快速路交通擁擠識別方法

錢敏等

摘 要：交通管理部門的決策和人們的出行，在有了對擁堵程度科學的識別方法之后變得更加方便，在設計中可以用交通飽和度和平均行程速度兩個參數對道路的交通擁堵程度進行識別與評判。本文首先設計了獲得交通飽和度和平均行程速度的方法，然后通過模糊算法將擁堵程度和評判指標進行量化，進而使模糊判斷規則體系和隸屬度函數得以建立，對相應的識別與評判快速路擁堵程度的方法進行了設計，通過本文的研究，希望可以為相關的研究提供一些借鑒。

關鍵詞：快速路 交通擁擠 模糊判斷 擁堵程度

中圖分類號：U491 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（a）-0227-01

隨著我國經濟水平的不斷提高，交通的增長不斷對現有的道路交通提出新的要求，現階段交通擁堵已經成為我看過各大城市共同面臨的問題。道路交通擁堵的報警系統急需被建立起來。現在改善交通狀況已經成為人們的共識，如果想改善交通狀況首先要對交通的運行狀況作出準確的、清晰的判斷，所以從這方面來說，評判城市道路擁堵程度是非常重要的。但是，對交通狀況進行單一的評判是不會準確的反映出道路的擁堵狀況的，要對多種評判目標進行綜合的評判再根據一些理論對指標數據進行分析，從而得到交通擁堵的程度和時間等有用信息。為了更好的描述快速路的交通擁堵情況，本文用擁堵度來反映人們對于擁堵程度的感受以及交通運行的狀態。其中，如果擁堵度接近0，那就說明交通運行是非常通暢的，如果到說擁堵度接近1，那就說明交通運行的狀況非常不好，擁堵的情況非常嚴重。另外，本文還用交通飽和度和平均行程速度兩個指標來評判交通擁堵度的大小，分別獲得這兩個指標的相關數據，最后用模糊算法對交通擁堵情況進行評判。

1 采集平均行程速度

從時間的角度對一個區間的交通運行狀態可以用平均行程速度來反映，如果行程速度比較小，那么就說明道路非常擁堵，相反，如果行程速度比較大，那么就可以說明道路非常通暢。平均行程速度可以分為區間平均行程速度和單車平均行程速度。其中，平均行程速度是指許多單車在一個時間段內平均行程速度的平均值；單車平均行程速度是指在一段時間內一輛車的平均速度。

1.1 采集單車平均行程速度

用區間距離除以車輛通過的時間就可以得到單車平均行程速度，其中區間的距離是通過測量得到的，時間可以通過記錄得到，這樣單車平均行程速度就可以很容易得到了。因為中途停車等問題的出現可能會使時間過長，這樣獲得的單車平均速度就不可以使用了。如果連續采集得到的數據離散程度比較大，我們可以通過下面的步驟使數據的質量得到提高。

（1）求絕對值：用單個樣本數據減去全部數據的平均值得到。

（2）挑出第一部中數據的最大值，剔除對應的樣本數據。

2 計算城市快速路的道路飽和度

飽和度是是交通流量和通行能力之間的比值。飽和度可以從空間的角度對一個區間的交通運行狀態進行反映，如果飽和度比較低就說明交通比較暢通，如果飽和度比較高就說明交通存在擁堵的情況。如果想得到交通飽和度的數據，就需要對交通流量和道路通行能力進行統計。

2.1 統計交通流量

在交通視頻中設置單個或者多個模擬的線圈，通過不同視頻中的像素變化對是否有車輛通過進行判斷。具體步驟：（1）通過對圖像的預處理使圖像效果得到不斷的增強，再通過對背景的更新得到背景圖像；（2）通過背景差法的運用得到前景圖像，這個前景圖像是有陰影的，可以用陰影消除法將陰影去除；（3）再通過虛擬線圈區域進行檢測區域的計算，這樣就可以得到交通流量了。

2.2 計算道路通行能力

在一定的交通條件和道路下，在單位的時間對某一段路某一截面的最大交通流率就是上面所說的道路通行能力。道路通行能力可以通過查道路等級狀況和《城市道路工程設計規范》進行計算。

2.3 建立模糊判斷規則和隸屬度函數

交通擁堵程度是主觀感受和客觀事實綜合作用的一種結果。用傳統的數值計算方法是很難對交通擁堵程度進行描述的，而模糊推理的方法將客觀與主觀、清晰與模糊、定量與定性之間結合起來，用這樣的方法可以很好的對交通的擁堵程度進行識別與判斷。

根據日常的經驗與相關的調查研究，隸屬度函數和模糊推理原則得以建立。

在編輯器中，可以通過“飽和度”和“平均行程速度”兩條直線的一定得出擁堵度的量化值。

3 結論

本文設計和研究了交通飽和度和平均行程速度的采集方法，還提出了擁堵度的概念，用模糊算法對擁堵程度進行識別與評判，進而將擁堵程度量化，使人們的理解更加方便。研究的結果表明，本文設計的數據采集方法可以有效的對交通參數進行采集，使交通擁堵的程度可以一目了然，為交通管理部門的決策和人們的出行提供了便利條件。但是，本文設計的數據采集方法在具體的實施過程中會耗費一定的人力，而且在一定程度上存在一些誤差，具體的方法還有待得到進一步的發展與完善。

參考文獻

[1] 淦學甄，劉清，張貴賓.城市道路交通擁擠識別方法研究[J].河北交通科技，2008（3）.

[2] 張新，常云濤，郭佳寧，等.基于視頻投影法的交通擁擠實時檢測算法[J]. 合肥工業大學學報：自然科學版，2013（3）.

[3] 鄭建湖，文子娟，黃明芳，等.交通擁擠狀態模糊識別方法的設計與應用[J].華東交通大學學報，2009（1）.

[4] 羅小強，陳寬民，張同芬.城市快速路交通擁擠事件檢測與程度辨識[J].長安大學學報：自然科學版，2010（3）.

[5] 彭碧丹.交通擁擠負外部性產生的原因及內部化手段的環境經濟學分析[J]. 環境保護與循環經濟，2012（3）.

[6] 謝旭軒，張世秋，易如，等.北京市交通擁擠的社會成本[A].中國環境科學學會.中國環境科學學會2009年學術年會論文集（第四卷）[C].中國環境科學學會，2009（6）.endprint

摘 要：交通管理部門的決策和人們的出行，在有了對擁堵程度科學的識別方法之后變得更加方便，在設計中可以用交通飽和度和平均行程速度兩個參數對道路的交通擁堵程度進行識別與評判。本文首先設計了獲得交通飽和度和平均行程速度的方法，然后通過模糊算法將擁堵程度和評判指標進行量化，進而使模糊判斷規則體系和隸屬度函數得以建立，對相應的識別與評判快速路擁堵程度的方法進行了設計，通過本文的研究，希望可以為相關的研究提供一些借鑒。

關鍵詞：快速路 交通擁擠 模糊判斷 擁堵程度

中圖分類號：U491 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（a）-0227-01

隨著我國經濟水平的不斷提高，交通的增長不斷對現有的道路交通提出新的要求，現階段交通擁堵已經成為我看過各大城市共同面臨的問題。道路交通擁堵的報警系統急需被建立起來。現在改善交通狀況已經成為人們的共識，如果想改善交通狀況首先要對交通的運行狀況作出準確的、清晰的判斷，所以從這方面來說，評判城市道路擁堵程度是非常重要的。但是，對交通狀況進行單一的評判是不會準確的反映出道路的擁堵狀況的，要對多種評判目標進行綜合的評判再根據一些理論對指標數據進行分析，從而得到交通擁堵的程度和時間等有用信息。為了更好的描述快速路的交通擁堵情況，本文用擁堵度來反映人們對于擁堵程度的感受以及交通運行的狀態。其中，如果擁堵度接近0，那就說明交通運行是非常通暢的，如果到說擁堵度接近1，那就說明交通運行的狀況非常不好，擁堵的情況非常嚴重。另外，本文還用交通飽和度和平均行程速度兩個指標來評判交通擁堵度的大小，分別獲得這兩個指標的相關數據，最后用模糊算法對交通擁堵情況進行評判。

1 采集平均行程速度

從時間的角度對一個區間的交通運行狀態可以用平均行程速度來反映，如果行程速度比較小，那么就說明道路非常擁堵，相反，如果行程速度比較大，那么就可以說明道路非常通暢。平均行程速度可以分為區間平均行程速度和單車平均行程速度。其中，平均行程速度是指許多單車在一個時間段內平均行程速度的平均值；單車平均行程速度是指在一段時間內一輛車的平均速度。

1.1 采集單車平均行程速度

用區間距離除以車輛通過的時間就可以得到單車平均行程速度，其中區間的距離是通過測量得到的，時間可以通過記錄得到，這樣單車平均行程速度就可以很容易得到了。因為中途停車等問題的出現可能會使時間過長，這樣獲得的單車平均速度就不可以使用了。如果連續采集得到的數據離散程度比較大，我們可以通過下面的步驟使數據的質量得到提高。

（1）求絕對值：用單個樣本數據減去全部數據的平均值得到。

（2）挑出第一部中數據的最大值，剔除對應的樣本數據。

2 計算城市快速路的道路飽和度

飽和度是是交通流量和通行能力之間的比值。飽和度可以從空間的角度對一個區間的交通運行狀態進行反映，如果飽和度比較低就說明交通比較暢通，如果飽和度比較高就說明交通存在擁堵的情況。如果想得到交通飽和度的數據，就需要對交通流量和道路通行能力進行統計。

2.1 統計交通流量

在交通視頻中設置單個或者多個模擬的線圈，通過不同視頻中的像素變化對是否有車輛通過進行判斷。具體步驟：（1）通過對圖像的預處理使圖像效果得到不斷的增強，再通過對背景的更新得到背景圖像；（2）通過背景差法的運用得到前景圖像，這個前景圖像是有陰影的，可以用陰影消除法將陰影去除；（3）再通過虛擬線圈區域進行檢測區域的計算，這樣就可以得到交通流量了。

2.2 計算道路通行能力

在一定的交通條件和道路下，在單位的時間對某一段路某一截面的最大交通流率就是上面所說的道路通行能力。道路通行能力可以通過查道路等級狀況和《城市道路工程設計規范》進行計算。

2.3 建立模糊判斷規則和隸屬度函數

交通擁堵程度是主觀感受和客觀事實綜合作用的一種結果。用傳統的數值計算方法是很難對交通擁堵程度進行描述的，而模糊推理的方法將客觀與主觀、清晰與模糊、定量與定性之間結合起來，用這樣的方法可以很好的對交通的擁堵程度進行識別與判斷。

根據日常的經驗與相關的調查研究，隸屬度函數和模糊推理原則得以建立。

在編輯器中，可以通過“飽和度”和“平均行程速度”兩條直線的一定得出擁堵度的量化值。

3 結論

本文設計和研究了交通飽和度和平均行程速度的采集方法，還提出了擁堵度的概念，用模糊算法對擁堵程度進行識別與評判，進而將擁堵程度量化，使人們的理解更加方便。研究的結果表明，本文設計的數據采集方法可以有效的對交通參數進行采集，使交通擁堵的程度可以一目了然，為交通管理部門的決策和人們的出行提供了便利條件。但是，本文設計的數據采集方法在具體的實施過程中會耗費一定的人力，而且在一定程度上存在一些誤差，具體的方法還有待得到進一步的發展與完善。

參考文獻

[1] 淦學甄，劉清，張貴賓.城市道路交通擁擠識別方法研究[J].河北交通科技，2008（3）.

[2] 張新，常云濤，郭佳寧，等.基于視頻投影法的交通擁擠實時檢測算法[J]. 合肥工業大學學報：自然科學版，2013（3）.

[3] 鄭建湖，文子娟，黃明芳，等.交通擁擠狀態模糊識別方法的設計與應用[J].華東交通大學學報，2009（1）.

[4] 羅小強，陳寬民，張同芬.城市快速路交通擁擠事件檢測與程度辨識[J].長安大學學報：自然科學版，2010（3）.

[5] 彭碧丹.交通擁擠負外部性產生的原因及內部化手段的環境經濟學分析[J]. 環境保護與循環經濟，2012（3）.

[6] 謝旭軒，張世秋，易如，等.北京市交通擁擠的社會成本[A].中國環境科學學會.中國環境科學學會2009年學術年會論文集（第四卷）[C].中國環境科學學會，2009（6）.endprint

摘 要：交通管理部門的決策和人們的出行，在有了對擁堵程度科學的識別方法之后變得更加方便，在設計中可以用交通飽和度和平均行程速度兩個參數對道路的交通擁堵程度進行識別與評判。本文首先設計了獲得交通飽和度和平均行程速度的方法，然后通過模糊算法將擁堵程度和評判指標進行量化，進而使模糊判斷規則體系和隸屬度函數得以建立，對相應的識別與評判快速路擁堵程度的方法進行了設計，通過本文的研究，希望可以為相關的研究提供一些借鑒。

關鍵詞：快速路 交通擁擠 模糊判斷 擁堵程度

中圖分類號：U491 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（a）-0227-01

隨著我國經濟水平的不斷提高，交通的增長不斷對現有的道路交通提出新的要求，現階段交通擁堵已經成為我看過各大城市共同面臨的問題。道路交通擁堵的報警系統急需被建立起來。現在改善交通狀況已經成為人們的共識，如果想改善交通狀況首先要對交通的運行狀況作出準確的、清晰的判斷，所以從這方面來說，評判城市道路擁堵程度是非常重要的。但是，對交通狀況進行單一的評判是不會準確的反映出道路的擁堵狀況的，要對多種評判目標進行綜合的評判再根據一些理論對指標數據進行分析，從而得到交通擁堵的程度和時間等有用信息。為了更好的描述快速路的交通擁堵情況，本文用擁堵度來反映人們對于擁堵程度的感受以及交通運行的狀態。其中，如果擁堵度接近0，那就說明交通運行是非常通暢的，如果到說擁堵度接近1，那就說明交通運行的狀況非常不好，擁堵的情況非常嚴重。另外，本文還用交通飽和度和平均行程速度兩個指標來評判交通擁堵度的大小，分別獲得這兩個指標的相關數據，最后用模糊算法對交通擁堵情況進行評判。

1 采集平均行程速度

從時間的角度對一個區間的交通運行狀態可以用平均行程速度來反映，如果行程速度比較小，那么就說明道路非常擁堵，相反，如果行程速度比較大，那么就可以說明道路非常通暢。平均行程速度可以分為區間平均行程速度和單車平均行程速度。其中，平均行程速度是指許多單車在一個時間段內平均行程速度的平均值；單車平均行程速度是指在一段時間內一輛車的平均速度。

1.1 采集單車平均行程速度

用區間距離除以車輛通過的時間就可以得到單車平均行程速度，其中區間的距離是通過測量得到的，時間可以通過記錄得到，這樣單車平均行程速度就可以很容易得到了。因為中途停車等問題的出現可能會使時間過長，這樣獲得的單車平均速度就不可以使用了。如果連續采集得到的數據離散程度比較大，我們可以通過下面的步驟使數據的質量得到提高。

（1）求絕對值：用單個樣本數據減去全部數據的平均值得到。

（2）挑出第一部中數據的最大值，剔除對應的樣本數據。

2 計算城市快速路的道路飽和度

飽和度是是交通流量和通行能力之間的比值。飽和度可以從空間的角度對一個區間的交通運行狀態進行反映，如果飽和度比較低就說明交通比較暢通，如果飽和度比較高就說明交通存在擁堵的情況。如果想得到交通飽和度的數據，就需要對交通流量和道路通行能力進行統計。

2.1 統計交通流量

在交通視頻中設置單個或者多個模擬的線圈，通過不同視頻中的像素變化對是否有車輛通過進行判斷。具體步驟：（1）通過對圖像的預處理使圖像效果得到不斷的增強，再通過對背景的更新得到背景圖像；（2）通過背景差法的運用得到前景圖像，這個前景圖像是有陰影的，可以用陰影消除法將陰影去除；（3）再通過虛擬線圈區域進行檢測區域的計算，這樣就可以得到交通流量了。

2.2 計算道路通行能力

在一定的交通條件和道路下，在單位的時間對某一段路某一截面的最大交通流率就是上面所說的道路通行能力。道路通行能力可以通過查道路等級狀況和《城市道路工程設計規范》進行計算。

2.3 建立模糊判斷規則和隸屬度函數

交通擁堵程度是主觀感受和客觀事實綜合作用的一種結果。用傳統的數值計算方法是很難對交通擁堵程度進行描述的，而模糊推理的方法將客觀與主觀、清晰與模糊、定量與定性之間結合起來，用這樣的方法可以很好的對交通的擁堵程度進行識別與判斷。

根據日常的經驗與相關的調查研究，隸屬度函數和模糊推理原則得以建立。

在編輯器中，可以通過“飽和度”和“平均行程速度”兩條直線的一定得出擁堵度的量化值。

3 結論

本文設計和研究了交通飽和度和平均行程速度的采集方法，還提出了擁堵度的概念，用模糊算法對擁堵程度進行識別與評判，進而將擁堵程度量化，使人們的理解更加方便。研究的結果表明，本文設計的數據采集方法可以有效的對交通參數進行采集，使交通擁堵的程度可以一目了然，為交通管理部門的決策和人們的出行提供了便利條件。但是，本文設計的數據采集方法在具體的實施過程中會耗費一定的人力，而且在一定程度上存在一些誤差，具體的方法還有待得到進一步的發展與完善。

參考文獻

[1] 淦學甄，劉清，張貴賓.城市道路交通擁擠識別方法研究[J].河北交通科技，2008（3）.

[2] 張新，常云濤，郭佳寧，等.基于視頻投影法的交通擁擠實時檢測算法[J]. 合肥工業大學學報：自然科學版，2013（3）.

[3] 鄭建湖，文子娟，黃明芳，等.交通擁擠狀態模糊識別方法的設計與應用[J].華東交通大學學報，2009（1）.

[4] 羅小強，陳寬民，張同芬.城市快速路交通擁擠事件檢測與程度辨識[J].長安大學學報：自然科學版，2010（3）.

[5] 彭碧丹.交通擁擠負外部性產生的原因及內部化手段的環境經濟學分析[J]. 環境保護與循環經濟，2012（3）.

[6] 謝旭軒，張世秋，易如，等.北京市交通擁擠的社會成本[A].中國環境科學學會.中國環境科學學會2009年學術年會論文集（第四卷）[C].中國環境科學學會，2009（6）.endprint