本發(fā)明涉及信號燈控制，具體涉及一種車載obu的數(shù)據(jù)分析方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、obu（on-board?unit，車載單元）是智能交通系統(tǒng)中的重要組成部分，通過無線通信技術(shù)與路側(cè)設(shè)施和后臺服務(wù)器進行信息交換，實現(xiàn)交通流量監(jiān)測和車輛識別等功能，在車聯(lián)網(wǎng)（v2x）通信中，obu不僅能夠采集和處理數(shù)據(jù)，還能通過內(nèi)置的定位模塊獲取車輛的準(zhǔn)確位置信息，并結(jié)合傳感器采集的車速、加速度等數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測和傳輸車輛相關(guān)數(shù)據(jù)。

2、隨著車輛數(shù)的不斷增多，交通擁堵的情況出現(xiàn)的也越來越頻繁，尤其是在早高峰等時間段，可能會存在車輛需要連續(xù)等待多個綠燈才能通過某一路口的情況，極大地影響了通行效率和出行體驗，同時，長時間的等待還可能引發(fā)駕駛員的焦慮和不耐煩情緒，導(dǎo)致不安全駕駛行為的發(fā)生。

3、通過靈活的控制信號燈可以一定程度解決這種問題，如在車流量較高的時候延長綠燈時間，使得更多的車輛可以通過當(dāng)前路口，提高整體的出行效率。然而，現(xiàn)有技術(shù)中，大多是采集待通行車輛的相關(guān)數(shù)據(jù)，并進行分析以控制信號燈的，這種方式忽略了待通行車輛在通過路口進入某一道路后，對該道路上通行效率的影響，較長的綠燈時間可能導(dǎo)致更多的待通行車輛進入該道路，進而導(dǎo)致該道路上產(chǎn)生擁堵的現(xiàn)象。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種車載obu的數(shù)據(jù)分析方法及系統(tǒng)，解決以下技術(shù)問題：

2、現(xiàn)有技術(shù)中，大多是采集待通行車輛的相關(guān)數(shù)據(jù)，并進行分析以控制信號燈的，這種方式忽略了待通行車輛在通過路口進入某一道路后，對該道路上通行效率的影響，較長的綠燈時間可能導(dǎo)致更多的待通行車輛進入該道路，進而導(dǎo)致該道路上產(chǎn)生擁堵的現(xiàn)象。

3、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

4、一種車載obu的數(shù)據(jù)分析方法，包括以下步驟：

5、s1：確定信號燈位置兩側(cè)的道路，并確定所述的道路上與信號燈位置間路程最短的路口位置，并將信號燈位置和路口位置間的路段作為初始路段，并根據(jù)道路通行方向?qū)⑺龅某跏悸范畏謩e標(biāo)記為第一路段和第二路段，道路通行方向由第一路段指向第二路段；

6、s2：以信號燈所在位置為起點，以預(yù)設(shè)的路程長度間隔d在所述的第一路段上設(shè)置若干個監(jiān)測路段，并將其按照監(jiān)測路段的中心點與信號燈所在位置間的路程長度進行排序，監(jiān)測路段的中心點與信號燈所在位置間的路程長度越長，排名越靠后，生成第一排序；

7、計算第一路段上的車輛在預(yù)設(shè)的采集周期內(nèi)的平均行駛速度，并篩選其中的目標(biāo)車輛，所述的目標(biāo)車輛為平均行駛速度小于預(yù)設(shè)的平均行駛速度閾值的車輛，當(dāng)所述的監(jiān)測路段中目標(biāo)車輛占總車輛數(shù)的比值大于等于預(yù)設(shè)的比值閾值時，將對應(yīng)的監(jiān)測路段作為擁擠路段；

8、從所述的第一排序中首位的監(jiān)測路段開始，依次確定監(jiān)測路段是否為擁擠路段，并根據(jù)預(yù)設(shè)的約束條件確定第一待定值a，并計算m個采集周期的第一待定值的均值a'，m為預(yù)設(shè)值，將所述的第一排序中排序位置屬于[1，a']位的監(jiān)測路段共同作為待通行路段；

9、s3：確定通行路段，所述的通行路段為用于待通行車輛行駛的監(jiān)測路段，并根據(jù)所述的待通行路段的長度、通行路段的長度和車輛的平均行駛速度確定信號燈變?yōu)榫G燈后的持續(xù)時間。

10、作為本發(fā)明進一步的方案：所述的步驟s2中，確定所述的擁擠路段的過程具體包括：

11、在所述的采集周期內(nèi)通過車載obu確定車輛在第一路段上的行駛速度，并繪制速度隨時間變化的曲線f（t），t∈[tsta，tend]，tsta和tend分別表示所述的采集周期開始和結(jié)束的時間點，并確定車輛在所述的采集周期內(nèi)的平均行駛速度，并當(dāng)車輛的平均行駛速度v＜v'時，將車輛標(biāo)記為目標(biāo)車輛，v'表示預(yù)設(shè)的平均行駛速度閾值；

12、通過車載obu確定tend時車輛的位置，并計算車輛占比c=cgoa/ctot，cgoa表示所述的監(jiān)測路段中目標(biāo)車輛的數(shù)量，ctot表示監(jiān)測路段中的總車輛數(shù)，當(dāng)所述的車輛占比c≥c'時，將監(jiān)測路段作為擁擠路段，c'表示預(yù)設(shè)的比值閾值。

13、作為本發(fā)明進一步的方案：所述的步驟s2中，所述的第一待定值a滿足以下約束：

14、xa=0；

15、xa+1=1；

16、；

17、其中，xa表示第a個監(jiān)測路段的擁擠值，當(dāng)?shù)赼個監(jiān)測路段為擁擠路段時，xa=0；當(dāng)?shù)赼個監(jiān)測路段為暢通路段時，xa=1，所述的暢通路段為目標(biāo)車輛占總車輛數(shù)的比值小于預(yù)設(shè)的比值閾值的監(jiān)測路段。

18、作為本發(fā)明進一步的方案：所述的步驟s3中，確定所述的通行路段的過程具體包括：

19、確定第二排序，并從所述的第二排序中首位的監(jiān)測路段開始，依次確定監(jiān)測路段是否為暢通路段，并根據(jù)預(yù)設(shè)的約束條件確定第二待定值b，并計算m個采集周期的第二待定值的均值b'，將所述的第二排序中排序位置屬于[1，b']位的監(jiān)測路段共同作為通行路段；

20、其中，所述的第二待定值b滿足以下約束：

21、xb=1；

22、xb+1=0；

23、sum{r=0|r∈（xjh）}；

24、xjh=（x1，x2，…，xb）；

25、其中，sum{r=0|r∈xjh}表示統(tǒng)計xjh中為0的元素的數(shù)量。

26、作為本發(fā)明進一步的方案：所述的步驟s3中，根據(jù)所述的待通行路段的長度、通行路段的長度和車輛的平均行駛速度確定信號燈變?yōu)榫G燈后的持續(xù)時間的過程具體包括：

27、當(dāng)a'≥b'時，確定第一通行長度l0，b'＝db'，并獲取第i個采集周期內(nèi)通行路段上車輛平均行駛速度的均值vavei，并計算行駛時間，并將所述的行駛時間作為信號燈變?yōu)榫G燈后的持續(xù)時間；

28、當(dāng)a'＜b'時，確定第二通行長度l0，a'＝da'，并計算行駛時間，并將所述的行駛時間作為信號燈變?yōu)榫G燈后的持續(xù)時間。

29、作為本發(fā)明進一步的方案：根據(jù)所述的待通行路段的長度、通行路段的長度和車輛的平均行駛速度確定信號燈變?yōu)榫G燈后的持續(xù)時間的過程還包括以下步驟：

30、設(shè)定信號燈持續(xù)時間范圍[tmin，tmax]；

31、當(dāng)所述的行駛時間t＜tmin時，令所述的行駛時間t=tmin；

32、當(dāng)所述的行駛時間t＞tmax時，令所述的行駛時間t=tmax。

33、作為本發(fā)明進一步的方案：所述的步驟s2中，當(dāng)確定所述的第一路段上第a個監(jiān)測路段后，第a個監(jiān)測路段的終點與第一路段的終點間的路程小于d時，將第a個監(jiān)測路段作為第一路段上的最后一個監(jiān)測路段。

34、一種車載obu的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，包括：

35、初始模塊：確定信號燈位置兩側(cè)的道路，并確定所述的道路上與信號燈位置間路程最短的路口位置，并將信號燈位置和路口位置間的路段作為初始路段，并根據(jù)道路通行方向?qū)⑺龅某跏悸范畏謩e標(biāo)記為第一路段和第二路段，道路通行方向由第一路段指向第二路段；

36、路段確定模塊：以信號燈所在位置為起點，以預(yù)設(shè)的路程長度間隔d在所述的第一路段上設(shè)置若干個監(jiān)測路段，并將其按照監(jiān)測路段的中心點與信號燈所在位置間的路程長度進行排序，監(jiān)測路段的中心點與信號燈所在位置間的路程長度越長，排名越靠后，生成第一排序；

37、計算第一路段上的車輛在預(yù)設(shè)的采集周期內(nèi)的平均行駛速度，并篩選其中的目標(biāo)車輛，所述的目標(biāo)車輛為平均行駛速度小于預(yù)設(shè)的平均行駛速度閾值的車輛，當(dāng)所述的監(jiān)測路段中目標(biāo)車輛占總車輛數(shù)的比值大于等于預(yù)設(shè)的比值閾值時，將對應(yīng)的監(jiān)測路段作為擁擠路段；

38、從所述的第一排序中首位的監(jiān)測路段開始，依次確定監(jiān)測路段是否為擁擠路段，并根據(jù)預(yù)設(shè)的約束條件確定第一待定值a，并計算m個采集周期的第一待定值的均值a'，m為預(yù)設(shè)值，將所述的第一排序中排序位置屬于[1，a']位的監(jiān)測路段共同作為待通行路段；

39、通行模塊：確定通行路段，所述的通行路段為用于待通行車輛行駛的監(jiān)測路段，并根據(jù)所述的待通行路段的長度、通行路段的長度和車輛的平均行駛速度確定信號燈變?yōu)榫G燈后的持續(xù)時間。

40、本發(fā)明的有益效果：在本發(fā)明中，首先確定信號燈位置兩側(cè)的道路，并確定第一路段和第二路段；需要說明的是，如一條道路上某一位置處存在信號燈，道路通行方向由信號燈左側(cè)的道路指向信號燈右側(cè)的道路，則信號燈左側(cè)的道路為第一路段；之后，將第一路段劃分為若干個監(jiān)測路段，并生成第一排序，這是后續(xù)篩選待通行路段的基礎(chǔ)；通過將第一路段劃分為若干個監(jiān)測路段，可以分別對不同的監(jiān)測路段進行處理，降低整體分析時的復(fù)雜程度；之后確定采集周期內(nèi)車輛的平均行駛速度，并根據(jù)車輛的平均行駛速度篩選擁擠路段；值得注意的是，在實際情況中，同一路段不同位置上車輛的行駛速度也存在一定的差距，如信號燈為紅燈時，則第一路段上越靠近信號燈的位置，車輛的行駛速度應(yīng)當(dāng)更加緩慢甚至行駛速度為0，因為車輛需要等待信號燈轉(zhuǎn)為綠色，因此，通過車輛的平均行駛速度篩選擁擠路段，從而確定第一路段上哪些位置的車輛在等待信號燈；采集周期的長度可由經(jīng)驗設(shè)定，采集周期結(jié)束的時間點為信號燈開始轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈的時間；之后，根據(jù)預(yù)設(shè)的約束條件篩選第一待定值a，并根據(jù)第一待定值的均值確定待通行路段，考慮到同一路段不同時段的交通情況存在較大差異，選擇設(shè)定m個采集周期并計算第一待定值均值的方式，以減小誤差；接著，確定通行路段，通行路段為第二路段上交通情況較為良好的路段，第一路段上等待信號燈的車輛在到達通行路段時，原通行路段上的車輛已經(jīng)駛離通行路段，因此，第一路段上等待信號燈的車輛到達通行路段，也不會影響第二路段上的交通情況，同時，車輛在通過路口時是依次通行的，因此，前方車輛未通過路口時，后續(xù)車輛無法通過路口，即使存在超車現(xiàn)象，也不會出現(xiàn)過多車輛同時進入通行路段影響通行路段的交通效率的情況；最后根據(jù)待通行路段的長度、通行路段的長度和車輛的平均行駛速度確定信號燈變?yōu)榫G燈后的持續(xù)時間。本發(fā)明可以避免過多車輛匯入某一道路后出現(xiàn)的交通擁堵情況。