快速路交通拥挤识别方法

钱敏等

摘 要：交通管理部门的决策和人们的出行，在有了对拥堵程度科学的识别方法之后变得更加方便，在设计中可以用交通饱和度和平均行程速度两个参数对道路的交通拥堵程度进行识别与评判。本文首先设计了获得交通饱和度和平均行程速度的方法，然后通过模糊算法将拥堵程度和评判指标进行量化，进而使模糊判断规则体系和隶属度函数得以建立，对相应的识别与评判快速路拥堵程度的方法进行了设计，通过本文的研究，希望可以为相关的研究提供一些借鉴。

关键词：快速路 交通拥挤 模糊判断 拥堵程度

中图分类号：U491 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（a）-0227-01

随着我国经济水平的不断提高，交通的增长不断对现有的道路交通提出新的要求，现阶段交通拥堵已经成为我看过各大城市共同面临的问题。道路交通拥堵的报警系统急需被建立起来。现在改善交通状况已经成为人们的共识，如果想改善交通状况首先要对交通的运行状况作出准确的、清晰的判断，所以从这方面来说，评判城市道路拥堵程度是非常重要的。但是，对交通状况进行单一的评判是不会准确的反映出道路的拥堵状况的，要对多种评判目标进行综合的评判再根据一些理论对指标数据进行分析，从而得到交通拥堵的程度和时间等有用信息。为了更好的描述快速路的交通拥堵情况，本文用拥堵度来反映人们对于拥堵程度的感受以及交通运行的状态。其中，如果拥堵度接近0，那就说明交通运行是非常通畅的，如果到说拥堵度接近1，那就说明交通运行的状况非常不好，拥堵的情况非常严重。另外，本文还用交通饱和度和平均行程速度两个指标来评判交通拥堵度的大小，分别获得这两个指标的相关数据，最后用模糊算法对交通拥堵情况进行评判。

1 采集平均行程速度

从时间的角度对一个区间的交通运行状态可以用平均行程速度来反映，如果行程速度比较小，那么就说明道路非常拥堵，相反，如果行程速度比较大，那么就可以说明道路非常通畅。平均行程速度可以分为区间平均行程速度和单车平均行程速度。其中，平均行程速度是指许多单车在一个时间段内平均行程速度的平均值；单车平均行程速度是指在一段时间内一辆车的平均速度。

1.1 采集单车平均行程速度

用区间距离除以车辆通过的时间就可以得到单车平均行程速度，其中区间的距离是通过测量得到的，时间可以通过记录得到，这样单车平均行程速度就可以很容易得到了。因为中途停车等问题的出现可能会使时间过长，这样获得的单车平均速度就不可以使用了。如果连续采集得到的数据离散程度比较大，我们可以通过下面的步骤使数据的质量得到提高。

（1）求绝对值：用单个样本数据减去全部数据的平均值得到。

（2）挑出第一部中数据的最大值，剔除对应的样本数据。

2 计算城市快速路的道路饱和度

饱和度是是交通流量和通行能力之间的比值。饱和度可以从空间的角度对一个区间的交通运行状态进行反映，如果饱和度比较低就说明交通比较畅通，如果饱和度比较高就说明交通存在拥堵的情况。如果想得到交通饱和度的数据，就需要对交通流量和道路通行能力进行统计。

2.1 统计交通流量

在交通视频中设置单个或者多个模拟的线圈，通过不同视频中的像素变化对是否有车辆通过进行判断。具体步骤：（1）通过对图像的预处理使图像效果得到不断的增强，再通过对背景的更新得到背景图像；（2）通过背景差法的运用得到前景图像，这个前景图像是有阴影的，可以用阴影消除法将阴影去除；（3）再通过虚拟线圈区域进行检测区域的计算，这样就可以得到交通流量了。

2.2 计算道路通行能力

在一定的交通条件和道路下，在单位的时间对某一段路某一截面的最大交通流率就是上面所说的道路通行能力。道路通行能力可以通过查道路等级状况和《城市道路工程设计规范》进行计算。

2.3 建立模糊判断规则和隶属度函数

交通拥堵程度是主观感受和客观事实综合作用的一种结果。用传统的数值计算方法是很难对交通拥堵程度进行描述的，而模糊推理的方法将客观与主观、清晰与模糊、定量与定性之间结合起来，用这样的方法可以很好的对交通的拥堵程度进行识别与判断。

根据日常的经验与相关的调查研究，隶属度函数和模糊推理原则得以建立。

在编辑器中，可以通过“饱和度”和“平均行程速度”两条直线的一定得出拥堵度的量化值。

3 结论

本文设计和研究了交通饱和度和平均行程速度的采集方法，还提出了拥堵度的概念，用模糊算法对拥堵程度进行识别与评判，进而将拥堵程度量化，使人们的理解更加方便。研究的结果表明，本文设计的数据采集方法可以有效的对交通参数进行采集，使交通拥堵的程度可以一目了然，为交通管理部门的决策和人们的出行提供了便利条件。但是，本文设计的数据采集方法在具体的实施过程中会耗费一定的人力，而且在一定程度上存在一些误差，具体的方法还有待得到进一步的发展与完善。

参考文献

[1] 淦学甄，刘清，张贵宾.城市道路交通拥挤识别方法研究[J].河北交通科技，2008（3）.

[2] 张新，常云涛，郭佳宁，等.基于视频投影法的交通拥挤实时检测算法[J]. 合肥工业大学学报：自然科学版，2013（3）.

[3] 郑建湖，文子娟，黄明芳，等.交通拥挤状态模糊识别方法的设计与应用[J].华东交通大学学报，2009（1）.

[4] 罗小强，陈宽民，张同芬.城市快速路交通拥挤事件检测与程度辨识[J].长安大学学报：自然科学版，2010（3）.

[5] 彭碧丹.交通拥挤负外部性产生的原因及内部化手段的环境经济学分析[J]. 环境保护与循环经济，2012（3）.

[6] 谢旭轩，张世秋，易如，等.北京市交通拥挤的社会成本[A].中国环境科学学会.中国环境科学学会2009年学术年会论文集（第四卷）[C].中国环境科学学会，2009（6）.endprint

摘 要：交通管理部门的决策和人们的出行，在有了对拥堵程度科学的识别方法之后变得更加方便，在设计中可以用交通饱和度和平均行程速度两个参数对道路的交通拥堵程度进行识别与评判。本文首先设计了获得交通饱和度和平均行程速度的方法，然后通过模糊算法将拥堵程度和评判指标进行量化，进而使模糊判断规则体系和隶属度函数得以建立，对相应的识别与评判快速路拥堵程度的方法进行了设计，通过本文的研究，希望可以为相关的研究提供一些借鉴。

关键词：快速路 交通拥挤 模糊判断 拥堵程度

中图分类号：U491 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（a）-0227-01

随着我国经济水平的不断提高，交通的增长不断对现有的道路交通提出新的要求，现阶段交通拥堵已经成为我看过各大城市共同面临的问题。道路交通拥堵的报警系统急需被建立起来。现在改善交通状况已经成为人们的共识，如果想改善交通状况首先要对交通的运行状况作出准确的、清晰的判断，所以从这方面来说，评判城市道路拥堵程度是非常重要的。但是，对交通状况进行单一的评判是不会准确的反映出道路的拥堵状况的，要对多种评判目标进行综合的评判再根据一些理论对指标数据进行分析，从而得到交通拥堵的程度和时间等有用信息。为了更好的描述快速路的交通拥堵情况，本文用拥堵度来反映人们对于拥堵程度的感受以及交通运行的状态。其中，如果拥堵度接近0，那就说明交通运行是非常通畅的，如果到说拥堵度接近1，那就说明交通运行的状况非常不好，拥堵的情况非常严重。另外，本文还用交通饱和度和平均行程速度两个指标来评判交通拥堵度的大小，分别获得这两个指标的相关数据，最后用模糊算法对交通拥堵情况进行评判。

1 采集平均行程速度

从时间的角度对一个区间的交通运行状态可以用平均行程速度来反映，如果行程速度比较小，那么就说明道路非常拥堵，相反，如果行程速度比较大，那么就可以说明道路非常通畅。平均行程速度可以分为区间平均行程速度和单车平均行程速度。其中，平均行程速度是指许多单车在一个时间段内平均行程速度的平均值；单车平均行程速度是指在一段时间内一辆车的平均速度。

1.1 采集单车平均行程速度

用区间距离除以车辆通过的时间就可以得到单车平均行程速度，其中区间的距离是通过测量得到的，时间可以通过记录得到，这样单车平均行程速度就可以很容易得到了。因为中途停车等问题的出现可能会使时间过长，这样获得的单车平均速度就不可以使用了。如果连续采集得到的数据离散程度比较大，我们可以通过下面的步骤使数据的质量得到提高。

（1）求绝对值：用单个样本数据减去全部数据的平均值得到。

（2）挑出第一部中数据的最大值，剔除对应的样本数据。

2 计算城市快速路的道路饱和度

饱和度是是交通流量和通行能力之间的比值。饱和度可以从空间的角度对一个区间的交通运行状态进行反映，如果饱和度比较低就说明交通比较畅通，如果饱和度比较高就说明交通存在拥堵的情况。如果想得到交通饱和度的数据，就需要对交通流量和道路通行能力进行统计。

2.1 统计交通流量

在交通视频中设置单个或者多个模拟的线圈，通过不同视频中的像素变化对是否有车辆通过进行判断。具体步骤：（1）通过对图像的预处理使图像效果得到不断的增强，再通过对背景的更新得到背景图像；（2）通过背景差法的运用得到前景图像，这个前景图像是有阴影的，可以用阴影消除法将阴影去除；（3）再通过虚拟线圈区域进行检测区域的计算，这样就可以得到交通流量了。

2.2 计算道路通行能力

在一定的交通条件和道路下，在单位的时间对某一段路某一截面的最大交通流率就是上面所说的道路通行能力。道路通行能力可以通过查道路等级状况和《城市道路工程设计规范》进行计算。

2.3 建立模糊判断规则和隶属度函数

交通拥堵程度是主观感受和客观事实综合作用的一种结果。用传统的数值计算方法是很难对交通拥堵程度进行描述的，而模糊推理的方法将客观与主观、清晰与模糊、定量与定性之间结合起来，用这样的方法可以很好的对交通的拥堵程度进行识别与判断。

根据日常的经验与相关的调查研究，隶属度函数和模糊推理原则得以建立。

在编辑器中，可以通过“饱和度”和“平均行程速度”两条直线的一定得出拥堵度的量化值。

3 结论

本文设计和研究了交通饱和度和平均行程速度的采集方法，还提出了拥堵度的概念，用模糊算法对拥堵程度进行识别与评判，进而将拥堵程度量化，使人们的理解更加方便。研究的结果表明，本文设计的数据采集方法可以有效的对交通参数进行采集，使交通拥堵的程度可以一目了然，为交通管理部门的决策和人们的出行提供了便利条件。但是，本文设计的数据采集方法在具体的实施过程中会耗费一定的人力，而且在一定程度上存在一些误差，具体的方法还有待得到进一步的发展与完善。

参考文献

[1] 淦学甄，刘清，张贵宾.城市道路交通拥挤识别方法研究[J].河北交通科技，2008（3）.

[2] 张新，常云涛，郭佳宁，等.基于视频投影法的交通拥挤实时检测算法[J]. 合肥工业大学学报：自然科学版，2013（3）.

[3] 郑建湖，文子娟，黄明芳，等.交通拥挤状态模糊识别方法的设计与应用[J].华东交通大学学报，2009（1）.

[4] 罗小强，陈宽民，张同芬.城市快速路交通拥挤事件检测与程度辨识[J].长安大学学报：自然科学版，2010（3）.

[5] 彭碧丹.交通拥挤负外部性产生的原因及内部化手段的环境经济学分析[J]. 环境保护与循环经济，2012（3）.

[6] 谢旭轩，张世秋，易如，等.北京市交通拥挤的社会成本[A].中国环境科学学会.中国环境科学学会2009年学术年会论文集（第四卷）[C].中国环境科学学会，2009（6）.endprint

摘 要：交通管理部门的决策和人们的出行，在有了对拥堵程度科学的识别方法之后变得更加方便，在设计中可以用交通饱和度和平均行程速度两个参数对道路的交通拥堵程度进行识别与评判。本文首先设计了获得交通饱和度和平均行程速度的方法，然后通过模糊算法将拥堵程度和评判指标进行量化，进而使模糊判断规则体系和隶属度函数得以建立，对相应的识别与评判快速路拥堵程度的方法进行了设计，通过本文的研究，希望可以为相关的研究提供一些借鉴。

关键词：快速路 交通拥挤 模糊判断 拥堵程度

中图分类号：U491 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（a）-0227-01

随着我国经济水平的不断提高，交通的增长不断对现有的道路交通提出新的要求，现阶段交通拥堵已经成为我看过各大城市共同面临的问题。道路交通拥堵的报警系统急需被建立起来。现在改善交通状况已经成为人们的共识，如果想改善交通状况首先要对交通的运行状况作出准确的、清晰的判断，所以从这方面来说，评判城市道路拥堵程度是非常重要的。但是，对交通状况进行单一的评判是不会准确的反映出道路的拥堵状况的，要对多种评判目标进行综合的评判再根据一些理论对指标数据进行分析，从而得到交通拥堵的程度和时间等有用信息。为了更好的描述快速路的交通拥堵情况，本文用拥堵度来反映人们对于拥堵程度的感受以及交通运行的状态。其中，如果拥堵度接近0，那就说明交通运行是非常通畅的，如果到说拥堵度接近1，那就说明交通运行的状况非常不好，拥堵的情况非常严重。另外，本文还用交通饱和度和平均行程速度两个指标来评判交通拥堵度的大小，分别获得这两个指标的相关数据，最后用模糊算法对交通拥堵情况进行评判。

1 采集平均行程速度

从时间的角度对一个区间的交通运行状态可以用平均行程速度来反映，如果行程速度比较小，那么就说明道路非常拥堵，相反，如果行程速度比较大，那么就可以说明道路非常通畅。平均行程速度可以分为区间平均行程速度和单车平均行程速度。其中，平均行程速度是指许多单车在一个时间段内平均行程速度的平均值；单车平均行程速度是指在一段时间内一辆车的平均速度。

1.1 采集单车平均行程速度

用区间距离除以车辆通过的时间就可以得到单车平均行程速度，其中区间的距离是通过测量得到的，时间可以通过记录得到，这样单车平均行程速度就可以很容易得到了。因为中途停车等问题的出现可能会使时间过长，这样获得的单车平均速度就不可以使用了。如果连续采集得到的数据离散程度比较大，我们可以通过下面的步骤使数据的质量得到提高。

（1）求绝对值：用单个样本数据减去全部数据的平均值得到。

（2）挑出第一部中数据的最大值，剔除对应的样本数据。

2 计算城市快速路的道路饱和度

饱和度是是交通流量和通行能力之间的比值。饱和度可以从空间的角度对一个区间的交通运行状态进行反映，如果饱和度比较低就说明交通比较畅通，如果饱和度比较高就说明交通存在拥堵的情况。如果想得到交通饱和度的数据，就需要对交通流量和道路通行能力进行统计。

2.1 统计交通流量

在交通视频中设置单个或者多个模拟的线圈，通过不同视频中的像素变化对是否有车辆通过进行判断。具体步骤：（1）通过对图像的预处理使图像效果得到不断的增强，再通过对背景的更新得到背景图像；（2）通过背景差法的运用得到前景图像，这个前景图像是有阴影的，可以用阴影消除法将阴影去除；（3）再通过虚拟线圈区域进行检测区域的计算，这样就可以得到交通流量了。

2.2 计算道路通行能力

在一定的交通条件和道路下，在单位的时间对某一段路某一截面的最大交通流率就是上面所说的道路通行能力。道路通行能力可以通过查道路等级状况和《城市道路工程设计规范》进行计算。

2.3 建立模糊判断规则和隶属度函数

交通拥堵程度是主观感受和客观事实综合作用的一种结果。用传统的数值计算方法是很难对交通拥堵程度进行描述的，而模糊推理的方法将客观与主观、清晰与模糊、定量与定性之间结合起来，用这样的方法可以很好的对交通的拥堵程度进行识别与判断。

根据日常的经验与相关的调查研究，隶属度函数和模糊推理原则得以建立。

在编辑器中，可以通过“饱和度”和“平均行程速度”两条直线的一定得出拥堵度的量化值。

3 结论

本文设计和研究了交通饱和度和平均行程速度的采集方法，还提出了拥堵度的概念，用模糊算法对拥堵程度进行识别与评判，进而将拥堵程度量化，使人们的理解更加方便。研究的结果表明，本文设计的数据采集方法可以有效的对交通参数进行采集，使交通拥堵的程度可以一目了然，为交通管理部门的决策和人们的出行提供了便利条件。但是，本文设计的数据采集方法在具体的实施过程中会耗费一定的人力，而且在一定程度上存在一些误差，具体的方法还有待得到进一步的发展与完善。

参考文献

[1] 淦学甄，刘清，张贵宾.城市道路交通拥挤识别方法研究[J].河北交通科技，2008（3）.

[2] 张新，常云涛，郭佳宁，等.基于视频投影法的交通拥挤实时检测算法[J]. 合肥工业大学学报：自然科学版，2013（3）.

[3] 郑建湖，文子娟，黄明芳，等.交通拥挤状态模糊识别方法的设计与应用[J].华东交通大学学报，2009（1）.

[4] 罗小强，陈宽民，张同芬.城市快速路交通拥挤事件检测与程度辨识[J].长安大学学报：自然科学版，2010（3）.

[5] 彭碧丹.交通拥挤负外部性产生的原因及内部化手段的环境经济学分析[J]. 环境保护与循环经济，2012（3）.

[6] 谢旭轩，张世秋，易如，等.北京市交通拥挤的社会成本[A].中国环境科学学会.中国环境科学学会2009年学术年会论文集（第四卷）[C].中国环境科学学会，2009（6）.endprint