一种基于城市道路可逆车道的交通组织方法、装置、计算机设备及计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及智能交通技术领域，公开了一种基于城市道路可逆车道的交通组织方法、装置、计算机设备及计算机可读存储介质。通过本发明专利技术创造，可以基于互联网数据以及大数据计算能力，在普适性的路网拓扑结构上结合穷举算法，先预算出实施各个穷举的可逆车道方案时的路段全天流量比不均等系数，最后将与最小的路段全天流量比不均等系数对应的可逆车道方案，作为会导致全天内在所述第一方向与所述第二方向上车流量比不均等的严重程度最小化的最优可逆车道方案，进而可对城市的道路交通情况进行识别和分析，得到全时空条件下最优的分时段可逆车道方案，可确保实施效果的最大化，便于实际应用和推广。实际应用和推广。实际应用和推广。

【技术实现步骤摘要】
一种基于城市道路可逆车道的交通组织方法、装置、计算机设备及计算机可读存储介质


[0001]本专利技术属于智能交通
，具体地涉及一种基于城市道路可逆车道的交通组织方法、装置、计算机设备及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]智能交通系统(Intelligent TrafficSystem，简称ITS)又称智能运输系统(Intelligent Transportation System)，是将先进的科学技术(信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、自动控制理论、运筹学和人工智能等)有效地综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造，加强车辆、道路和使用者三者之间的联系，从而形成一种保障安全、提高效率、改善环境、节约能源的综合运输系统。目前，我国交通部在城市智能交通投资约450亿，高速公路智能交通系统投资约350亿，其它智能交通系统投资大概300亿，由此可见，未来几年我国智能交通产业发展空间巨大，前景广阔。
[0003]潮汐车道也称可逆车道或可变车道，是指城市内部根据早晚交通流量不同情况，对有条件的道路设置一个或多个车辆行驶方向规定随不同时段变化的车道。虽然在许多城市道路上已经实施了潮汐车道技术以缓解交通压力，但大多仍采用较传统的手段(诸如利用自动化隔离护栏实现自动变换车道和根据监测流量交警调整潮汐车道等)来获取并执行潮汐车道方案，其效益是有限的。就当前潮汐车道技术现状而言，具体存在以下不足：(1)传统潮汐车道方案优化方法更多地基于经验或短时调查获得的数据，无法得到全时空条件下的最优解；(2)在潮汐车道控制方法关键阶段缺乏整体理论体系支撑，实施效果仍需提高；(3)传统的方案优化方法未能针对全时空尺度的全样本条件建立交通系统模型，因此无法优化得出系统最优的分时段可逆车道方案。

技术实现思路

[0004]为了解决现有无法得到全时空条件下最优可逆车道方案的问题，本专利技术目的在于提供一种基于城市道路可逆车道的交通组织方法、装置、计算机设备及计算机可读存储介质，可以基于互联网数据以及大数据计算能力，在普适性的路网拓扑结构上结合穷举算法，对城市的道路交通情况进行识别和分析，得到全时空条件下最优的分时段可逆车道方案，可确保实施效果的最大化。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种基于城市道路可逆车道的交通组织方法，包括：
[0006]穷举获取路段的至少一个可逆车道方案，其中，所述可逆车道方案包含有至少一个方案子时段和分别与各个所述方案子时段一一对应的且在所述路段的第一方向上设置可逆车道的数目，所述至少一个方案子时段构成了全天时段，所述数目为正值时表示所述路段在所述第一方向上增加了对应数目的可逆车道且在第二方向上减少了对应数目的现有车道，所述数目为零值时表示所述路段在所述第一方向上及所述第二方向上均未增加可逆车道且均未减少现有车道，所述数目为负值时表示所述路段在所述第一方向上减少了对
应数目的现有车道且在所述第二方向上增加了对应数目的可逆车道，所述第一方向与所述第二方向相逆；
[0007]针对所述至少一个可逆车道方案中的各个可逆车道方案，分别计算得到所述路段的路段全天流量比不均等系数，其中，所述路段全天流量比不均等系数用于表征当路段在所述第一方向上设置有可逆车道时导致全天内在所述第一方向与所述第二方向上车流量比不均等的严重程度；
[0008]将与最小的路段全天流量比不均等系数对应的可逆车道方案确定为所述路段的最优可逆车道方案。
[0009]基于上述
技术实现思路
，可以基于互联网数据以及大数据计算能力，在普适性的路网拓扑结构上结合穷举算法，先预算出实施各个穷举的可逆车道方案时的路段全天流量比不均等系数，最后将与最小的路段全天流量比不均等系数对应的可逆车道方案，作为会导致全天内在所述第一方向与所述第二方向上车流量比不均等的严重程度最小化的最优可逆车道方案，进而可对城市的道路交通情况进行识别和分析，得到全时空条件下最优的分时段可逆车道方案，可确保实施效果的最大化，便于实际应用和推广。此外，通过采用该交通组织方法，还可以摆脱人工能力的局限性，为城市道路网络中适宜设置可逆车道的路段，提供分时段方案优化和动态方案自适应优化两套管理方案，择优选择；可基于互联网数据基础，提出针对可逆车道设置的方法以及由互联网数据驱动的优化方法，充分利用了大数据资源；可基于互联网数据等更新率高的数据，提出适用于不同时段的可逆车道方案，适应变化的交通需求；由于是以路段双方向全时段车流量与路段车道数的数据为基础的，有广泛的适用性，避免了因忽视其他可逆车道的影响而造成的不良后果；可提高可逆车道切换的便捷性和道路通行能力，充分利用道路车道资源；由于使用穷举算法而非人工，效率高，可快速识别大型城市全路网区域内的道路交通状况，高效地输出最佳可逆车道设置方案。
[0010]在一个可能的设计中，在穷举获取路段的至少一个可逆车道方案之前，所述交通组织方法还包括：
[0011]计算得到所述路段的路段现状全天流量比不均等系数和路段现状全天流量比潮汐系数，其中，所述路段现状全天流量比不均等系数用于表征当路段在所述第一方向上及所述第二方向上均未增加可逆车道且均未减少现有车道时导致全天内在所述第一方向与所述第二方向上车流量比不均等的严重程度，所述路段现状全天流量比潮汐系数用于表征当路段在所述第一方向上及所述第二方向上均未增加可逆车道且均未减少现有车道时导致全天内在所述第一方向与所述第二方向上车流量比不均等的波动大小；
[0012]判断所述路段现状全天流量比不均等系数是否小于预设的不均等系数阈值和所述路段现状全天流量比潮汐系数是否小于预设的潮汐系数阈值；
[0013]若判定所述路段现状全天流量比不均等系数和所述路段现状全天流量比潮汐系数均不小于对应阈值，将所述路段标记为需要设置可逆车道的路段。
[0014]通过上述设计，可以基于路段现状情况下导致全天内在所述第一方向与所述第二方向上车流量比不均等的严重程度及波动大小，通过阈值判断方式来确定路段是否需要设置可逆车道，进而针对在路网拓扑结构中多个路段，可预先定位需要设置可逆车道的路段，以便再精准地对路段进行可逆车道方案的获取，减少为路网拓扑结构中的路段探询最优可逆车道方案的计算量需求，降低数据处理压力。
[0015]在一个可能的设计中，在确定出所述路段的最优可逆车道方案之后，所述交通组织方法还包括：
[0016]按照如下公式计算所述最优可逆车道方案的改善比例R：
[0017][0018]式中，LS0表示所述路段的路段现状全天流量比不均等系数，LS
opt
表示所述最小的路段全天流量比不均等系数，所述路段现状全天流量比不均等系数用于表征当路段在所述第一方向上及所述第二方向上均未增加可逆车道且均未减少现有车道时导致全天内在所述第一方向与所述第二方向上车流量比不均等的严重程度；
[0019]根据所述最优可逆车道方案的改善比例、所述路段的中央分隔带模式和与所述中央分隔带模式一一对应的预设改善比例阈值，判断所述路段是否适宜设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于城市道路可逆车道的交通组织方法，其特征在于，包括：穷举获取路段的至少一个可逆车道方案，其中，所述可逆车道方案包含有至少一个方案子时段和分别与各个所述方案子时段一一对应的且在所述路段的第一方向上设置可逆车道的数目，所述至少一个方案子时段构成了全天时段，所述数目为正值时表示所述路段在所述第一方向上增加了对应数目的可逆车道且在第二方向上减少了对应数目的现有车道，所述数目为零值时表示所述路段在所述第一方向上及所述第二方向上均未增加可逆车道且均未减少现有车道，所述数目为负值时表示所述路段在所述第一方向上减少了对应数目的现有车道且在所述第二方向上增加了对应数目的可逆车道，所述第一方向与所述第二方向相逆；针对所述至少一个可逆车道方案中的各个可逆车道方案，分别计算得到所述路段的路段全天流量比不均等系数，其中，所述路段全天流量比不均等系数用于表征当路段在所述第一方向上设置有可逆车道时导致全天内在所述第一方向与所述第二方向上车流量比不均等的严重程度；将与最小的路段全天流量比不均等系数对应的可逆车道方案确定为所述路段的最优可逆车道方案。2.如权利要求1所述的交通组织方法，其特征在于，在穷举获取路段的至少一个可逆车道方案之前，所述交通组织方法还包括：计算得到所述路段的路段现状全天流量比不均等系数和路段现状全天流量比潮汐系数，其中，所述路段现状全天流量比不均等系数用于表征当路段在所述第一方向上及所述第二方向上均未增加可逆车道且均未减少现有车道时导致全天内在所述第一方向与所述第二方向上车流量比不均等的严重程度，所述路段现状全天流量比潮汐系数用于表征当路段在所述第一方向上及所述第二方向上均未增加可逆车道且均未减少现有车道时导致全天内在所述第一方向与所述第二方向上车流量比不均等的波动大小；判断所述路段现状全天流量比不均等系数是否小于预设的不均等系数阈值和所述路段现状全天流量比潮汐系数是否小于预设的潮汐系数阈值；若判定所述路段现状全天流量比不均等系数和所述路段现状全天流量比潮汐系数均不小于对应阈值，将所述路段标记为需要设置可逆车道的路段。3.如权利要求1所述的交通组织方法，其特征在于，在确定出所述路段的最优可逆车道方案之后，所述交通组织方法还包括：按照如下公式计算所述最优可逆车道方案的改善比例R：式中，LS0表示所述路段的路段现状全天流量比不均等系数，LS
opt
表示所述最小的路段全天流量比不均等系数，所述路段现状全天流量比不均等系数用于表征当路段在所述第一方向上及所述第二方向上均未增加可逆车道且均未减少现有车道时导致全天内在所述第一方向与所述第二方向上车流量比不均等的严重程度；根据所述最优可逆车道方案的改善比例、所述路段的中央分隔带模式和与所述中央分隔带模式一一对应的预设改善比例阈值，判断所述路段是否适宜设置可逆车道；
若判定所述路段适宜设置可逆车道，输出所述最优可逆车道方案/和所述最优可逆车道方案的改善比例。4.如权利要求1所述的交通组织方法，其特征在于，所述至少一个方案子时段中的各个方案子时段分别包含有至少一个基础时段，计算得到所述路段的路段全天流量比不均等系数，包括：按照如下公式计算所述路段在一天内各个基础时段的路段基础时段流量比不均等系数：式中，s
n
表示所述路段在一天内第n个基础时段的路段基础时段流量比不均等系数，Q
1RID
表示所述路段在一天内第n个基础时段的且在所述第一方向上采集的平均小时车流量，Q
2RID
表示所述路段在一天内第n个基础时段的且在所述第二方向上采集的平均小时车流量，表示所述路段在所述第一方向上设置有可逆车道时在所述第一方向上第a1个车道的单车道通行能力，A1表示所述路段在所述第一方向上设置有可逆车道时在所述第一方向上的车道总数，表示所述路段在所述第一方向上设置有可逆车道时在所述第二方向上第a2个车道的单车道通行能力，A2表示所述路段在所述第一方向上设置有可逆车道时在所述第二方向上的车道总数，n、a1和a2分别为正整数；按照如下公式计算所述路段的路段全天流量比不均等系数LS：式中，N表示在一天内的基础时段总数。5.如权利要求2所述的交通组织方法，其特征在于，计算得到所述路段的现状全天流量比潮汐系数，包括：按照如下公式计算得到所述路段在一天内各个基础时段的路段现状基础时段流量比差值：式中，t
0n
表示所述路段在一天内第n个基础时段的路段现状基础时段流量比差值，Q
1RID
表示所述路段在一天内第n个基础时段的且在所述第一方向上采集的平均小时车流量，Q
2RID
表示所述路段在一天内第n个基础时段的且在所述第二方向上采集的平均小时车流量，表示所述路段在所述第一方向上及所述第二方向上均未增加可逆车道且均未减少现有车道时在所述第一方向上第b1个车道的单车道通行能力，B1表示所述路段在所述第一方向上及所述第二方向上均未增加可逆车道且均未减少现有车道时在所述第一方向上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王嘉文，杨正，邵广兵，李正阳，
申请(专利权)人：上海旷途科技有限公司，
类型：发明
国别省市：