地下互通交织段稳定性识别方法与系统与流程

1.本发明涉及交通道路技术领域，尤其涉及一种地下互通交织段稳定性识别方法与系统。


背景技术：

2.在现有地下道路领域，对于地下道路的稳定性，相关技术采用视频识别的方式对整体道路情况进行监控，具体方式为通过直接观察或拥堵识别等对地下道路进行管理控制。
3.相关技术中涉及地下互通交织段道路状态相对较少，不能及时有效的对整体交通流的稳定性状态进行识别，进而影响整个路段的交通流稳定性，易造成交通事故。


技术实现要素：

4.本发明提供一种地下互通交织段稳定性识别方法与系统，用以解决相关技术中涉及地下互通交织段道路状态相对较少，不能及时有效的对整体交通流的稳定性状态进行识别，进而影响整个路段的交通流稳定性，易造成交通事故的问题。
5.第一方面，本发明提供一种地下互通交织段稳定性识别方法，包括：
6.获取预设时间段内至少一台车辆的车头时距与车速；
7.基于所述至少一台车辆的车头时距与车速确定交通流稳定性状态。
8.可选地，所述基于所述至少一台车辆的车头时距与车速确定交通流稳定性状态，具体包括：
9.基于所述至少一台车辆的车头时距通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算车头时距稳定性系数；
10.基于所述至少一台车辆的车速通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算车速稳定性系数；
11.基于所述车头时距稳定性系数与所述车速稳定性系数计算交通流稳定性指数；
12.基于所述交通流稳定性指数确定所述交通流稳定性状态。
13.可选地，所述基于所述至少一台车辆的车头时距通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算车头时距稳定性系数，具体包括：
14.基于所述至少一台车辆的车头时距通过最大李雅普诺夫lyapunov指数利用公式(1)
‑
(6)计算车头时距稳定性系数：
15.h
j
＝(x
j
，x
j τ
，
…
，x
n (m
‑
1)*τ
)
ꢀꢀꢀ
(1)
[0016][0017][0018]
[0019][0020][0021]
其中，x
j
表示第j个车辆的车头时距，h
j
表示m维空间坐标系中的第j个空间坐标点，表示m维空间坐标系中h
j
的最邻近点，l
j
表示m维空间坐标系中h
j
的最邻近距离，表示m维空间坐标系中的最邻近点，l
′
j
表示m维空间坐标系中的最邻近距离，x表示车头时距稳定性系数，j∈(1,n
‑
(m
‑
1)*τ)且j为整数，j1∈(j,n
‑
(m
‑
1)*τ)且j1为整数，j2∈(j1,n
‑
(m
‑
1)*τ)且j2为整数，m为n
‑
(m
‑
1)*τ，n＞m≥2，且n和m均为整数，τ为时间延迟参数；
[0022]
所述基于所述至少一台车辆的车速通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算车速稳定性系数，具体包括：
[0023]
基于所述至少一台车辆的车速通过最大李雅普诺夫lyapunov指数利用公式(7)
‑
(12)计算车速稳定性系数：
[0024]
q
j
＝(y
j
,y
j τ
,
…
,y
n (m
‑
1)*τ
)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0025][0026][0027][0028][0029][0030]
其中，y
j
表示第j个车辆的车速，q
j
表示m维空间坐标系中的第j个空间坐标点，表示m维空间坐标系中q
j
的最邻近点，s
j
表示m维空间坐标系中q
j
到最邻近点的最邻近距离，表示m维空间坐标系中的最邻近点，s
′
j
表示m维空间坐标系中到最邻近点的最邻近距离，y表示车头时距稳定性系数，j∈(1,n
‑
(m
‑
1)*τ)且j为整数，j1∈(j,n
‑
(m
‑
1)*τ)且j1为整数，j2∈(j1,n
‑
(m
‑
1)*τ)且j2为整数，q为n
‑
(m
‑
1)*τ，n＞m≥2，且n和m均为整数，τ为时间延迟参数。
[0031]
可选地，所述基于所述车头时距稳定性系数与所述车速稳定性系数计算交通流稳定性指数，具体包括：
[0032]
基于所述车头时距稳定性系数与所述车速稳定性系数利用公式(13)计算交通流稳定性指数：
[0033]
w＝a*x b*y
ꢀꢀ
(13)
[0034]
其中，w表示交通流稳定性指数，a表示车头时距稳定性系数的权重系数，b表示车速稳定性系数的权重系数，x表示车头时距稳定性系数，y表示车速稳定性系数。
[0035]
可选地，所述基于所述交通流稳定性指数确定所述交通流稳定性状态，包括以下各项中的至少一项：
[0036]
若所述交通流稳定性指数大于第一预设阈值，则确定所述交通流稳定性状态为不稳定状态；
[0037]
若所述交通流稳定性指数小于第一预设阈值且大于第二预设阈值，则确定所述交通流稳定性状态为稳定状态和不稳定状态之间；
[0038]
若所述交通流稳定性指数小于第二预设阈值，则确定所述交通流稳定性状态为稳定状态。
[0039]
第二方面，本发明提供一种稳定性识别模块，包括：
[0040]
获取单元，用于获取预设时间段内至少一台车辆的车头时距与车速；
[0041]
确定单元，用于基于所述至少一台车辆的车头时距与车速确定交通流稳定性状态。
[0042]
第三方面，本发明提供一种地下互通交织段稳定性识别系统，其特征在于，包括如第二方面所述的稳定性识别模块和车辆检测模块，其中，
[0043]
所述车辆检测模块用于在预设时间段内统计至少一台车辆的车头时距与车速，将所述预设时间段内所述至少一台车辆的车头时距与车速传输至稳定性识别模块；
[0044]
其中，所述车辆检测模块和所述稳定性识别模块均设置在到达地下互通交织段的预设距离处，所述稳定性识别模块与所述车辆检测模块通过有线方式相连接。
[0045]
可选地，所述预设距离利用公式(14)计算得到：
[0046][0047]
其中，l为预设距离，s0为地下互通交织段的开口长度，v为车辆在地下互通交织段正常运行的情况下的预设位的车速，t为驾驶员反应时间，δ为参数。
[0048]
第四方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述地下互通交织段稳定性识别方法的步骤。
[0049]
第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述地下互通交织段稳定性识别方法的步骤。
[0050]
本发明提供的地下互通交织段稳定性识别方法与系统，通过稳定性识别模块获取预设时间段内至少一台车辆的车头时距与车速，基于至少一台车辆的车头时距与车速确定交通流稳定性状态，能够实现对地下互通交织段的交通流稳定性进行识别，便于采取相应的控制措施，保障地下互通道路的安全有效运行。
附图说明
[0051]
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0052]
图1是本发明提供的地下互通交织段稳定性识别方法的流程示意图；
[0053]
图2是本发明提供的确定交通流稳定性状态的流程示意图；
[0054]
图3是本发明提供的通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算得到的车头时距稳定性系数的示意图；
[0055]
图4是本发明提供的通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算得到的车速稳定性系数的示意图；
[0056]
图5是本发明提供的稳定性识别模块的结构示意图；
[0057]
图6是本发明提供的地下互通交织段稳定性识别系统的结构示意图；
[0058]
图7是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0059]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0060]
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0061]
应理解，说明书中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
[0062]
本发明实施例中术语“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。
[0063]
下面结合附图，通过一些实施例及其应用场景对本发明实施例提供的地下互通交织段稳定性识别方法进行详细地说明。
[0064]
为了解决现有技术相关技术中涉及地下互通交织段道路状态相对较少，不能及时有效的对整体交通流的稳定性状态进行识别，进而影响整个路段的交通流稳定性，易造成交通事故的问题，本发明实施例提供一种地下互通交织段稳定性识别方法，图1是本发明实施例提供的地下互通交织段稳定性识别方法的流程示意图。如图1所示，执行主体可以为稳定性识别模块，该方法包括以下步骤：
[0065]
步骤100、获取预设时间段内至少一台车辆的车头时距与车速。
[0066]
需要说明的是，本发明为了识别地下互通交织段处的交通流状态，提供了一种地下互通交织段稳定性识别系统，其中，该系统包括稳定性识别模块和车辆检测模块，例如，车辆检测模块采用地磁车辆检测器有线传输m86，稳定性识别模块采用s7
‑
200 smart可编程控制器。
[0067]
稳定性识别模块用于识别地下互通交织段的交通流稳定性。
[0068]
车辆检测模块用于采集相邻两台车辆的车头时距以及车辆的车速。
[0069]
可选地，稳定性识别模块与车辆检测模块通过有线方式连接。
[0070]
车头时距表示相邻两台车辆的车头之间的实时距离。
[0071]
车速表示每台车辆的实时车速。
[0072]
一种实施方式中，车辆检测模块统计在预设时间段内至少一台车辆的车头时距和车速，稳定性识别模块获取车辆检测模块发送的预设时间段内至少一台车辆的车头时距和车速。
[0073]
一种实施方式中，在获取车辆检测模块发送的预设时间段内至少一台车辆的车头时距与车速之前，在到达地下互通交织段的预设距离处，设置稳定性识别模块和车辆检测模块。
[0074]
可选地，利用公式(14)计算预设距离：
[0075][0076]
其中，l为预设距离，s0为交织段开口长度，v为车辆地下互通交织段正常运行情况下的预设位的车速，例如，预设位为85％位，t为驾驶员反应时间，δ为参数，例如δ取值为3.6。
[0077]
步骤101、基于所述至少一台车辆的车头时距与车速确定交通流稳定性状态。
[0078]
交通流稳定性状态用于指示地下互通交织段的整体交通流的稳定性。
[0079]
一种实施方式中，交通流稳定性状态可分为三级，一级表示不稳定状态，二级表示介于稳定状态和不稳定状态之间，三级表示稳定状态。
[0080]
一种实施方式中，稳定性识别模块基于至少一台车辆的车头时距与车速计算得到交通流稳定性状态，其中，交通流稳定性状态分为三级，一级表示不稳定状态，二级表示介于稳定状态和不稳定状态之间，三级表示稳定状态。
[0081]
本发明实施例提供的地下互通交织段稳定性识别方法，通过稳定性识别模块获取预设时间段内至少一台车辆的车头时距与车速，基于至少一台车辆的车头时距与车速确定交通流稳定性状态，能够实现对地下互通交织段的交通流稳定性进行识别，便于采取相应的控制措施，保障地下互通道路的安全有效运行。
[0082]
图2是本发明实施例提供的确定交通流稳定性状态的流程示意图。如图2所示，基于上述实施例的内容，所述基于所述至少一台车辆的车头时距与车速确定交通流稳定性状态，具体包括：
[0083]
步骤200、基于所述至少一台车辆的车头时距通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算车头时距稳定性系数。
[0084]
最大李雅普诺夫lyapunov指数是判断和描述非线性时间对应的数据序列是否为混沌系统的重要参数，其中混沌系统表示两个极为靠近的初始值所产生的轨道，随时间推移按指数方式分离。
[0085]
车头时距稳定性系数表示地下互通交织段的整体交通流的车头时距的稳定性。
[0086]
一种实施方式中，稳定性识别模块基于至少一台车辆的车头时距通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算车头时距稳定性系数。
[0087]
可选地，所述基于所述至少一台车辆的车头时距通过最大李雅普诺夫lyapunov指
数计算车头时距稳定性系数，具体包括：
[0088]
基于所述至少一台车辆的车头时距通过最大李雅普诺夫lyapunov指数利用公式(1)
‑
(6)计算车头时距稳定性系数：
[0089]
h
j
＝(x
j
,x
j τ
,
…
,x
n (m
‑
1)*τ
)(1)
[0090][0091][0092][0093][0094][0095]
其中，x
j
表示第j个车辆的车头时距，h
j
表示m维空间坐标系中的第j个空间坐标点，表示m维空间坐标系中h
j
的最邻近点，l
j
表示m维空间坐标系中h
j
的最邻近距离，表示m维空间坐标系中的最邻近点，l
′
j
表示m维空间坐标系中的最邻近距离，x表示车头时距稳定性系数，j∈(1，n
‑
(m
‑
1)*τ)且j为整数，j1∈(j，n
‑
(m
‑
1)*τ)且j1为整数，j2∈(j1，n
‑
(m
‑
1)*τ)且j2为整数，m为n
‑
(m
‑
1)*τ，n＞m≥2，且n和m均为整数，τ为时间延迟参数。
[0096]
一种实施方式中，将获取的预设时间段内的n台车辆的车头时距数据嵌入空间维数m、时间延迟τ的相空间中，得到重构后的相空间为h
j
＝(x
j
，x
j τ
，
…
，x
n (m
‑
1)*τ
)。
[0097]
进一步地，以任意空间点h
j
作为初始参照点，利用公式(2)和(3)计算空间点h
j
的最邻近点及最邻近点对应的最邻近距离l
j
，以空间点为初始参照点，利用公式(4)和(5)计算空间点的最邻近点及最邻近点对应的最邻近距离l
′
j
，基于最邻近距离l
j
和最邻近距离l
′
j
利用公式(6)进行迭代计算，得到车头时距稳定性系数。
[0098]
步骤201、基于所述至少一台车辆的车速通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算车速稳定性系数。
[0099]
车速稳定性系数表示地下互通交织段的整体交通流的车速的稳定性。
[0100]
一种实施方式中，稳定性识别模块基于至少一台车辆的车速通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算车速稳定性系数。
[0101]
可选地，所述基于所述至少一台车辆的车速通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算车速稳定性系数，具体包括：
[0102]
基于所述至少一台车辆的车速通过最大李雅普诺夫lyapunov指数利用公式(7)
‑
(12)计算车速稳定性系数：
[0103]
q
j
＝(y
j
，y
j τ
，
…
，y
n (m
‑
1)*τ
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0104]
[0105][0106][0107][0108][0109]
其中，y
j
表示第j个车辆的车速，q
j
表示m维空间坐标系中的第j个空间坐标点，表示m维空间坐标系中q
j
的最邻近点，s
j
表示m维空间坐标系中q
j
到最邻近点的最邻近距离，表示m维空间坐标系中的最邻近点，s
′
j
表示m维空间坐标系中到最邻近点的最邻近距离，y表示车头时距稳定性系数，j∈(1，n
‑
(m
‑
1)*τ)且j为整数，j1∈(1，n
‑
(m
‑
1)*τ)且j1为整数，j2∈(1，n
‑
(m
‑
1)*τ)且j2为整数，q为n
‑
(m
‑
1)*τ，n＞m≥2，且n和m均为整数，τ为时间延迟参数。
[0110]
一种实施方式中，将获取的预设时间段内的n台车辆的车速数据嵌入空间维数m、时间延迟τ的相空间中，得到重构后的相空间为q
j
＝(y
j
，y
j τ
，
…
，y
n (m
‑
1)*τ
)。
[0111]
进一步地，以任意空间点q
j
作为初始参照点，利用公式(8)和(9)计算空间点q
j
的最邻近点及最邻近点对应的最邻近距离s
j
，以空间点为初始参照点，利用公式(10)和(11)计算空间点的最邻近点及最邻近点对应的最邻近距离s
′
j
，基于最邻近距离s
j
和最邻近距离s
′
j
利用公式(12)进行迭代计算，得到车速稳定性系数。
[0112]
步骤202、基于所述车头时距稳定性系数与所述车速稳定性系数计算交通流稳定性指数。
[0113]
交通流稳定性指数表示地下互通交织段的整体交通流的稳定性。
[0114]
可选地，所述基于所述车头时距稳定性系数与所述车速稳定性系数计算交通流稳定性指数，具体包括：
[0115]
基于所述车头时距稳定性系数与所述车速稳定性系数利用公式(13)计算交通流稳定性指数：
[0116]
w＝a*x b*y
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)
[0117]
其中，w表示交通流稳定性指数，a表示车头时距稳定性系数的权重系数，b表示车速稳定性系数的权重系数，x表示车头时距稳定性系数，y表示车速稳定性系数。
[0118]
一种实施方式中，稳定性识别模块基于车头时距稳定性系数与车速稳定性系数利用公式(13)计算交通流稳定性指数。
[0119]
步骤203、基于所述交通流稳定性指数确定所述交通流稳定性状态。
[0120]
需要说明的是，采用最大李雅普诺夫lyapunov指数计算得到的交通流稳定性指数，若交通流稳定性指数为正，表示交通流稳定性状态为不稳定状态，若交通流稳定性指数为负，表示交通流稳定性状态为稳定状态。
[0121]
一种实施方式中，稳定性识别模块基于交通流稳定性指数与第一预设阈值和第二
预设阈值的关系确定交通流稳定性等级，根据交通流稳定性等级确定交通流稳定性状态。
[0122]
可选地，所述基于所述交通流稳定性指数确定所述交通流稳定性状态，包括以下各项中的至少一项：
[0123]
若所述交通流稳定性指数大于第一预设阈值，则确定所述交通流稳定性状态为不稳定状态；
[0124]
若所述交通流稳定性指数小于第一预设阈值且大于第二预设阈值，则确定所述交通流稳定性状态为稳定状态和不稳定状态之间；
[0125]
若所述交通流稳定性指数小于第二预设阈值，则确定所述交通流稳定性状态为稳定状态。
[0126]
一种实施方式中，若交通流稳定性指数大于第一预设阈值，确定交通流稳定性等级为一级，表示交通流处于不稳定状态。
[0127]
一种实施方式中，若交通流稳定性指数大于第二预设阈值且小于第一预设阈值，确定交通流稳定性等级为二级，表示交通流处于稳定状态和不稳定状态之间。
[0128]
一种实施方式中，若交通流稳定性指数小于第二预设阈值，确定交通流稳定性等级为三级，表示交通流处于稳定状态。
[0129]
例如，若交通流稳定性指数大于0.1，则交通流稳定性等级为一级，表示交通流处于不稳定状态；若交通流稳定性指数大于
‑
0.1且小于0.1，则交通流稳定性等级为二级，表示交通流处于稳定状态和不稳定状态之间；若交通流稳定性指数小于
‑
0.1，则交通流稳定性等级为三级，表示交通流处于稳定状态。
[0130]
本发明实施例提供的地下互通交织段稳定性识别方法，稳定性识别模块基于至少一台车辆的车头时距通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算车头时距稳定性系数，基于至少一台车辆的车速通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算车速稳定性系数，基于车头时距稳定性系数与车速稳定性系数计算交通流稳定性指数，基于交通流稳定性指数确定交通流稳定性状态，能够实现对地下互通交织段的交通流稳定性进行识别，便于采取相应的控制措施，保障地下互通道路的安全有效运行。
[0131]
结合图3和图4具体说明根据地下互通交织段稳定性识别系统确定地下互通交织段的交通流稳定性状态的过程。图3是本发明实施例提供的通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算得到的车头时距稳定性系数的示意图，图4是本发明实施例提供的通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算得到的车速稳定性系数的示意图，该步骤包括：
[0132]
步骤1，在到达地下互通交织段的预设距离处，设置稳定性识别系统，包括车辆检测模块和稳定性识别模块。
[0133]
其中，预设距离利用公式(14)计算得到，设置s0为100m，v为60km/h，t为1.5s，根据公式(14)得到预设距离l为125m。
[0134]
因此，在到达地下互通交织段的125m处，设置稳定性识别系统，包括车辆检测模块和稳定性识别模块。
[0135]
步骤2，车辆检测模块统计晚高峰时段内多台车辆的车头时距与车速，将晚高峰时段内多台车辆的车头时距与车速传输给稳定性识别模块，稳定性识别模块接收晚高峰时段内多台车辆的车头时距与车速，基于晚高峰时段内多台车辆的车头时距通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算车头时距稳定性系数，基于晚高峰时段内多台车辆的车速通过最大李
雅普诺夫lyapunov指数计算车速稳定性系数，基于车头时距稳定性系数和车速稳定性系数计算交通流稳定性指数，基于交通流稳定性指数确定交通流稳定性状态。
[0136]
如图3所示，基于晚高峰时段内多台车辆的车头时距通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算得到的车头时距稳定性系数为0.4938。
[0137]
如图4所示，基于晚高峰时段内多台车辆的车速通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算得到的车速稳定性系数为0.0225。
[0138]
基于车头时距稳定性系数与车速稳定性系数利用公式(13)计算交通流稳定性指数，其中，设置a为0.5，b为0.5，得到交通流稳定性指数w为0.25815。
[0139]
其中，交通流稳定性指数0.25815大于0.1，得出交通流稳定性等级为一级，表示交通流处于不稳定状态。
[0140]
下面对本发明提供的稳定性识别模块进行描述，下文描述的稳定性识别模块与上文描述的地下互通交织段稳定性识别方法可相互对应参照。
[0141]
图5是本发明实施例提供的稳定性识别模块的结构示意图。如图5所示，该稳定性识别模块包括：获取单元500和确定单元510，其中，
[0142]
获取单元500，用于获取预设时间段内至少一台车辆的车头时距与车速；
[0143]
确定单元510，用于基于所述至少一台车辆的车头时距与车速确定交通流稳定性状态。
[0144]
本发明实施例提供的稳定性识别模块，通过稳定性识别模块获取预设时间段内至少一台车辆的车头时距与车速，基于至少一台车辆的车头时距与车速确定交通流稳定性状态，能够实现对地下互通交织段的交通流稳定性进行识别，便于采取相应的控制措施，保障地下互通道路的安全有效运行。
[0145]
可选地，确定单元510，具体用于：
[0146]
基于所述至少一台车辆的车头时距通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算车头时距稳定性系数；
[0147]
基于所述至少一台车辆的车速通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算车速稳定性系数；
[0148]
基于所述车头时距稳定性系数与所述车速稳定性系数计算交通流稳定性指数；
[0149]
基于所述交通流稳定性指数确定所述交通流稳定性状态。
[0150]
可选地，所述基于所述至少一台车辆的车头时距通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算车头时距稳定性系数，具体包括：
[0151]
基于所述至少一台车辆的车头时距通过最大李雅普诺夫lyapunov指数利用公式(1)
‑
(6)计算车头时距稳定性系数：
[0152]
h
j
＝(x
j
,x
j τ
,
…
,x
n (m
‑
1)*τ
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0153][0154][0155]
[0156][0157][0158]
其中，x
j
表示第j个车辆的车头时距，h
j
表示m维空间坐标系中的第j个空间坐标点，表示m维空间坐标系中h
j
的最邻近点，l
j
表示m维空间坐标系中h
j
的最邻近距离，表示m维空间坐标系中的最邻近点，l
′
j
表示m维空间坐标系中的最邻近距离，x表示车头时距稳定性系数，j∈(1，n
‑
(m
‑
1)*τ)且j为整数，j1∈(j，n
‑
(m
‑
1)*τ)且j1为整数，j2∈(j1，n
‑
(m
‑
1)*τ)且j2为整数，m为n
‑
(m
‑
1)*τ，n＞m≥2，且n和m均为整数，τ为时间延迟参数；
[0159]
所述基于所述至少一台车辆的车速通过最大李雅普诺夫lyapunov指数计算车速稳定性系数，具体包括：
[0160]
基于所述至少一台车辆的车速通过最大李雅普诺夫lyapunov指数利用公式(7)
‑
(12)计算车速稳定性系数：
[0161]
q
j
＝(y
j
,y
j τ
,
…
,y
n (m
‑
1)*τ
)
ꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0162][0163][0164][0165][0166][0167]
其中，y
j
表示第j个车辆的车速，q
j
表示m维空间坐标系中的第j个空间坐标点，表示m维空间坐标系中q
j
的最邻近点，s
j
表示m维空间坐标系中q
j
到最邻近点的最邻近距离，表示m维空间坐标系中的最邻近点，s
′
j
表示m维空间坐标系中到最邻近点的最邻近距离，y表示车头时距稳定性系数，j∈(1，n
‑
(m
‑
1)*τ)且j为整数，j1∈(j,n
‑
(m
‑
1)*τ)且j1为整数，j2∈(j1,n
‑
(m
‑
1)*τ)且j2为整数，q为n
‑
(m
‑
1)*τ，n＞m≥2，且n和m均为整数，τ为时间延迟参数。
[0168]
可选地，所述基于所述车头时距稳定性系数与所述车速稳定性系数计算交通流稳定性指数，具体包括：
[0169]
基于所述车头时距稳定性系数与所述车速稳定性系数利用公式(13)计算交通流稳定性指数：
[0170]
w＝a*x b*y
ꢀꢀꢀ
(13)
[0171]
其中，w表示交通流稳定性指数，a表示车头时距稳定性系数的权重系数，b表示车速稳定性系数的权重系数，x表示车头时距稳定性系数，y表示车速稳定性系数。
[0172]
可选地，所述基于所述交通流稳定性指数确定所述交通流稳定性状态，包括以下各项中的至少一项：
[0173]
若所述交通流稳定性指数大于第一预设阈值，则确定所述交通流稳定性状态为不稳定状态；
[0174]
若所述交通流稳定性指数小于第一预设阈值且大于第二预设阈值，则确定所述交通流稳定性状态为稳定状态和不稳定状态之间；
[0175]
若所述交通流稳定性指数小于第二预设阈值，则确定所述交通流稳定性状态为稳定状态。
[0176]
本发明提供的稳定性识别模块能够实现图1至图4的方法实施例实现的各个过程，并达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
[0177]
本发明实施例还提供一种地下互通交织段稳定性识别系统，图6是本发明实施例提供的地下互通交织段稳定性识别系统的结构示意图。如图6所示，该系统包括如前述实施例所述的稳定性识别模块600和车辆检测模块610，其中，
[0178]
所述车辆检测模块610用于在预设时间段内统计至少一台车辆的车头时距与车速，将所述预设时间段内所述至少一台车辆的车头时距与车速传输至稳定性识别模块；
[0179]
其中，所述车辆检测模块610和所述稳定性识别模块600均设置在到达地下互通交织段的预设距离处，所述稳定性识别模块600与所述车辆检测模块610通过有线方式相连接。
[0180]
需要说明的是，本发明为了识别地下互通交织段处的交通流状态，提供了一种地下互通交织段稳定性识别系统，其中，该系统包括稳定性识别模块和车辆检测模块。
[0181]
稳定性识别模块与前述实施例中的稳定性识别模块的内容一致，在此不再赘述。
[0182]
车辆检测模块用于在预设时间段内，每间隔预设时长检测相邻两台车辆的车头时距以及车辆的车速，进而统计得到预设时间段内至少一台车辆的车头时距与车速，并将预设时间段内至少一台车辆的车头时距与车速传输至稳定性识别模块。
[0183]
其中，间隔预设时长为至少两台车辆通过车辆检测模块的时间。
[0184]
可选地，所述预设距离利用公式(14)计算得到：
[0185][0186]
其中，l为预设距离，s0为地下互通交织段的开口长度，v为车辆在地下互通交织段正常运行的情况下的预设位的车速，t为驾驶员反应时间，δ为参数。
[0187]
一种实施方式中，在到达地下互通交织段的预设距离处，设置车辆检测模块和稳定性识别模块，其中，车辆检测模块用于统计在预设时间段内至少一台车辆的车头时距与车速，并将预设时间段内至少一台车辆的车头时距与车速传输至稳定性识别模块，车辆检测模块和稳定性识别模块通过有线方式相连接，共同组成地下互通交织段稳定性识别系统。
[0188]
本发明实施例提供的地下互通交织段稳定性识别系统，通过稳定性识别模块获取预设时间段内至少一台车辆的车头时距与车速，基于至少一台车辆的车头时距与车速确定交通流稳定性状态，能够实现对地下互通交织段的交通流稳定性进行识别，便于采取相应的控制措施，保障地下互通道路的安全有效运行。
[0189]
图7示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图7所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)710、通信接口(communications interface)720、存储器(memory)730和通信总线740，其中，处理器710，通信接口720，存储器730通过通信总线740完成相互间的通信。处理器710可以调用存储器730中的逻辑指令，以执行地下互通交织段稳定性识别方法，该方法包括：
[0190]
获取预设时间段内至少一台车辆的车头时距与车速；
[0191]
基于所述至少一台车辆的车头时距与车速确定交通流稳定性状态。
[0192]
此外，上述的存储器730中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0193]
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的地下互通交织段稳定性识别方法，该方法包括：
[0194]
获取预设时间段内至少一台车辆的车头时距与车速；
[0195]
基于所述至少一台车辆的车头时距与车速确定交通流稳定性状态。
[0196]
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的地下互通交织段稳定性识别方法，该方法包括：
[0197]
获取预设时间段内至少一台车辆的车头时距与车速；
[0198]
基于所述至少一台车辆的车头时距与车速确定交通流稳定性状态。
[0199]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0200]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0201]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。