專利名稱：一種城市路網(wǎng)交通流量檢測(cè)器的布設(shè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種城市路網(wǎng)交通流量的檢測(cè)方法，特別是一種城市路網(wǎng)交通流量檢測(cè)器的布設(shè)方法。
背景技術(shù)：
隨著城市交通流量的迅猛增加，城市交通管理的難度在逐步增加。目前，包括發(fā)達(dá)國(guó)家在內(nèi)的世界許多國(guó)家都普遍采用智能交通控制系統(tǒng)，如:交通面控系統(tǒng)、智能運(yùn)輸系統(tǒng)等。隨著科技的進(jìn)步和道路交通事業(yè)的發(fā)展，目前在我國(guó)(甚至一些世界發(fā)達(dá)國(guó)家)的一些大中城市，其路網(wǎng)的密度越來(lái)越大，而且路網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)(這里指交叉口)數(shù)目越來(lái)越多，對(duì)于密度如此大的路網(wǎng)，要想實(shí)現(xiàn)對(duì)其宏觀管理，就必須獲得路網(wǎng)的絕大多數(shù)(甚至是全部)節(jié)點(diǎn)的交通流信息。而在這些城市普遍采用的交通面控系統(tǒng)中的主要交叉口都埋設(shè)了檢測(cè)器，交通流量數(shù)據(jù)的采集主要是依靠在這些交叉口埋設(shè)的檢測(cè)器獲得的，例如:日本東京市大約有10000多個(gè)交叉口，但只在其中的7000個(gè)左右交叉口埋設(shè)有檢測(cè)器。再比如國(guó)內(nèi)的大連市大約有上千個(gè)交叉口，但只能在城市中的大約300個(gè)交叉口埋設(shè)了檢測(cè)器以適應(yīng)自適應(yīng)交通信號(hào)控制系統(tǒng)——SCOOT系統(tǒng)的基本需要，南京市預(yù)計(jì)將在城市中的350個(gè)交叉口埋設(shè)檢測(cè)器以適應(yīng)將要采用的交通面控系統(tǒng)的基本需要。如果單純地依靠在主要路口埋設(shè)檢測(cè)器來(lái)獲取交通流信息，將會(huì)耗費(fèi)大量的基礎(chǔ)建設(shè)投資，同時(shí)所得的交通流信息量還不能包括全部交叉口的交通流信息，這樣就不能夠滿足交通面控系統(tǒng)對(duì)城市路網(wǎng)整體的宏觀管理要求。傳統(tǒng)的檢測(cè)器布設(shè)方法只是交通管理部門根據(jù)需要在主要的城區(qū)交叉口布設(shè)檢測(cè)器，這種布設(shè)方法沒(méi)有考慮到各布設(shè)交叉口之間交通流量之間的相關(guān)性，布設(shè)具有一定的盲目性。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種既可以利用有限的交叉口檢測(cè)器和降低基礎(chǔ)建設(shè)投資、又可以滿足交通面控系統(tǒng)對(duì)城市路網(wǎng)整體宏觀管理要求的城市路網(wǎng)交通流量檢測(cè)器的布設(shè)方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種城市路網(wǎng)交通流量檢測(cè)器的布設(shè)方法，包括以下步驟:A、選擇檢測(cè)器的布設(shè)方式根據(jù)不同的區(qū)域交通控制系統(tǒng)的特點(diǎn)選擇檢測(cè)器的布設(shè)方式，如果是以各行政小區(qū)或交通區(qū)域控制中心為中心的區(qū)域，則選擇分散式檢測(cè)器布設(shè)方式；如果是以商業(yè)中心區(qū)為布設(shè)區(qū)域或由交通主管部門選擇并確定檢測(cè)器布設(shè)中心區(qū)域，則選擇中心輻射式檢測(cè)器布設(shè)方式；B、進(jìn)行聚類分析利用聚類分析法建立上述區(qū)域內(nèi)內(nèi)各交叉口之間的聚類譜系C、預(yù)設(shè)檢測(cè)器的位置和數(shù)量首先根據(jù)聚類譜系圖中所顯示出的類的個(gè)數(shù)，在每一個(gè)類中選擇第一次合并的某一個(gè)交叉口作為預(yù)設(shè)檢測(cè)器的目標(biāo)交叉口 ；對(duì)于自成一類的交叉口，先將其假定為布設(shè)檢測(cè)器的目標(biāo)交叉口，這樣得到預(yù)設(shè)檢測(cè)器的目標(biāo)交叉口數(shù)量；D、選擇預(yù)測(cè)方法對(duì)于只有少量個(gè)數(shù)交叉口的類，選用多元線性回歸預(yù)測(cè)方法；對(duì)于自成一類的交叉口或含有交叉口數(shù)量較多的類，使用以下兩種方法的一種:D1、先用主成分分析預(yù)測(cè)法，再用多元線性回歸預(yù)測(cè)方法進(jìn)行組合預(yù)測(cè)；D2、先用逐步回歸預(yù)測(cè)法，再用多元線性回歸預(yù)測(cè)方法進(jìn)行組合預(yù)測(cè)；E、利用選擇的預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)無(wú)檢測(cè)器交叉口的交通流量；F、根據(jù)上述預(yù)測(cè)結(jié)果并結(jié)合聚類譜系圖，最終確定埋設(shè)檢測(cè)器的數(shù)量和位置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:1、由于本發(fā)明利用了交通流量之間的相關(guān)性，然后用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法決定城市路網(wǎng)交通流檢測(cè)器的布設(shè)位置，具有覆蓋面廣的特點(diǎn)；2、由于本發(fā)明只在城市路網(wǎng)中的少量的交叉口布設(shè)交通流量檢測(cè)器，因此土建成本少，工作量少，經(jīng)濟(jì)性好；3、由于本發(fā)明對(duì)于目前包括我國(guó)在內(nèi)的大中城市普遍采用的自適應(yīng)信號(hào)控制系統(tǒng)，可以提供準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的交通流信息，科學(xué)性好，檢測(cè)精度高，可靠性好；4、由于本發(fā)明只是利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法解決了城市路網(wǎng)交通流量檢測(cè)器布設(shè)位置的選取，檢測(cè)器位置明確，城市交通管理運(yùn)營(yíng)成本低，檢測(cè)器維護(hù)方便。5、采用本發(fā)明所提出的交通流量檢測(cè)器布設(shè)方法，只需要進(jìn)行有限的交叉口檢測(cè)器布設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)施投資，就可以獲得整個(gè)城市路網(wǎng)的交通流量信息，從而達(dá)到對(duì)整個(gè)城市路網(wǎng)的宏觀管理。


本發(fā)明共有附圖2張，其中:圖1是本發(fā)明的流程圖。圖2是城市路網(wǎng)交叉口交通流量聚類示意圖。圖中數(shù)字代表各交叉口或各條車道的編號(hào)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步地描述。如圖1所示，一種城市路網(wǎng)交通流量檢測(cè)器的布設(shè)方法，包括以下步驟:A、選擇檢測(cè)器的布設(shè)方式根據(jù)不同的區(qū)域交通控制系統(tǒng)的特點(diǎn)選擇檢測(cè)器的布設(shè)方式，如果是以各行政小區(qū)或交通區(qū)域控制中心為中心的區(qū)域，則選擇分散式檢測(cè)器布設(shè)方式，亦可稱之為“離心式”檢測(cè)器布設(shè)方式，此方式中檢測(cè)器布設(shè)是以各行政小區(qū)或交通區(qū)域控制中心為中心區(qū)域，只適合于類似SCATS這樣分層控制的自適應(yīng)交通信號(hào)控制系統(tǒng)交通流信息采集；如果是以商業(yè)中心區(qū)為布設(shè)區(qū)域或由交通主管部門選擇并確定檢測(cè)器布設(shè)中心區(qū)域，則選擇中心輻射式檢測(cè)器布設(shè)方式，亦可稱之為“向心式”或“引力式”檢測(cè)器布設(shè)方式，此方式中檢測(cè)器布設(shè)是以商業(yè)中心去(CBD)為中心區(qū)域或由交通主管部門確定檢測(cè)器布設(shè)中心區(qū)域，適合于類似SCOOT自適應(yīng)交通信號(hào)控制系統(tǒng)交通流信息采集。B、進(jìn)行聚類分析利用聚類分析法建立上述區(qū)域內(nèi)內(nèi)各交叉口之間的聚類譜系圖；聚類分析是數(shù)理統(tǒng)計(jì)中研究“物以類聚”的一種方法。聚類分析的職能是建立一種分類方法，它是將一批樣品或變量，按照它們?cè)谛再|(zhì)上的親疏程度進(jìn)行分類，而描述其親疏程度通常有兩個(gè)途徑:一是把每個(gè)樣品看成是m維(變量的個(gè)數(shù)為m個(gè))空間的一個(gè)點(diǎn)，在m維坐標(biāo)中，定義點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離；另一個(gè)是用某種相似系數(shù)來(lái)描述樣品點(diǎn)之間的親疏程度。聚類的方法很多，如:系統(tǒng)聚類、動(dòng)態(tài)聚類、模糊聚類、圖論聚類、聚類預(yù)報(bào)等，本發(fā)明采用系統(tǒng)聚類法。此方法是把個(gè)體逐個(gè)地合并成一些子集，直至整個(gè)總體都在一個(gè)集合內(nèi)為止。系統(tǒng)聚類法中的相似系數(shù)法主要是利用各個(gè)變量之間的相似系數(shù)的大小來(lái)判斷并進(jìn)行歸類的。本發(fā)明采用了系統(tǒng)聚類中的相似系數(shù)法。在本發(fā)明當(dāng)中進(jìn)行聚類分析的依據(jù)是利用變量彼此之間的相似系數(shù)的大小決定是否將變量歸為一類。因此，這里還必須進(jìn)行相似系數(shù)的選擇。在本章中以交叉口為變量，以交通流量為樣本，利用相似系數(shù)法進(jìn)行分類。基本思想是:性質(zhì)越接近的變量，它們之間的相似系數(shù)越接近于I (或-1)，而彼此無(wú)關(guān)的變量，它們之間的相似系數(shù)則接近于0，在進(jìn)行聚類處理時(shí)，把比較相似變量歸為一類，不怎么相似的變量歸為不同的類。相似系數(shù)定義如下:設(shè)Cu表示變量與Yj間的相似系數(shù)，則Cu應(yīng)滿足如下關(guān)系:(I) Cff = ±1 =Cryi (a 關(guān) 0，a 為常數(shù));(2) I Cij I ≤ I 對(duì)于一切 i, j 成立；(3) Cij = Cji 對(duì)于一切 i, j 成立。相似系數(shù)有很多，本發(fā)明選擇的相似系數(shù)是相關(guān)系數(shù)。本發(fā)明采用最大相似系數(shù)作為聚類標(biāo)準(zhǔn)，即把相似系數(shù)最大的兩類聚為一類。具體做法是:定義類Gp和Gu之間的相似系數(shù)Rpu為:
權(quán)利要求
1.一種城市路網(wǎng)交通流量檢測(cè)器的布設(shè)方法，其特征在于:包括以下步驟: A、選擇檢測(cè)器的布設(shè)方式 根據(jù)不同的區(qū)域交通控制系統(tǒng)的特點(diǎn)選擇檢測(cè)器的布設(shè)方式，如果是以各行政小區(qū)或交通區(qū)域控制中心為中心的區(qū)域，則選擇分散式檢測(cè)器布設(shè)方式；如果是以商業(yè)中心區(qū)為布設(shè)區(qū)域或由交通主管部門選擇并確定檢測(cè)器布設(shè)中心區(qū)域，則選擇中心輻射式檢測(cè)器布設(shè)方式； B、進(jìn)行聚類分析 利用聚類分析法建立上述區(qū)域內(nèi)內(nèi)各交叉口之間的聚類譜系圖； C、預(yù)設(shè)檢測(cè)器的位置和數(shù)量 首先根據(jù)聚類譜系圖中所顯示出的類的個(gè)數(shù)，在每一個(gè)類中選擇第一次合并的某一個(gè)交叉口作為預(yù)設(shè)檢測(cè)器的目標(biāo)交叉口；對(duì)于自成一類的交叉口，先將其假定為布設(shè)檢測(cè)器的目標(biāo)交叉口，這樣得到預(yù)設(shè)檢測(cè)器的目標(biāo)交叉口數(shù)量； D、選擇預(yù)測(cè)方法 對(duì)于只有少量個(gè)數(shù)交叉口的類，選用多元線性回歸預(yù)測(cè)方法； 對(duì)于自成一類的交叉口或含有交叉口數(shù)量較多的類，使用以下兩種方法的一種: D1、先用主成分分析預(yù)測(cè)法，再用多元線性回歸預(yù)測(cè)方法進(jìn)行組合預(yù)測(cè)； D2、先用逐步回歸預(yù)測(cè)法，再用多元線性回歸預(yù)測(cè)方法進(jìn)行組合預(yù)測(cè)； E、利用選擇的預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)無(wú)檢測(cè)器交叉口的交通流量； F、根據(jù)上述預(yù)測(cè)結(jié)果并結(jié)合聚類譜系圖，最終確定埋設(shè)檢測(cè)器的數(shù)量和位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種城市路網(wǎng)交通流量檢測(cè)器的布設(shè)方法，包括以下步驟選擇檢測(cè)器的布設(shè)方式；進(jìn)行聚類分析；預(yù)設(shè)檢測(cè)器的位置和數(shù)量；選擇預(yù)測(cè)方法；利用選擇的預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)無(wú)檢測(cè)器交叉口的交通流量；根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果并結(jié)合聚類譜系圖，最終確定埋設(shè)檢測(cè)器的數(shù)量和位置。本發(fā)明利用了交通流量之間的相關(guān)性，然后用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法決定城市路網(wǎng)交通流檢測(cè)器的布設(shè)位置，具有覆蓋面廣的特點(diǎn)。本發(fā)明只在城市路網(wǎng)中的少量的交叉口布設(shè)交通流量檢測(cè)器，因此土建成本少，工作量少，經(jīng)濟(jì)性好。本發(fā)明只需要進(jìn)行有限的交叉口檢測(cè)器布設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)施投資，就可以獲得整個(gè)城市路網(wǎng)的交通流量信息，從而達(dá)到對(duì)整個(gè)城市路網(wǎng)的宏觀管理。
文檔編號(hào)G08G1/065GK103198672SQ20131010297
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者張赫, 王煒, 張常功 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)