基于车流波理论的交通事件影响分析方法技术

本发明专利技术公开了交通控制技术领域中的一种基于车流波理论的交通事件影响分析方法。本发明专利技术首先根据指定拥堵路段的信息绘制流量-密度-速度图；然后计算该拥堵路段上游到中部的车流波的速度，得出上游到中部的拥堵车流波的速度及车辆排队长度；最后计算该拥堵路段中部到下游的车流波的速度，得出该拥堵路段中部到下游的消散车流波的速度，求出该拥堵路段车辆排队等待时间。本发明专利技术可以提高公路的实际有效通过能力，减少汽车追尾事故，保持车流稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于交通控制
，尤其涉及一种。
技术介绍
随着我国高速公路的迅猛发展，高速公路里程不断增加，而且高速公路在中远途运输中越来越起到举足轻重的作用。但是，同时高速公路中的交通事故也带来了巨大的经济和财产损失。而在高速公路或者城市快速路中大部分交通事故由车流波现象引起的，所以研究具有重大的现实和理论意义。目前，对于交通拥堵和交通影响的研究停留在宏观定量或者单纯地通过计算车速的方法来确定路段是否拥堵，但这些方法在时间上的延迟性，和对于交通拥堵的不可预见性，以及对于拥堵的相对反应能力都不尽如人意。高速公路中经常发生的追尾事故或排队拥堵等大多数都是由于车流波现象所引起的。所以研究是迫切需求的。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
中提到的现有交通拥堵和交通影响研究方法存在时间上的延迟性等不足，本专利技术提出了一种。本专利技术的技术方案是，，其特征是该方法包括以下步骤步骤I :根据指定拥堵路段的信息绘制流量-密度-速度图；步骤2 :计算该拥堵路段上游到中部的车流波的速度，得出上游到中部的拥堵车流波的速度及车辆排队长度；步骤3 :计算该拥堵路段中部到下游的车流波的速度，得出该拥堵路段中部到下游的消散车流波的速度，求出该拥堵路段车辆排队等待时间。所述上游到中部的车流波的速度的计算公式为其中Uab为上游到中部的车流波的速度；qB为拥堵路段中部的车流流量；qA为拥堵路段上游的车流流量；kB为拥堵路段中部的车流密度；kA为拥堵路段上游的车流密度；所述车辆排队长度的计算公式为Ien= (vB_uAB)Xt其中Ien为车辆排队长度；vB为拥堵路段中部车流速度；t为拥堵路段的速度限制持续时间。所述中部到下游的车流波的速度的计算公式为_qc-qBuBC = , _ ,其中uBC为中部到下游的车流波的速度；qc为拥堵路段下游的车流流量；kc为拥堵路段下游的车流密度；所述拥堵路段车辆排队等待时间的计算公式为td = len/ (I Ubc-Uab |)其中td为拥堵路段车辆排队等待时间。通过对于交通拥堵车流波理论的研究，分析其对于交通的影响，并有效利用，可以提高快速路/高速公路的实际有效通过能力；减少汽车追尾事故；减少停车次数，保持车流稳定性，降低车辆排污，改善空气质量；而且在经济上，能降低车辆能耗，挽回由交通事故和出行延误带来的直接和间接经济损失。附图说明图I为高速公路/城市快速路瓶颈地段的流量-密度曲线；图2为流量-密度-速度图。具体实施例方式下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。针对高速公路和城市快速路现存的问题，高速公路和城市快速路中大部分交通事故由车流波现象引起的，本专利技术通过研究车流波对于交通事件的影响，车流波的传播和消散过程，可以通过计算车流波的传播速度得出交通拥堵排队的长度与发生交通拥堵时间的关系，得出交通拥堵辐射的范围，并通过车流波的消散速度，得出拥堵路段的排队等待时间。通过研究拥堵的传播速度及消散速度，可以有效分析交通事件的影响，可以提高快速路 /高速公路的实际有效通过能力；减少汽车追尾事故；减少停车次数，保持车流稳定性，降低车辆排污，改善空气质量；而且在经济上，能降低车辆能耗，挽回由交通事故和出行延误带来的直接和间接经济损失。是通过车流波波速方程的研究，计算出车流波的传播时间、排队长度及交通拥堵的辐射范围和拥堵路段的排队等待时间。图I所示高速公路瓶颈地段的流量-密度曲线，在路段限速的情况下，道路通行能力降低，导致车流密度(车流密度是指一个车道单位长度内某一瞬时存在的车辆数，以辆/公里表示)增加，引起车辆排队。从图中我们可以得出道路的通行能力(即最大流量)由 c:降低到c2，相应地密度从；^变为;^。并由此可以计算出排队长度，交通拥堵辐射范围，消散速度，得出排队等待时间等。以下通过实例对本专利技术进行说明在一个速度限制为40公里/小时的高速公路上，有一段1/4公里长的学校地带， 它的速度限制为20公里/小时。在高速公路上游(上游是指车辆驶来的方向，上游区域指 车辆驶来方向到指定路段限速地带起始的区域)、学校附近地带中部(中部区域是指指定 路段的限速地带)和学校附近拥堵地带的下游(下游是指车辆驶去的方向，下游区域指指 定路段的限速地带结束的位置到车辆驶去方向的区域。)不同地点测得的交通流参数为上游区域qA = 1000辆/小时，vA = 40公里/小时中部区域qB = 1100辆/小时，vB = 20公里/小时下游区域qc = 1200辆/小时，vc = 30公里/小时其中qA为拥堵路段上游车流流量；qB为拥堵路段中部车流流量；qc为拥堵路段下游车流流量；vA为拥堵路段上游车流速度；vB为拥堵路段中部车流速度；vc为拥堵路段下游车流速度。根据上面的数据绘制流量_密度-速度图(图2)，计算在学校附近地带的车流波 速度和方向与由于车流波而产生的排队队长和消散需要的时间(即排队等待时间)(假设 速度限制时间仅控制为早晨和傍晚各15分钟)。如图2:qA = 1000辆/小时；vA = 40公里/小时；kA = 25辆/公里；qB = 1100辆/小时；vB = 20公里/小时；kB = 55辆/公里；qc = 1200辆/小时；vc = 30公里/小时；kc = 40辆/公里；其中kA为拥堵路段上游的车流密度；kB为拥堵路段中部的车流密度；kc为拥堵路段下游的车流密度。从图中我们可以看到在拥堵路段的上游和中部存在一个拥堵车流波，我们可以计 算得到车流波的波速为权利要求1.，其特征是该方法包括以下步骤步骤I:根据指定拥堵路段的信息绘制流量-密度-速度图；步骤2 :计算该拥堵路段上游到中部的车流波的速度，得出上游到中部的拥堵车流波的速度及车辆排队长度；步骤3 :计算该拥堵路段中部到下游的车流波的速度，得出该拥堵路段中部到下游的消散车流波的速度，求出该拥堵路段车辆排队等待时间。2.根据权利要求I所述的，其特征是所述上游到中部的车流波的速度的计算公式为3.根据权利要求2所述的，其特征是所述车辆排队长度的计算公式为Ien = (Vb-Uab) Xt其中Ien为车辆排队长度；Vb为拥堵路段中部车流速度； t为拥堵路段的速度限制持续时间。4.根据权利要求2所述的，其特征是所述中部到下游的车流波的速度的计算公式为5.根据权利要求4所述的，其特征是所述拥堵路段车辆排队等待时间的计算公式为td = len/ (I uBC-uAB I)其中td为拥堵路段车辆排队等待时间。全文摘要本专利技术公开了交通控制
中的一种。本专利技术首先根据指定拥堵路段的信息绘制流量-密度-速度图；然后计算该拥堵路段上游到中部的车流波的速度，得出上游到中部的拥堵车流波的速度及车辆排队长度；最后计算该拥堵路段中部到下游的车流波的速度，得出该拥堵路段中部到下游的消散车流波的速度，求出该拥堵路段车辆排队等待时间。本专利技术可以提高公路的实际有效通过能力，减少汽车追尾事故，保持车流稳定。文档编号G08G1/01GK102610087SQ20121003252公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月14日 优先权日2012年2月14日专利技术者吴建平, 周杨, 张璇, 袁月明 申请人:清华大学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建平，袁月明，周杨，张璇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：