考虑拥堵叠加效应的公路拥堵态势预测方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种考虑拥堵叠加效应的公路拥堵态势预测方法，包括：基于交通调查数据、交通流数据、地理信息数据和公路静态属性信息，建立公路常发性拥堵特征和特征模型、需求减小型拥堵消散模型和事件解除型拥堵消散模型；考虑交通事故和特殊事件影响，建立常发拥堵和特殊事件拥堵蔓延的叠加模型计算拥堵蔓延速度、拥堵蔓延边界和拥堵持续时间；根据设定各种常发和偶发拥堵叠加效应的拥堵建立常发拥堵和特殊事件拥堵消散的叠加模型计算拥堵消散形态和拥堵消散速度，实现对公路拥堵态势预测。本发明专利技术可在特定交通拥堵模式下，对公路拥堵态势参数进行预测，获得具有针对性的科学可行的管控方案便于交通管理部门迅速制定精准的调整方案。

Forecasting method of road congestion situation considering congestion superposition effect

【技术实现步骤摘要】
考虑拥堵叠加效应的公路拥堵态势预测方法
本专利技术涉及交通规划与管理
，尤其涉及一种考虑拥堵叠加效应的公路拥堵态势预测方法。
技术介绍
随着机动车保有量迅猛增长，居民出行需求不断增长，城市交通拥堵问题也随之恶化。如今高速公路的快速发展和高速公路网络规模的初步成型，给居民出行带来了方便和便捷。但时有发生的高速公路拥堵现象也给高速公路“快速畅通”的优越性大打折扣。对于交通管理者而言，高速公路拥堵使得运营管理成本增加、协调控制难度提升，同时拉低了整体高速公路网运行效率。因此制定合理的交通管控政策以及制定科学合理的应急预案已成为交通管理部门的当务之急。根据交通拥堵产生原因不同，交通拥堵可分为常发性和偶发性拥堵。常发性拥堵是由于交通需求超出道路设施正常容量而产生的；而偶发性拥堵是由于突发交通事件造成道路通行能力短时下降并低于当时交通需求而引起的拥堵，随机性较强。而在常发性拥堵和特殊事件拥堵叠加的情况下，交通系统的供给和需求可能会单方面或两方面同时产生突变，导致交通系统处于较长事件的非均衡状态，以致降低了交通系统的运行效率，增加了出行总成本。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑拥堵叠加效应的公路拥堵态势预测方法，其特征在于，包括：/nS1、基于公路样本点交通调查数据、车辆信息识别装置采集的交通流数据、地理信息数据和公路静态属性信息，建立公路交通流信息图谱库，进而建立公路常发性拥堵特征和特征模型、需求减小型拥堵消散模型和事件解除型拥堵消散模型；/nS2、基于公路常发性拥堵特征和特征模型，考虑特殊事件的影响，建立常发拥堵和特殊事件拥堵蔓延的叠加模型，并计算拥堵蔓延速度、拥堵蔓延边界和拥堵持续时间；/nS3、基于需求减小型拥堵消散模型和事件解除型拥堵消散模型，根据设定的各种常发和偶发拥堵叠加效应的拥堵，进而建立常发拥堵和特殊事件拥堵消散的叠加模型，并计算拥堵消...

【技术特征摘要】
1.一种考虑拥堵叠加效应的公路拥堵态势预测方法，其特征在于，包括：
S1、基于公路样本点交通调查数据、车辆信息识别装置采集的交通流数据、地理信息数据和公路静态属性信息，建立公路交通流信息图谱库，进而建立公路常发性拥堵特征和特征模型、需求减小型拥堵消散模型和事件解除型拥堵消散模型；
S2、基于公路常发性拥堵特征和特征模型，考虑特殊事件的影响，建立常发拥堵和特殊事件拥堵蔓延的叠加模型，并计算拥堵蔓延速度、拥堵蔓延边界和拥堵持续时间；
S3、基于需求减小型拥堵消散模型和事件解除型拥堵消散模型，根据设定的各种常发和偶发拥堵叠加效应的拥堵，进而建立常发拥堵和特殊事件拥堵消散的叠加模型，并计算拥堵消散形态和拥堵消散速度；
S4、根据所述拥堵蔓延速度、拥堵蔓延边界、拥堵持续时间、拥堵消散形态和拥堵消散速度对公路拥堵态势预测。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于所述常发拥堵和特殊事件拥堵蔓延的叠加模型，以及常发拥堵和特殊事件拥堵消散的叠加模型，设计算法对模型求解，获取拥堵蔓延速度、拥堵蔓延边界、拥堵持续时间、拥堵消散形态和拥堵消散速度。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1包括：
从公路连续式站获取公路样本点交通调查数据、车辆信息识别装置获取的交通流数据、从地理信息数据和公路静态属性信息中获取路段的物理属性信息，将所述交通流数据和路段的物理属性信息进行匹配得到速度时空矩阵，绘制云图；对所述速度时空矩阵中每个时间点的速度进行判别，当速度小于vc时，则判别该时间点为拥堵点，统计拥堵点出现频数，按从小至大顺序排列，α分位数为所求的瓶颈点的拥堵频数阈值，判别公路常发性拥堵瓶颈；根据云图特征计算全天、早高峰、晚高峰的拥堵蔓延边界、拥堵持续时间、拥堵面积、拥堵面积比例、总拥堵时间和总拥堵时间比例指标构建拥堵信息数据库，根据所述云图和拥堵信息数据库建立公路交通流信息图谱库，结合所述公路常发性拥堵瓶颈分析公路常发性拥堵的时空特征，建立公路常发性拥堵特征模型。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2包括：
拥堵蔓延速度的计算公式为：



其中，f函数所采用的模型公式为：



F函数所采用的模型公式为：



Qo(tk)函数所采用的模型公式为
Qo(tk)＝Qbakground(tk,L)-Qu-offramp(tk)-Qu-onramp(tk)
q2(tk)函数所采用的模型公式为
q2(tk)＝qbottleneck+qd-offramp(tk)+qd-onramp(tk)
其中，uw(tk)为拥堵蔓延速度，Qo(tk)为k时间段内上游流量，q2(tk)为k时间段内下游流量，Vo(tk)为k时间段内上游路段原始速度，uf为自由流速度，uc为临界速度，u为路段速度，kj为堵塞密度，qc为通行能力，c1,c2,c3为中间变量，Qbakground(tk,L)为上游日常情况下需要进入拥堵区域的车流量，Qu-offramp(tk)非拥堵区域出口匝道处的车辆分流车流量，Qu-onr...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋国华，臧金蕊，费文鹏，江婕，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11