《基於視頻信息的單點瓶頸控制策略與實現方法》是依託浙江大學，由馬東方擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於視頻信息的單點瓶頸控制策略與實現方法
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：馬東方
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於斷面交通數據的傳統信號控制技術及控制系統在信息採集與算法設計方面主要面向於未飽和交通狀態，而過飽和控制方法的實踐效果不佳。隨著闖紅燈自動記錄系統等視頻設備的廣泛套用，使得通過深入挖掘視頻信息進而提取行程時間、節點OD等區間交通參數已成為可能，可為過飽和狀態下的瓶頸控制提供數據基礎。本項目基於日益普及的視頻檢測設備與日益成熟的視頻處理技術，從信息提取、信息利用兩個層面入手，研究基於視頻信息的斷面及區間交通流數據獲取方法，並依據視頻信息的時空關聯特性確定數據處理間隔，建立交通流參數的預測與校正模型；構建交通狀態指標集，通過影響因素靈敏性分析優選視頻信息下的狀態表達指標，進而建立路段交通狀態動態演化模型並界定瓶頸觸發閾值；利用區間交通信息，從相位相序與配時參數綜合最佳化的角度尋求快速消散單點瓶頸的信號控制方法。項目成果可為預防短連線排隊溢流、減少交通擁堵時空擴散提供理論支撐與實現方法。
結題摘要
交通擁堵已成為制約我國很多大城市可持續發展的嚴重瓶頸，其預防與消散措施是諸多交通相關領域的研究熱點。從信號控制的角度考慮，通過資源重構均衡交通流的時空分布，可以有效避免排隊上溯現象的發生，保障路網交通流的運行效率。傳統的信號控制系統和信號控制技術主要依靠固定檢測器的斷面數據和移動監測器的樣本軌跡數據來提取交通流參數，實時監測並預測多維度交通狀態，並針對單點瓶頸基於下游等步距調節、上游最小綠限流的思路最佳化信號控制方案，這種“閘門控制”的思路可以最大限度的降低擁堵路段對區域的影響，但卻往往會誘發新的擁堵，造成擁堵轉移。本項目旨在解決現有瓶頸控制方法的上述缺陷，基於日益普及的闖紅燈自動記錄系統的行程時間數據提出一套“負荷均分”的瓶頸控制方法，主要研究成果包括如下五個部分：(1) 通過行程時間的數據質量分析確定了用於交通控制的最小樣本量，並從可靠性和交通狀態兩個維度綜合最佳化了行程時間時間窗的計算方法；(2) 在此基礎了分析了行程時間時空規律性，首次提出了虛擬周期的概念，利用虛擬周期與信號周期之間的一一對應關係和流量守恆關係，提出了車道組飽和度、交通需求的估計方法；(3) 分析了周期內的排隊長度與最大延誤時間的推演關係，建立了一種基於行程時間變化率的排隊長度實時估計和排隊上溯識別方法；為了充分利用線圈檢測數據和視頻數據的優勢，建立了一種瓶頸狀態聯合判斷模型，相比於基於單一源數據的方法相比，識別率提高了16%；(4) 利用節點OD信息，測算了瓶頸路段的車流來源及駛向目標，精確篩選了關鍵路徑及關鍵車流，以“負荷均分”為思路建立了調節量在路徑和路段兩個層面的分配算法，建立了常規控制與控制之間的平滑過渡方法；(5) 基於北京市和青島市的路網數據，完成了仿真測試和實測驗證，結果表明項目提出的新方法較傳統方法顯著提升了區域交通流的整體運行效率，為未來的交通控制提供了一種的新的思路和方法。
