信号交叉口单车停车延误时间和停车位置的关系模型研究.pdf

Study on Position Based Stop Delay Model of
Individual Vehicle at Signalized Intersection





A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Master’s Degree of Engineering
By
Qiao Zhenqing

Supervisor: Prof. Sun Dihua
Liao Xiaoyong
Specialty: Control Science and Engineering


College of Automation of Chongqing University ,
Chongqing, China
April 2014
中文摘要

摘要

车辆通过信号交叉口时通常会经历一定的延误,对车辆在信号交叉延误时间
的有效估计对于交通管理、公交调度、信号灯配时参数优化以及出行者的路径选
择等都具有重要的意义。但是由于检测手段、技术条件等限制,尚缺乏操作性较
强的信号配时参数估计方法以及信号交叉口单车延误时间模型的分析方法。
信号交叉口的单车延误时间与信号配时参数以及车辆的减速停车的位置有
关,针对上述问题本文首先考虑到浮动车 GPS 数据的特点和便利性,通过深入分
析车队经过信号交叉口的延误特性,得到车队的延误模式的描述,并在此基础上,
研究了交叉口信号配时参数的估计方法。最后,在深入分析单车停车延误时间与
停车位置关系的基础上,利用信号配时参数估计结果,考虑到异常数据的影响,
采用稳健回归估计,建立了单车停车延误时间与停车位置的关系模型。研究工作
主要包括以下三方面内容:
首先,研究了基于 GPS 数据的单车停车延误数据获取方法,针对传统减速点
法不能判断车辆多次停车的情况,做出了相应的改进。利用相邻两个 GPS 数据点
的平均间距(平均速度)判断车辆的关键位置点,进而获取车辆每次停车的位置
以及停车延误时间。结果表明了该方法的实用性和有效性,为后续的研究工作奠
定了数据基础。
其次,针对浮动车 GPS 数据覆盖率较低的情况,研究了一种基于停车延误数
据的交叉口信号配时参数估计方法。通过分析车队经过信号交叉口的延误特性,
得到车队延误模式三角形,并在此基础上分别讨论了未饱和与过饱和状态下的交
叉口信号参数估计方法。最后通过多周期估计结果融合的方法,减少了因 GPS 定
位误差、数据缺失以及其他偶然因素引起的估计误差。结果表明该方法具有较好
的估计效果,而且能够适应于不同类型的信号交叉口。
最后,针对 GPS 存在定位误差、数据缺失等问题以及车辆存在偶然停车等情
况对延误数据造成的污染,利用稳健回归的思想,采用最小截尾二乘 LTS 回归,
分时段分别建立了未饱和与过饱和状态下的单车的停车延误时间与停车位置之间
的关系模型。结果表明该模型具有较好的估计效果。
研究结果表明本文的交叉口信号配时参数估计方法和单车的停车延误时间与
停车位置的关系模型估计精度较高,且具有实用价值。

关键词:浮动车,信号配时参数估计,稳健回归,停车延误时间、停车位置

I
重庆大学硕士学位论文























II
英文摘要

ABSTRACT

Vehicles will experience a certain delay when they pass the signalized intersection.
The delay time estimating at signalized intersection has vital significance to traffic
management, public vehicle scheduling, signal timing optimization and the route choice
of individual traveler and so on. But because of the limits of detection methods and
technical conditions et al, there is still lack of s