基于极值-高斯混合分布模型的高速公路通行能力计算方法技术

本发明专利技术涉及基于极值

【技术实现步骤摘要】
基于极值
‑
高斯混合分布模型的高速公路通行能力计算方法


[0001]本专利技术涉及高速公路设计
，具体地涉及基于极值
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高斯混合分布模型的高速公路通行能力计算方法。

技术介绍

[0002]高速公路通行能力是高速公路的重要道路参数；准确计算高速公路的通行能力是对高速公路进行科学的规划设计及评价管理的前提；
[0003]当前对于高速公路通行能力的计算方法，其现有技术有三种：理论分析法、仿真法和实测法；以下逐一对采用了三种方法的现有技术的原理及缺陷进行阐述：
[0004]理论分析法的基本原理是：依据跟驰模型确定车辆间的距离，并以此计算通行能力。现有技术中采用理论分析法的技术方案都是先计算理想状态下的基本通行能力，乘以若干修正系数后得到可能通行能力，再依据设定的服务水平乘以V/C比得到设计通行能力；
[0005]采用理论分析法的现有技术的缺陷在于：
[0006]1.由于对交通机理的分析不够深入，从而导致基本通行能力的计算与实际脱节；
[0007]2.由于修正系数的影响机理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于极值
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高斯混合分布模型的高速公路通行能力计算方法，其特征在于：包含以下步骤：S100.在人工预设的时间段内，采集人工预设的组数的高速公路内侧车道的车头时距的实测值作为样本；S200.建立车头时距的极值
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高斯混合分布模型的概率密度函数；S300.根据所述车头时距的实测值，解出所述车头时距的极值
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高斯混合模型的概率密度函数中的混合分布参数的值；所述混合分布参数包含服从极值分布的样本所占总样本的比例、形状参数、极值分布下的均值、极值分布下的方差、高斯分布下的均值和高斯分布下的方差；S400.对所述车头时距的极值
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高斯混合分布模型的拟合效果进行检验是否达标，并根据检验结果作出如下操作：如果所述混合分布拟合效果不达标，则返回并再次执行S300；如果所述混合分布拟合效果达标，则执行S500。S500.根据所述混合分布参数的值，分别计算得到极值通行能力和正态通行能力；然后根据所述极值通行能力和所述正态通行能力计算获得高速公路通行能力计算值；所述高速公路通行能力计算值即为本发明的最终结果。2.根据权利要求1所述的基于极值
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高斯混合分布模型的高速公路通行能力计算方法，其特征在于：S200具体包含以下步骤：S210.建立车头时距的极值分布概率密度函数，按下表达：其中：f1为所述车头时距的极值分布概率密度函数；t为所述车头时距的实测值；i为计数器，用于表征对应的所述车头时距的实测值的顺序编号；α为所述形状参数，初始值由人工预设得到；μ1为所述极值分布下的均值，初始值由人工预设得到；σ1为所述极值分布下的方差；μ2为所述高斯分布下的均值，初始值由人工预设得到；σ2为所述高斯分布下的方差；然后建立车头时距的高斯分布概率密度函数，按下表达：其中：f2为所述车头时距的高斯分布概率密度函数；S220.根据所述车头时距的极值分布概率密度函数和所述车头时距的高斯分布概率密度函数建立所述车头时距的极值
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高斯混合分布模型的概率密度函数，按下式表达：其中：ω为所述服从极值分布的样本所占总样本的比例，初始值由人工预设得到。3.根据权利要求2所述的基于极值
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高斯混合分布模型的高速公路通行能力计算方法，
其特征在于：S300具体包含以下步骤：S310.根据所述车头时距的实测值，建立混合分布参数的计算式，按下式表达：θ
m
‑1＝[w,α,μ1,σ1,μ2,σ2]
m
‑1,m≥1其中：θ
m
‑1为所述混合分布参数；m为迭代计数器；当m＝1时，所述混合分布参数为初始化参数，按下式表达：θ0＝[w,α,μ1,σ1,μ2,σ2]0S320.建立隐变量z
i
；所述隐变量包含两种取值：当z
i
＝0时，车头时距服从极值分布；当z
i
＝1时，车头时距服从高斯分布；S330.采用EM算法，解出所述车头时距的极值
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高斯混合模型的概率密度函数中的混合分布参数的值。4.根据权利要求3所述的基于极值
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高斯混合分布模型的高速公路通行能力计算方法，其特征在于：S330具体包含以下步骤：S331.根据前一次所述混合分布参数的值，计算当前隐变量的后验概率，按下式表达：其中：为所述当前隐变量的后验概率；P1为极值分布下的隐变量条件概率，按下式表达：P2为高斯分布下的隐变量条件概率，按下式表达...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄稼丰，段力，卢傲，张春华，杨明，熊文磊，马天奕，
申请(专利权)人：中交第二公路勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：