一种城市交通网络HOV车道设置方案的评选方法技术

本发明专利技术公开了一种城市交通网络HOV车道设置方案的评选方法，用以评选城市交通网络中HOV车道的最优设置方案。首先基于HOV车道交通流运行特点，构建了包含交通效益、环境效益和经济效益的综合评价指标体系；之后结合主成分分析法和仿真模型，构建了基于上述综合评价指标体系的城市交通网络HOV车道设置方案的评选方法。利用本发明专利技术所提出的评选方法，可为相关部门和企事业单位进行可持续发展型HOV车道设置提供支持，实现城市道路交通高效、绿色、经济发展。发展。发展。

【技术实现步骤摘要】
一种城市交通网络HOV车道设置方案的评选方法


[0001]本专利技术涉及城市交通
，具体涉及一种城市交通网络HOV车道设置方案的评选方法。

技术介绍

[0002]HOV车道(High
‑
occupancy
‑
lane)，又称高承载率车道、共乘车道，是在特定道路上设置特殊车道仅供乘坐至少某一规定乘客数的车辆通行。HOV车道是在公交优先理念的基础上发展起来的共乘优先理念，因其能够有效缓解交通拥堵、提高道路资源利用率、降低环境影响，在国外得到了广泛应用。HOV车道作为新型的交通需求管理手段，国内诸多城市也相继启用了HOV车道。然而，国内HOV车道的研究应用尚处于起步阶段，在国内特定的车辆运行环境、交通管理措施、车辆行驶方式特征下，不同的HOV车道设置方案也会使得整个城市交通网络的运行效益产生较大的差异性。
[0003]现有的相关评价方法如：
[0004]申请号CN201810796693.8的中国专利技术《一种拼车优先管控策略实施效益评价方法》，该申请基于车联网环境下设置HOV车道前后的车辆行驶里程数据和出行时耗数据，以车辆行驶里程节省率、人均出行时耗减少率为指标，实现对设置HOV车道下路网运行效益的评价。
[0005]但是该专利技术也具有不足之处。专利技术CN201810796693.8仅仅考虑了出行里程减少和出行时耗减少两方面的交通效益，未考虑到出行速度等交通效益及环境、经济方面经济效益，考虑范围较窄、评价不全面。其次，该方法仅对设置HOV车道的有效性进行评价，无法对不同HOV车道设置方案进行评选评优。同时，该专利技术依赖于实际交通运行数据，仅适用于设置HOV车道的时候评价，无法在规划决策阶段对设置HOV车道的效益进行评价。
[0006]因此，在综合考虑设置HOV车道的交通效益、环境效益、经济效益的基础上，需要提出一种新的城市道路中各种HOV车道设置方案的评选方法，以便有关部门及企事业单位在城市道路网中建设更为高效、绿色、经济的HOV车道。

技术实现思路

[0007]本专利技术目的：在于提供一种城市交通网络HOV车道设置方案的评选方法，用于评价不同HOV车道设置方案的运行效益，助力城市道路交通可持续发展，解决了现有评选方法评价不全面、依赖于实际交通运行数据、无法在规划决策阶段对设置HOV车道的效益进行评价等缺点。
[0008]为实现以上功能，本专利技术设计一种城市交通网络HOV车道设置方案的评选方法，针对目标城市交通网络中的HOV车道，根据如下步骤S1
‑
步骤S3，获得在目标城市交通网络当前运行状态下，使HOV车道的运行效益最高的HOV车道设置方案：
[0009]S1:基于交通效益、环境效益、经济效益三个方面的预设评价指标，构建HOV车道设置方案的综合评价指标模型；并基于预设HOV车道结构，构建各HOV车道设置方案；
[0010]S2:基于目标城市交通网络结构，以及各HOV车道设置方案，构建目标城市交通网络的VISSIM仿真模型，并基于VISSIM仿真模型，采集用于计算各项预设评价指标的目标城市交通网络中的HOV车道的数据样本；
[0011]S3:基于步骤S2所采集目标城市交通网络中的HOV车道的数据样本，计算步骤S1所述的交通效益、环境效益、经济效益的各项评价指标，将各项评价指标的值输入至SPSS软件，基于SPSS软件的主成分分析功能，对各项评价指标进行主成分分析，计算各HOV车道设置方案的主成分加权得分，并根据主成分加权得分，对各HOV车道设置方案进行降序排序，将排名最高的HOV车道设置方案作为使HOV车道的运行效益最高的HOV车道设置方案，并采用该HOV车道设置方案，对目标城市交通网络中的HOV车道进行设置。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤S1中交通效益的评价指标包括交通流量、平均行程速度、网络运送人数、人均行程时间、人均行程延误；环境效益的评价指标包括燃油消耗量、尾气排放量、交通噪声、PM2.5排放量；经济效益的评价指标包括建设成本、出行成本；
[0013]交通效益、环境效益、经济效益的各项评价指标计算方法如下：
[0014]交通流量Q的计算如下式：
[0015][0016]式中，j表示车辆类型，n表示车辆类型总数，q
j
表示单位时间内目标城市交通网络中通行的第j种车辆的数量，其单位为veh/h，k
j
表示第j种车辆换算为标准车辆的换算系数，j＝1表示小客车，k1＝1，j＝2表示HOV车辆，k2＝1，j＝3表示大客车，k3＝2，j＝4表示货车，k4＝2.5；
[0017]平均行程速度表示目标城市交通网络中所有车辆行驶的平均行程速度，其单位为km/h，计算如下式：
[0018][0019]式中，s
i
为第i辆车在目标城市交通网络中的行驶里程，其单位为km，t
i
为第i辆车在目标城市交通网络中的行程时间，其单位为h，k为目标城市交通网络中通行的实际总车辆数，其单位为辆；
[0020]网络运送人数P表示检测时间内目标城市交通网络中车辆运送的总人数，其计算如下式：
[0021][0022]式中，c
j
为第j种车辆的平均载客人数，其单位为人/辆，且c1＝1，c2＝2.5，c3＝70，c4＝1；
[0023]人均行程时间的计算如下式：
[0024][0025]人均行程延误的计算如下式：
[0026][0027]式中，t
O
表示自由流时间，其单位为h；
[0028]燃油消耗量F的计算如下式：
[0029][0030]式中，F
i
为第i辆车的每百公里燃油消耗量，其单位为公斤/百公里；
[0031]尾气排放量包括氮氧化物污染物排放量E
NOx
，以及一氧化碳污染物排放量E
CO
；
[0032]交通噪声N的计算如下式：
[0033][0034]式中，γ表示重车比例，即货车及大客车在目标城市交通网络中所有车辆中的比例，其单位为％；
[0035]PM2.5排放量，包括车辆的排放量E
pm
，以及道路扬尘所造成的排放量W
pm
，计算如下式：
[0036][0037]式中，e
1j
为排放系数，e
11
表示小客车排放系数，e
11
＝0.007，e
12
表示HOV车辆排放系数，e
12
＝0.007，e
13
表示大客车排放系数，e
13
＝0.118，e
14
表示货车排放系数，e
14
＝0.319；
[0038]W
pm
＝e2×
L
×
Q
[0039]式中，e2为排放系数，e2＝0.08，L为路网总长度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市交通网络HOV车道设置方案的评选方法，其特征在于，针对目标城市交通网络中的HOV车道，根据如下步骤S1
‑
步骤S3，获得在目标城市交通网络当前运行状态下，使HOV车道的运行效益最高的HOV车道设置方案：S1:基于交通效益、环境效益、经济效益三个方面的预设评价指标，构建HOV车道设置方案的综合评价指标模型；并基于预设HOV车道结构，构建各HOV车道设置方案；S2:基于目标城市交通网络结构，以及各HOV车道设置方案，构建目标城市交通网络的VISSIM仿真模型，并基于VISSIM仿真模型，采集用于计算各项预设评价指标的目标城市交通网络中的HOV车道的数据样本；S3:基于步骤S2所采集目标城市交通网络中的HOV车道的数据样本，计算步骤S1所述的交通效益、环境效益、经济效益的各项评价指标，将各项评价指标的值输入至SPSS软件，基于SPSS软件的主成分分析功能，对各项评价指标进行主成分分析，计算各HOV车道设置方案的主成分加权得分，并根据主成分加权得分，对各HOV车道设置方案进行降序排序，将排名最高的HOV车道设置方案作为使HOV车道的运行效益最高的HOV车道设置方案，并采用该HOV车道设置方案，对目标城市交通网络中的HOV车道进行设置。2.如权利要求1所述的一种城市交通网络HOV车道设置方案的评选方法，其特征在于，步骤S1中交通效益的评价指标包括交通流量、平均行程速度、网络运送人数、人均行程时间、人均行程延误；环境效益的评价指标包括燃油消耗量、尾气排放量、交通噪声、PM2.5排放量；经济效益的评价指标包括建设成本、出行成本；交通效益、环境效益、经济效益的各项评价指标计算方法如下：交通流量Q的计算如下式：式中，j表示车辆类型，n表示车辆类型总数，q
j
表示单位时间内目标城市交通网络中通行的第j种车辆的数量，其单位为veh/h，k
j
表示第j种车辆换算为标准车辆的换算系数，j＝1表示小客车，k1＝1，j＝2表示HOV车辆，k2＝1，j＝3表示大客车，k3＝2，j＝4表示货车，k4＝2.5；平均行程速度表示目标城市交通网络中所有车辆行驶的平均行程速度，其单位为km/h，计算如下式：式中，s
i
为第i辆车在目标城市交通网络中的行驶里程，其单位为km，t
i
为第i辆车在目标城市交通网络中的行程时间，其单位为h，k为目标城市交通网络中通行的实际总车辆数，其单位为辆；网络运送人数P表示检测时间内目标城市交通网络中车辆运送的总人数，其计算如下式：
式中，c
j
为第j种车辆的平均载客人数，其单位为人/辆，且c1＝1，c2＝2.5，c3＝70，c4＝1；人均行程时间的计算如下式：人均行程延误的计算如下式：式中，t
O
表示自由流时间，其单位为h；燃油消耗量F的计算如下式：式中，F
i
为第i辆车的每百公里燃油消耗量，其单位为公斤/百公里；尾气排放量包括氮氧化物污染物排放量E
NOx
，以及一氧化碳污染物排放量E
CO
；交通噪声N的计算如下式：式中，γ表示重车比例，即货车及大客车在目标城市交通网络中所有车辆中的比例，其单位为％；PM2.5排放量，包括车辆的排放量E
pm
，以及道路扬尘所造成的排放量W
pm
，计算如下式：式中，e
1j
为排放系数，e
11
表示小客车排放系数，e
11
＝0.007，e
12
表示HOV车辆排放系数，e
12
＝0.007，e
13
表示大客车排放系数，e
13
＝0.118，e
14
表示货车排放系数，e
14
＝0.319；W
pm
＝e2×
L
×
Q式中，e2为排放系数，e2＝0.08，L为路网总长度，其单位为km；建设成本C1根据各HOV车道设置方案计算获得；出行成本C2的计算如下式：式中，α为时间价值参数，其单位为元，β为燃油价值参数。3.如权利要求2所述的一种城市交通网络HOV车道设置方案的评选方法，其特征在于，燃油消耗量F的计算式中第i辆车的每百公里燃油消耗量F
i
的计算式如下式：式中，v
i
为第i个车辆的行驶速度，其单位为km/h，f
i1
、f
i2
、f
i3
为车辆的百公里燃油消耗量计算系数；其中，若第i个车辆为小客车或HOV车辆，则f
i1
、f
i2

【专利技术属性】
技术研发人员：马捷，文锦源，王雯钰，吴雪菲，陈大伟，祝亚坤，
申请(专利权)人：南京都市交通规划设计有限公司，
类型：发明
国别省市：