張永忠， 張軍強(qiáng)， 喬志龍

(北方工業(yè)大學(xué) 城市道路交通智能控制技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100144)

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基于多傳感器融合的排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張永忠， 張軍強(qiáng)， 喬志龍

(北方工業(yè)大學(xué) 城市道路交通智能控制技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100144)

提出了一種基于多傳感器信息融合的交通路口排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)方法，該系統(tǒng)以無(wú)線地磁車(chē)輛檢測(cè)器作為數(shù)據(jù)檢測(cè)來(lái)源，基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建了一種互聯(lián)感知的分布式檢測(cè)系統(tǒng). 系統(tǒng)以多檢測(cè)節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作的模式，由點(diǎn)到面，實(shí)現(xiàn)排隊(duì)長(zhǎng)度等深度路交通流信息獲取，為交通信號(hào)控制系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的路網(wǎng)交通流數(shù)據(jù). 系統(tǒng)基于交通流特性建立數(shù)學(xué)模型，采用無(wú)線地磁車(chē)輛檢測(cè)器及多傳感器融合算法實(shí)現(xiàn)交通路口各方向排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè). 可實(shí)現(xiàn)紅燈期間實(shí)時(shí)排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)及綠燈放行期間隊(duì)首位置判別及實(shí)時(shí)排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè). 通過(guò)綠信比優(yōu)化，均衡各相位綠燈時(shí)間的分配，對(duì)提高道路通行能力有重要意義.

排隊(duì)長(zhǎng)度； 信息融合； 無(wú)線車(chē)輛檢測(cè)器

排隊(duì)長(zhǎng)度作為道路通行能力重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)，能有效反映交叉口處的運(yùn)行狀況，對(duì)優(yōu)化信號(hào)配時(shí)有至關(guān)重要的作用. 目前主要采用視頻圖像處理等方式進(jìn)行檢測(cè)，環(huán)境適應(yīng)能力較差，檢測(cè)精度低. 本文提出一種基于多檢測(cè)節(jié)點(diǎn)信息融合的車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)方法，結(jié)合無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建一種多路融合排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)系統(tǒng).

多傳感器融合的交通排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)系統(tǒng)，是基于車(chē)輛通過(guò)對(duì)地磁場(chǎng)擾動(dòng)進(jìn)行車(chē)輛檢測(cè)，多檢測(cè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息傳輸，在中心基站進(jìn)行多傳感器間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)融合，基于交通流特性建立數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)交通路口各方向排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè). 基于差分法及交通流特性關(guān)系，從多傳感器融合角度解決交通排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)問(wèn)題，從而對(duì)交通管控提供重要參考. 通過(guò)綠信比優(yōu)化，均衡各相位綠燈時(shí)間的分配，對(duì)提高道路通行能力有重要意義[1-2].

1 排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)原理

系統(tǒng)基于SCOOT系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛排隊(duì)特性研究，通過(guò)對(duì)交通流特性分析，采用無(wú)線地磁車(chē)輛檢測(cè)器及多傳感器融合算法實(shí)現(xiàn)車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè).

如圖1所示：在每條設(shè)置了車(chē)輛檢測(cè)裝置(D1、D2)的路段，建立起上游斷面的車(chē)流- 時(shí)間圖示，并根據(jù)這個(gè)實(shí)時(shí)流量圖示預(yù)測(cè)出該連線下游停車(chē)線斷面的車(chē)輛受阻排隊(duì)長(zhǎng)度變化圖示. 如圖7所示，上游斷面的車(chē)流量隨時(shí)間變化的圖示表示在該斷面右側(cè). “當(dāng)前時(shí)刻”的時(shí)間軸隨著時(shí)間的流逝，逐漸向圖中右方移動(dòng)，得出上游車(chē)流量作用于下游的時(shí)間間隔. 紅燈期間，車(chē)輛到達(dá)停車(chē)線將加入受阻車(chē)輛隊(duì)列之尾. 在下一個(gè)綠燈期開(kāi)始之后的一段時(shí)間還會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)(指隊(duì)尾的向后延伸)，直到前面積滯的車(chē)輛全部放完為止. 如此往復(fù)循環(huán)，便可得到該斷面上連續(xù)若干信號(hào)周期的車(chē)流量通過(guò)圖示[3].

在對(duì)下游停車(chē)線斷面車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，利用車(chē)輛自由流速度計(jì)算出上游斷面車(chē)輛到達(dá)下游排隊(duì)處時(shí)間td. 基于單車(chē)道時(shí)空分布特征，知“當(dāng)前”tn車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度隊(duì)尾處所加入的后續(xù)車(chē)流即為時(shí)段tn-td上游斷面所檢測(cè)到的車(chē)流量. 由D3、D4檢測(cè)器相互融合實(shí)現(xiàn)出口飽和流率檢測(cè). 并根據(jù)速度- 流量特性關(guān)系建立出口車(chē)輛實(shí)時(shí)流量函數(shù)關(guān)系W2. 基于兩傳感器互聯(lián)感知融合算法，可得出排隊(duì)長(zhǎng)度隊(duì)首疏散特性檢測(cè).

圖1 基于排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)的節(jié)點(diǎn)布局示意圖

2 檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)

檢測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)分為3層，即“移動(dòng)客戶端→中心基站平臺(tái)→地磁車(chē)輛檢測(cè)節(jié)點(diǎn)”，構(gòu)建了數(shù)據(jù)采集、信息融合、信息發(fā)布的綜合交通流平臺(tái). 車(chē)聯(lián)網(wǎng)背景下，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的交通流信息、車(chē)輛間交互信息、路側(cè)交通控制設(shè)備協(xié)同工作，對(duì)構(gòu)建“車(chē)路協(xié)同”智能化交通控制系統(tǒng)尤為重要. 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖2所示.

圖2 檢測(cè)系統(tǒng)示意圖

2.1 無(wú)線地磁車(chē)輛檢測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

地球周?chē)嬖谝粚尤醮艌?chǎng)，大約為0.5～0.6高斯，當(dāng)較大的鐵磁物體在穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)，周?chē)拇艌?chǎng)會(huì)產(chǎn)生擾動(dòng)，利用地磁檢測(cè)器采集特定位置的磁場(chǎng)變化信息，通過(guò)分析地磁信號(hào)變化趨勢(shì)檢測(cè)車(chē)輛.

無(wú)線地磁檢測(cè)節(jié)點(diǎn)是車(chē)輛速度特征檢測(cè)的感知單元. 通過(guò)磁阻傳感器檢測(cè)磁場(chǎng)的變化來(lái)判斷車(chē)輛的通過(guò)信息，經(jīng)過(guò)分析處理后，車(chē)輛通過(guò)信息經(jīng)無(wú)線傳感網(wǎng)傳輸至中心基站. 該傳感器節(jié)點(diǎn)靈敏度高、無(wú)線傳輸穩(wěn)定性好，滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性檢測(cè)要求.

無(wú)線檢測(cè)器由主控模塊、信號(hào)檢測(cè)單元、無(wú)線通信單元3部分組成，檢測(cè)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)如圖3所示.

圖3 檢測(cè)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框圖

檢測(cè)節(jié)點(diǎn)采用低功耗設(shè)計(jì)原則，保證檢測(cè)節(jié)點(diǎn)在電池供電情況下長(zhǎng)期穩(wěn)定工作. 采用TI公司的16位RISC架構(gòu)MSP430G2553微處理器. 該芯片是在保持了低功耗的基礎(chǔ)上，高達(dá)16 MHz的內(nèi)部頻率，具有較快的處理速度，支持通用數(shù)據(jù)接口.

地磁檢測(cè)單元是采用的Honeywell公司三軸各向異性磁阻(AMR)傳感HMC5883L. 該傳感器可以實(shí)現(xiàn)X、Y、Z三軸磁場(chǎng)同時(shí)測(cè)量，能在±8高斯的磁場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)0.73毫高斯的分辨率，測(cè)量精度高，測(cè)量范圍廣，體積小，集成度高. 通過(guò)三維地磁融合算法實(shí)現(xiàn)車(chē)輛檢測(cè). 無(wú)線通信單元采用433 MHz射頻通信技術(shù)，能夠較容易地繞過(guò)汽車(chē)等路面障礙物，衍射能力遠(yuǎn)優(yōu)于2.4 GHz頻段. 波長(zhǎng)長(zhǎng)，傳輸距離遠(yuǎn)，適用于道路交通流檢測(cè).

基于自適應(yīng)閾值的狀態(tài)機(jī)檢測(cè)算法，實(shí)時(shí)更新檢測(cè)閾值，匹配檢測(cè)目標(biāo)信號(hào)，使車(chē)輛誤檢率低，穩(wěn)定性較好[7,9]. 車(chē)輛檢測(cè)流程如圖4所示.

圖4 車(chē)輛檢測(cè)流程

2.2 中心基站設(shè)計(jì)

中心基站圖5作為車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)系統(tǒng)的控制、協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)融合的平臺(tái). 無(wú)線傳輸采用時(shí)分多址TDMA通信機(jī)制，分時(shí)控制多檢測(cè)節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作，運(yùn)用車(chē)輛速度特征檢測(cè)算法將實(shí)時(shí)信息進(jìn)行融合，提取車(chē)輛速度特征信息.

中心基站選用MSP430F149微處理器，具有豐富的接口資源，滿足多檢測(cè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)融合要求. 硬件平臺(tái)具有四路無(wú)線通信單元，采用TDMA傳輸機(jī)制每路通信單元可在1 s時(shí)間內(nèi)與32個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)通信. 多路通信單元采用并行通信方式，可在1 s可與128檢測(cè)節(jié)點(diǎn)相通信，即可實(shí)現(xiàn)16路車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè). 可滿足大多數(shù)交通路口信號(hào)控制需求. 中心基站具有嵌入式wifi無(wú)線接口，通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)將車(chē)輛速度特征信息實(shí)時(shí)傳輸至中心服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行發(fā)布. 多檢測(cè)節(jié)點(diǎn)信息融合通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將實(shí)時(shí)檢測(cè)信息傳輸至中心基站，中心基站將多傳感器檢測(cè)信息融合，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛速度特征提取.

2.3 通信協(xié)議設(shè)計(jì)

無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)采用CC1101射頻收發(fā)器，基于時(shí)分多址傳輸方式實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息傳輸. 將1 s信息分為32個(gè)時(shí)間槽實(shí)現(xiàn)多檢測(cè)節(jié)點(diǎn)分時(shí)傳輸，將車(chē)輛到達(dá)實(shí)時(shí)信息傳輸至中心基站. 通過(guò)信息配置進(jìn)行多檢測(cè)節(jié)點(diǎn)信息融合提取. 主機(jī)定時(shí)向終端從機(jī)發(fā)送命令，命令中包含下次同步的時(shí)間以及其他所需信息，命令周期可以自行定義，以1 s為命令周期. 從機(jī)接收到主機(jī)命令后首先同步自己的時(shí)鐘，然后再根據(jù)自己的時(shí)間槽做出相應(yīng)的動(dòng)作. 通信協(xié)議示意圖如圖6所示.

圖6 TDMA分時(shí)通信協(xié)議示意圖

2.4 低功耗設(shè)計(jì)

圖7 預(yù)測(cè)停車(chē)線斷面上車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度的交通模型

基于低功耗的硬件平臺(tái)，采用動(dòng)態(tài)功耗管理機(jī)制，微處理器在中斷休眠喚醒模式下實(shí)現(xiàn)車(chē)輛檢測(cè)、信息傳輸. 制定基于時(shí)分傳輸?shù)臒o(wú)線傳輸協(xié)議，采用間歇性睡眠和監(jiān)聽(tīng)模式減小射頻傳輸功耗[8]. 靜態(tài)功耗保持在100 μA以下，極大限度地降低功耗，在20 Ah鋰亞電池供電下使用壽命長(zhǎng)達(dá)3年.

2.5 深度交通流信息檢測(cè)

充分發(fā)揮檢測(cè)節(jié)點(diǎn)在無(wú)線互聯(lián)感知方面優(yōu)勢(shì)，采用多檢測(cè)節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作模式，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛行駛速度特征、車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè). 從多傳感器融合角度解決交通排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)問(wèn)題，通過(guò)綠信比優(yōu)化，均衡各相位綠燈時(shí)間的分配，對(duì)提高道路通行能力有重大意義.

該檢測(cè)器安裝于地表，實(shí)時(shí)檢測(cè)位于檢測(cè)器上的各類(lèi)汽車(chē)，并通過(guò)內(nèi)嵌的433 MHz無(wú)線傳輸網(wǎng)將檢測(cè)到的車(chē)輛信息發(fā)送到AP(傳感網(wǎng)網(wǎng)關(guān))，AP經(jīng)信息融合提取后，將車(chē)輛速度特征采用有線網(wǎng)絡(luò)或者GPRS等無(wú)線方式將信息發(fā)送給服務(wù)中心. 通過(guò)多傳感器融合算法實(shí)現(xiàn)排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)，可以免布線、免破路、免電源、超長(zhǎng)壽命，適合于不破壞地面的安裝和應(yīng)用.

3 排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)算法

3.1 檢測(cè)節(jié)點(diǎn)布局

通過(guò)在停車(chē)線前布設(shè)2個(gè)地磁車(chē)輛檢測(cè)節(jié)點(diǎn)，道前間距4 m布設(shè)，檢測(cè)車(chē)輛排隊(duì)消散速度，實(shí)現(xiàn)排隊(duì)長(zhǎng)度疏散特性檢測(cè)(圖7). 在上游斷面布設(shè)2個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)上游斷面車(chē)輛無(wú)阻滯行駛速度及實(shí)時(shí)車(chē)流量檢測(cè). 車(chē)輛信息經(jīng)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)匯聚至傳感網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，應(yīng)用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建互聯(lián)感知環(huán)境下多傳感器檢測(cè)節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作機(jī)制，通過(guò)多路融合算法實(shí)現(xiàn)車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)[2,4].

3.2 排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)算法

排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)算法如圖8所示.

圖8 排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)算法系統(tǒng)框圖

具體算法步驟如下：

1) 計(jì)算路口上游斷面車(chē)流量實(shí)時(shí)特性

根據(jù)路口上游斷面布設(shè)的2個(gè)地磁車(chē)輛檢測(cè)器D1、D2檢測(cè)到的車(chē)輛通過(guò)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無(wú)阻滯車(chē)流速度檢測(cè)及上游車(chē)流量實(shí)時(shí)檢測(cè)，將離散車(chē)流量值進(jìn)行曲線擬合得出上游斷面流量隨時(shí)間變化關(guān)系：

w1(t)=σ(t)

(1)

式中，σ(t)為上游離散車(chē)流量隨時(shí)間t變化值，w1(t)為離散車(chē)流量經(jīng)曲線擬合后的斷面流量與時(shí)間關(guān)系.

2) 計(jì)算上游斷面車(chē)流量作用于下游車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度處時(shí)間差td：

td=sd/v1

(2)

其中，sd為上游路口到下游路段自由流行駛距離，v1為無(wú)阻滯行駛速度；無(wú)阻滯行駛速度，滿足關(guān)系：

v1=(s2-s1)/(t2-t1)

(3)

其中，s1、s2、t1、t2分別為車(chē)輛通過(guò)無(wú)線地磁傳感器D1、D2時(shí)的位置信息及檢測(cè)器的時(shí)刻；

圖9 綠燈期間，車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度疏散特性示意圖

3) 綠燈放行期間，隊(duì)首車(chē)輛放行特性及隊(duì)首位置計(jì)算

綠燈期間，車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度開(kāi)始消散，根據(jù)速度- 流量關(guān)系可得出車(chē)輛排隊(duì)消散特性. 基于傳感器D3、D4數(shù)據(jù)融合算法得出，路口車(chē)輛疏散期間車(chē)輛速度為v2

v2=(s4-s3)/(t4-t3)

(4)

其中，s3、s4分別表示在t3、t4時(shí)刻車(chē)輛通過(guò)D3、D4檢測(cè)器的位置.

根據(jù)交通流速度- 流量特性關(guān)系，可得出路口排隊(duì)長(zhǎng)度消散時(shí)的流量特性：

w2=σ(v2)

(5)

式中，w2代表排隊(duì)消散時(shí)的流量；σ(v2)代表交通流特性速度- 流量關(guān)系函數(shù).

根據(jù)車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度疏散特性，可得出一定時(shí)間內(nèi)路口放行車(chē)流量數(shù)據(jù).

綠燈放行期間，隊(duì)首車(chē)輛以速度消散，設(shè)排隊(duì)長(zhǎng)度實(shí)時(shí)隊(duì)首位置為sf(t).

sf(t)=v2t

(6)

4) 根據(jù)當(dāng)前交通信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行排隊(duì)長(zhǎng)度分類(lèi)計(jì)算

紅燈期間，從紅燈開(kāi)始到t時(shí)刻，車(chē)輛開(kāi)始排隊(duì)，車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度函數(shù)如下：

(7)

其中tr1為紅燈開(kāi)始時(shí)刻.

綠燈放行期間，車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度在紅燈期間排隊(duì)長(zhǎng)度基礎(chǔ)上，減少了隊(duì)首車(chē)輛以飽和流速率駛出量，同時(shí)增加后續(xù)車(chē)輛隊(duì)尾處流量. 車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度函數(shù)

(8)

其中，tg1為綠燈放行開(kāi)始時(shí)刻；r′1為紅燈期間車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度數(shù)，可由(7)得出.

5) 根據(jù)實(shí)時(shí)交通流量計(jì)算排隊(duì)長(zhǎng)度在綠燈放行期間疏散特性

排隊(duì)長(zhǎng)度在無(wú)信號(hào)燈影響下自由疏散. 即當(dāng)排隊(duì)長(zhǎng)度為零時(shí)，可得出排隊(duì)清除時(shí)間t0. 即時(shí)計(jì)算得出r2(t)=0.

當(dāng)排隊(duì)清除時(shí)間to小于綠燈放行時(shí)間tg時(shí)，排隊(duì)長(zhǎng)度在1個(gè)信號(hào)周期內(nèi)可放行完畢，不會(huì)產(chǎn)生二次排隊(duì)現(xiàn)象. 綠燈放行指數(shù)GI滿足路口排隊(duì)長(zhǎng)度疏散要求.

當(dāng)排隊(duì)清除時(shí)間to大于綠燈放行時(shí)間tg時(shí)，排隊(duì)長(zhǎng)度在1個(gè)信號(hào)周期內(nèi)不能徹底放行完畢，造成二次排隊(duì)現(xiàn)象. 若連續(xù)幾個(gè)周期綠燈放行指數(shù)無(wú)法滿足路口排對(duì)長(zhǎng)度疏散要求，易造成道路擁堵情況加劇，甚至出現(xiàn)路口鎖死現(xiàn)象，導(dǎo)致大范圍交通癱瘓現(xiàn)象發(fā)生. 此時(shí)需根據(jù)各方向排隊(duì)長(zhǎng)度綜合考慮，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)綠燈放行時(shí)間時(shí)，保障信號(hào)控制系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)變化交通流適應(yīng)能力.

5 結(jié)束語(yǔ)

排隊(duì)長(zhǎng)度作為道路通行能力重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)，本文提出了一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的互聯(lián)感知分布式檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)多檢測(cè)節(jié)點(diǎn)信息獲取交通排隊(duì)長(zhǎng)度信息. 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)路口4個(gè)方向排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)，可實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)交通路口通行能力進(jìn)行評(píng)價(jià). 并根據(jù)各方向交通排隊(duì)長(zhǎng)度可進(jìn)一步優(yōu)化信號(hào)配時(shí)，實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)協(xié)調(diào)感應(yīng)控制. 在信號(hào)控制中，利用觀測(cè)到的排隊(duì)長(zhǎng)度來(lái)預(yù)測(cè)綠信比，提高路口通行能力. 使干線交叉口前的車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度盡可能短，達(dá)到優(yōu)化交通信號(hào)配時(shí)控制目標(biāo). 從多傳感器融合角度解決交通排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)問(wèn)題，從而對(duì)交通管控提供重要的參考.

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Queue Length Detection Based On Sensor Fusion

ZHANG Yong-zhong, ZHANG Jun-qiang, QIAO Zhi-long

(Urban Road Traffic Intelligent Control Technology Beijing Key Laboratory, North China University of Technology, Beijing 100144, China)

This paper proposes aninnovative method of detecting queue length based on information fusion of multi-sensor. This system uses wireless magnetometer-based vehicle detection and wireless sensor networks as a data source,building an Internet-aware distributed detection system. It can obtain comprehensive information on traffic flow from a spot to an area by the multi-detector nodes working together and provide an accurate data of transportation network traffic-flow for traffic information management system. The mathematical model can be established by the traffic-flow characteristics.It uses wireless magnetometer-based vehicle detection and the algorithm of multi-sensor fusion to achieve the detection of queue length for all approaches of an intersection. It can also detect the queue length during the period of the red light and the first car’s position of the queue as well as the real-time queue length. It can significantly improve the intersection level of service by optimizing the green ratioand balancing the distribution of green light interval during each cycle.

queue length; information fusion; wireless vehicle detector

10.13986/j.cnki.jote.2015.03.006

2014- 11- 10.

學(xué)科建設(shè)- 國(guó)家特殊需求- 城市道路交通智能控制人才培養(yǎng)項(xiàng)目(PXM2013_014212_000031)；研究生培養(yǎng)- 研究生教育- 產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合培養(yǎng)研究生基地(市級(jí))項(xiàng)目(PXM2014_014212_000032).

張永忠(1971—)， 碩士研究生導(dǎo)師， 研究方向?yàn)榻煌ㄐ盘?hào)控制. E-mail: zjqncut@126.com.

U 491. 1

A

1008-2522(2015)03-23-06