基于实时交通数据的城市道路网动态通行能力计算方法技术

本发明专利技术公开了基于实时交通数据的城市道路网动态通行能力计算方法，包括：获取所述目标路网的基本信息；根据目标路网内线圈检测器位置信息，获取每个线圈检测器D

【技术实现步骤摘要】
基于实时交通数据的城市道路网动态通行能力计算方法


[0001]本专利技术涉及城市交通规划管理领域，特别涉及一种基于实时交通数据的城市道路网动态通行能力计算方法。

技术介绍

[0002]随着社会发展和现代化步伐加快，城市路网逐渐进入存量发展时期，人口、土地、资源和环境的紧约束与冲突持续加剧，许多城市开始出现出行需求大、出行流量多、出行频率高的特点，此时道路扩张为主导的发展模式难以为继，这就要求以更高效率、更集约方式承载路网交通量。城市路网动态通行能力建模的目的是确定在此背景下城市路网区域内整体道路设施能容纳的交通量，从而评价路网整体道路系统，找出影响通行能力的因素，提出改善车流行驶状况的建议和措施，以期能达到当前路网所要求的最大交通量。
[0003]传统通行能力研究中研究对象局限于路网中孤立的点(一条快速路或一个交叉口)，因此研究成果无法为整体道路设施的供给与需求调控服务；也有一些学者考虑引入宏观基本图(Macroscopic Fundamental Diagram，MFD)将路网中许多个孤立的检测线圈数据进行集聚，使得单个检测线圈基本图的大量散点消散，留下一条近似抛物线规律的散点图像，用以表征整体路网输入与输出及运行特征，但传统宏观基本图中没有考虑路网内不同路段空间分布差异特征，图像会在路网区域低流量输入转为高流量输入时，产生“回滞”曲线现象并伴随出现大量散点，导致无法准确表征路网交通运行特征与状态。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：针对以上问题，本专利技术目的是提供一种基于实时交通数据的城市道路网动态通行能力计算方法，基于路网实时交通数据，考虑车流量在路网内的空间分布差异，用以表征路网交通运行特征与状态，为城市交通网络的监管和调控提供了依据。
[0005]技术方案：本专利技术的一种基于实时交通数据的城市道路网动态通行能力计算方法，包括：
[0006]选定研究城市与目标路网，获取所述目标路网的基本信息；
[0007]根据目标路网内线圈检测器位置信息，获取每个线圈检测器D
i
在T时刻的数据，包括路网车流量q
i_T
和路网占有率σ
i_T
；
[0008]对获取的数据进行清洗，包括删除路网车流量q
i_T
和路网占有率σ
i_T
中出现报错和异常的数据；
[0009]结合目标路网区域内所有线圈检测器获取的数据进行计算，得到表征整个目标路网的路网车流量F
T
、道路占有率O
T
和路网占有率空间分布均方差Δ
T
；
[0010]利用道路占有率O
T
和路网占有率空间分布均方差Δ
T
建立路网动态车流量模型，利用所述路网动态车流量模型计算目标路网的动态通行能力。
[0011]进一步，所述路网动态车流量模型的表达式为：
[0012]F
T
(O
T
)＝m1O
T
+m2O
T2
+rΔ
T
[0013]式中，m1、m2、r分别为T时刻路网占有率一次项、二次项及路网占有率空间分布均方差的系数。
[0014]进一步，所述结合目标路网区域内所有线圈检测器获取的数据进行计算，得到表征整个目标路网的路网车流量F
T
、道路占有率O
T
和路网占有率空间分布均方差Δ
T
包括：
[0015]以预设时间间隔值T0为一组，将一天时间段切分为多个跨度为T0的时间段，将相同T0时间段内路网所有线圈检测器的车流量、占有率、占有率均方差按照所处路段长度进行加权集计，得到总路网范围每T0时间段内的路网车流量、占有率及空间分布均方差数值。
[0016]进一步，结合目标路网区域内所有线圈检测器获取的数据进行计算，得到表征整个目标路网的路网车流量F
T
、道路占有率O
T
和路网占有率空间分布均方差Δ
T
包括：
[0017]根据目标路网区域S内k个线圈检测器的检测数据获得路网T时刻平均路段占有率
[0018]对目标路网区域S内k个线圈检测器获取的路网车流量q
i_T
进行路段加权集计，获得T时刻整个路网车流量F
T
，公式如下：
[0019][0020]式中，L
i
表示线圈检测器D
i
所在i路段长度；
[0021]对目标路网区域S内k个线圈检测器获取的路网占有率σ
i_T
进行路段加权集计，获得T时刻整个路网占有率O
T
，公式如下：
[0022][0023]进一步，结合目标路网区域内所有线圈检测器获取的数据进行计算，得到表征整个目标路网的路网车流量F
T
、道路占有率O
T
和路网占有率空间分布均方差Δ
T
还包括：
[0024]对目标路网区域S内k个线圈检测器获取数据的路段占有率均方差进行路段加权集计，获得T时刻整个路网占有率空间分布均方差Δ
T
，公式如下：
[0025][0026]进一步，所述目标路网的基本信息包括路网区域拓扑结构、路网内各路段长度和线圈检测器位置信息。
[0027]进一步，所述异常的数据是指线圈检测器获取的交通流量q
i_T
和路网占有率σ
i_T
平均值的偏差超过三倍标准差。
[0028]有益效果：本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：
[0029]1、本专利技术提出的通行能力计算方法是从城市路网区域这个宏观角度出发，相较于以往大多数研究面向的路网局部某一条路或某一节点，本专利技术能够准确表征城市路网动态通行能力，对城市路网宏观调控，把握路网运行状况，解决交通症结具有指导意义；
[0030]2、本专利技术提出的城市路网动态通行能力计算方法，引入了路网区域内道路占有率分布均方差变量，考虑到了路网密度空间分布差异对于路网通行能力的影响，合理解释了在同样网络占有率情况下，城市路网通行能力出现差异的根本原因。
附图说明
[0031]图1为实施例中城市道路网动态通行能力计算方法流程图；
[0032]图2为实施例中绘制的伦敦市动态通行能力基本图。
具体实施方式
[0033]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。
[0034]本实施例所述的基于实时交通数据的城市道路网动态通行能力计算方法，包括以下步骤：
[0035]步骤1，选定研究城市与目标路网，获取所述目标路网的基本信息；
[0036]为研究结果更加符合实际，选取交通流量较大的城市路网区域作为目标路网，获取路网的基本信息，包括路网区域拓扑结构、路网内各路段长度L
i
和线圈检测器位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于实时交通数据的城市道路网动态通行能力计算方法，其特征在于，包括：选定研究城市与目标路网，获取所述目标路网的基本信息；根据目标路网内线圈检测器位置信息，获取每个线圈检测器D
i
在T时刻的数据，包括路网车流量q
i_T
和路网占有率σ
i_T
；对获取的数据进行清洗，包括删除路网车流量q
i_T
和路网占有率σ
i_T
中出现报错和异常的数据；结合目标路网区域内所有线圈检测器获取的数据进行计算，得到表征整个目标路网的路网车流量F
T
、道路占有率O
T
和路网占有率空间分布均方差Δ
T
；利用道路占有率O
T
和路网占有率空间分布均方差Δ
T
建立路网动态车流量模型，利用所述路网动态车流量模型计算目标路网的动态通行能力。2.根据权利要求1所述的城市道路网动态通行能力计算方法，其特征在于，所述路网动态车流量模型的表达式为：F
T
(O
T
)＝m1O
T
+m2O
T2
+rΔ
T
式中，m1、m2、r分别为T时刻路网占有率一次项、二次项及路网占有率空间分布均方差的系数。3.根据权利要求1所述的城市道路网动态通行能力计算方法，其特征在于，所述结合目标路网区域内所有线圈检测器获取的数据进行计算，得到表征整个目标路网的路网车流量F
T
、道路占有率O
T
和路网占有率空间分布均方差Δ
T
包括：以预设时间间隔值T0为一组，将一天时间段切分为多个跨度为T0的时间段，将相同T0时间段内路网所有线圈检测器的车流量、占有率、占有率均方差按照所处路段长度进行加权集计，得到总路...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐铖铖，朱浩，彭畅，钱懿，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：