀態(tài) 下單車停車延誤時間計算模塊； 所述車輛GPS數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取車輛在信號交叉口時的車輛GPS數(shù)據(jù)，所述車輛GPS數(shù)據(jù)包括車輛的停車位置和速度信息； 所述停車位置來判模塊，用于根據(jù)停車位置來判斷車輛位置是否超過預(yù)設(shè)停車距離L； 所述未飽和狀態(tài)下單車停車延誤時間計算模塊，用于按以下公式來計算車輛處于未飽 和狀態(tài)下單車停車延誤時間：
式中，屯為單個車輛的停車延誤時間；L為一個信號周期內(nèi)的飽和排隊位置；1為車輛 在當前周期內(nèi)到達車輛的總體排隊長度山表示車輛的當前位置與信號燈停車線之間的距 離，r表示信號燈的信號紅燈時長； 所述飽和狀態(tài)下單車停車延誤時間計算模塊，用于按以下公式來計算車輛處于飽和狀 態(tài)下單車停車延誤時間：
式中，1〇表示始排隊長度噸表示；L為飽和流量對應(yīng)的排隊位置；L'為二倍飽和流量 對應(yīng)的排隊位置；L"表示為三倍飽和流量對應(yīng)的排隊位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于GPS數(shù)據(jù)的信號交叉口單車停車延誤時間估計系統(tǒng)，其 特征在于：所述車輛處于飽和狀態(tài)下的單車停車狀態(tài)包括以下狀態(tài)： 當V。<q< 2V。時，最大出現(xiàn)兩次停車狀態(tài)，表示二倍飽和流量對應(yīng)的單車停車狀態(tài)； 當2VQ <q< 3V。時，最大出現(xiàn)三次停車狀態(tài)，表示三倍飽和流量對應(yīng)的單車停車狀態(tài)； 當q> 3V。時，車道組中部分車輛將會產(chǎn)生四次及以上停車狀態(tài)，表示四倍飽和流量對 應(yīng)的單車停車狀態(tài)； 其中，％為一個信號周期內(nèi)車道組的飽和流量，q為車輛的到達數(shù)量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于GPS數(shù)據(jù)的信號交叉口單車停車延誤時間估計系統(tǒng)，其 特征在于：所述穩(wěn)健回歸方法選用最小截尾二乘回歸，所述最小截尾二乘回歸的求解目標 按照以下公式來計算殘差平方和最小值：
其中，q表示估計量運算過程中包含的數(shù)據(jù)個數(shù)，q=int[ (1-a)n+1]，a為截尾比例， 取a= 〇. 5,估計量的崩潰點BDP= 0. 5 ;ei表示殘差大小；表示殘差平方的順序統(tǒng)計 量
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于GPS數(shù)據(jù)的信號交叉口單車停車延誤時間估計系統(tǒng)，其 特征在于：所述最小截尾二乘回歸估計的步驟如下： Stepl:從n個觀測值中隨機抽取p+1個子樣本； Step2 :通過這p+1個樣本，得到其回歸系數(shù)# ;若不能得到，就再增加一個樣本，直到 能計算出0為止； St印3 :在回歸系數(shù)/)下計算出最小截尾二乘目標函數(shù)值
St印4 :返回St印1，直到計算出所有情況，此時
對應(yīng)的^為最小截尾二乘 的回歸系數(shù)。
【文檔編號】G08G1/01GK104408914SQ201410613880
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】孫棣華, 廖孝勇, 趙敏, 劉衛(wèi)寧, 喬真卿 申請人:重慶大學