出行擁堵概率的估計(jì)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種出行擁堵概率的估計(jì)方法，包括如下步驟：統(tǒng)計(jì)目標(biāo)路網(wǎng)內(nèi)每一路段在不同均速條件下車(chē)輛旅行時(shí)間指數(shù)的概率分布；通過(guò)最大似然估計(jì)得到在不同均速條件下概率分布的參數(shù)μ和σ2；通過(guò)最小二乘擬合，確定各路段旅行時(shí)間指數(shù)概率分布的速變系數(shù)；在給定時(shí)刻，根據(jù)各路段的均速分別計(jì)算其對(duì)應(yīng)的概率分布參數(shù)μ和σ2，從而獲得各路段內(nèi)車(chē)輛旅行時(shí)間指數(shù)的概率密度，然后以路段內(nèi)的車(chē)輛數(shù)為權(quán)值對(duì)路段車(chē)輛旅行時(shí)間指數(shù)概率密度加權(quán)獲得路網(wǎng)車(chē)輛旅行時(shí)間指數(shù)的概率密度函數(shù)p(z)，根據(jù)p(z)對(duì)應(yīng)的累積概率分布函數(shù)P(z)，獲得該目標(biāo)路網(wǎng)三種擁堵的概率。本發(fā)明方法擺脫路段長(zhǎng)度對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響。
【專(zhuān)利說(shuō)明】出行擁堵概率的估計(jì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及交通運(yùn)狀況行評(píng)價(jià)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種出行擁堵概率的估計(jì)方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)城市化、現(xiàn)代化、機(jī)動(dòng)化的同步快速發(fā)展，以及城市人口迅速增長(zhǎng)，機(jī)動(dòng) 車(chē)保有量增長(zhǎng)迅猛等原因，導(dǎo)致交通擁堵日益嚴(yán)重。及時(shí)、準(zhǔn)確了解交通運(yùn)行情況是制定相 關(guān)政策的依據(jù)，對(duì)交通運(yùn)行狀況認(rèn)識(shí)以及定量衡量是規(guī)劃、管理等各項(xiàng)交通工作的前提。對(duì) 交通運(yùn)行狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)可以指導(dǎo)人們安排出行計(jì)劃以及出行路徑。隨著交通工作的精細(xì) 化，對(duì)交通系統(tǒng)運(yùn)行評(píng)價(jià)的需求，已經(jīng)從整體全路網(wǎng)，擴(kuò)展到分區(qū)域、分道路等級(jí)，分出行方 式的多層次需求。
[0003] 現(xiàn)用的交通運(yùn)行評(píng)價(jià)方法主要分為兩類(lèi)：1、均值類(lèi)，包括均速、旅行時(shí)間指數(shù) (TTI)、冗余時(shí)間比等；2、嚴(yán)重?fù)矶骂?lèi)，包括嚴(yán)重?fù)矶吕锍瘫壤?、?yán)重?fù)矶氯藬?shù)比等。前者求 平均會(huì)將嚴(yán)重?fù)矶缕交?，無(wú)法體現(xiàn)嚴(yán)重?fù)矶聦?duì)交通運(yùn)行評(píng)價(jià)的突出影響，在應(yīng)用中表現(xiàn) 為路段越長(zhǎng)對(duì)擁堵越不敏感，長(zhǎng)路段相對(duì)短路段高峰時(shí)段的擁堵評(píng)價(jià)偏低，不同長(zhǎng)度道路 評(píng)價(jià)結(jié)果不具可比性。其原因在于對(duì)出行感受貢獻(xiàn)最大的是嚴(yán)重?fù)矶虏糠?，也即擁堵分?的最右端，車(chē)輛擁堵程度的概率分布存在多樣性，求均值無(wú)法反映分布最右端所占比例的 變化。后者存在同樣問(wèn)題，路段長(zhǎng)度越長(zhǎng)判決為嚴(yán)重?fù)矶碌母怕试叫?，路網(wǎng)嚴(yán)重?fù)矶卤壤?小。同時(shí)由于后者根據(jù)路段均速判決擁堵，當(dāng)路段數(shù)較少時(shí)導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果波動(dòng)大，限制了其 對(duì)公路、小區(qū)域評(píng)價(jià)的應(yīng)用。如果對(duì)全路網(wǎng)和小區(qū)域分別用兩種方法評(píng)價(jià)，會(huì)帶來(lái)后繼對(duì)比 分析的困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種出行擁堵概率的估計(jì)方法，主要目的在于，擺脫 路段長(zhǎng)度對(duì)交通運(yùn)行評(píng)價(jià)結(jié)果的影響。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要提供如下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種出行擁堵概率的估計(jì)方法，包括如下步驟：
[0007] 根據(jù)獲取的交通數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)目標(biāo)路網(wǎng)內(nèi)每一路段內(nèi)車(chē)輛樣本的旅行時(shí)間指數(shù)在不 同的路段平均速度下的概率分布，旅行時(shí)間指數(shù)為路段自由流速度與車(chē)輛樣本實(shí)際速度的 比值；
[0008] 將各路段內(nèi)車(chē)輛的旅行時(shí)間指數(shù)分布建模為對(duì)數(shù)正態(tài)分布z?1η (μ , σ 2)，根據(jù) 統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)該對(duì)數(shù)正態(tài)分布的參數(shù)^和〇2進(jìn)行最大似然估計(jì)，結(jié)果如下：
[0009]

【權(quán)利要求】
1. 出行擁堵概率的估計(jì)方法，其特征在于，包括如下步驟： 根據(jù)獲取的交通數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)目標(biāo)路網(wǎng)內(nèi)每一路段內(nèi)車(chē)輛樣本的旅行時(shí)間指數(shù)在不同的 路段平均速度下的概率分布，旅行時(shí)間指數(shù)為路段自由流速度與車(chē)輛樣本實(shí)際速度的比 值； 將各路段內(nèi)車(chē)輛樣本的旅行時(shí)間指數(shù)分布建模為對(duì)數(shù)正態(tài)分布Z?In(i!，〇2)，對(duì)該 對(duì)數(shù)正態(tài)分布的參數(shù)U和C2進(jìn)行最大似然估計(jì)，結(jié)果如下：
，N為路段內(nèi)車(chē)輛樣本數(shù)，Zi為第i個(gè)車(chē)輛樣本的旅行時(shí) 間指數(shù)值； 對(duì)不同平均速度下ii和〇2的關(guān)系進(jìn)行最小二乘擬合，得到的ii與平均車(chē)速E(V)及 〇 2與平均車(chē)速E(V)的函數(shù)關(guān)系，確定各路段旅行時(shí)間指數(shù)概率分布的速變系數(shù)； 在給定時(shí)刻，根據(jù)第i條路段的實(shí)時(shí)平均速度和速變系數(shù)獲得對(duì)應(yīng)的U和〇2,從而獲 得旅行時(shí)間指數(shù)的概率密度函數(shù)fi(z)，以路段內(nèi)的車(chē)輛數(shù)Pi為權(quán)值對(duì)路段車(chē)輛旅行時(shí)間 指數(shù)密度函數(shù)加權(quán)獲得目標(biāo)路網(wǎng)車(chē)輛旅行時(shí)間指數(shù)的概率密度函數(shù)P(z)，
M為路網(wǎng)內(nèi)的路段數(shù)； 目標(biāo)路網(wǎng)旅行時(shí)間指數(shù)的概率密度函數(shù)P(z)對(duì)應(yīng)的累積概率分布函數(shù)為P(Z)，則該 目標(biāo)路網(wǎng)輕度擁堵的概率P1、中度擁堵的概率P2和嚴(yán)重?fù)矶碌母怕蔖3分別為：
式中，Ii1為暢通與輕度擁堵的劃分閾值，h2為輕度擁堵與中度擁堵的劃分閾值，h3為中 度擁堵與嚴(yán)重?fù)矶碌膭澐珠撝怠?br> 2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的出行擁堵概率的估計(jì)方法，其特征在于，旅行時(shí)間指數(shù)的公 式為
式中Zi為第i個(gè)車(chē)輛樣本的旅行時(shí)間指數(shù)值，Vi為第i個(gè)車(chē)輛樣本的實(shí)際速度，Vf為 該路段的自由流速度，其中Vi的取值為采樣時(shí)刻該車(chē)輛樣本的瞬時(shí)速度或該車(chē)輛樣本的片 段速度，所述片段速度為設(shè)定采樣時(shí)間間隔內(nèi)樣本的平均速度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的出行擁堵概率的估計(jì)方法，其特征在于，U與E(V)的對(duì)數(shù)函 數(shù)關(guān)系式表達(dá)為U=al〇gE(v)+b;〇2與E(V)的指數(shù)函數(shù)關(guān)系式表達(dá)為〇2 =cedE(v)。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104268415SQ201410521360
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】張彭, 郭繼孚 申請(qǐng)人:北京交通發(fā)展研究中心