專利名稱：一種城市道路交通狀態(tài)不均衡度檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種城市道路交通狀態(tài)不均衡度檢測方法，用于城市道路交通管理與控制，屬于智能交通研究領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
科學合理地檢測評價城市道路交通狀態(tài)不均衡度，有助于交通管理者全面了解道路交通運行狀況，深入挖掘潛在道路資源，為均衡分配道路資源，誘導交通流合理運行提供數(shù)據(jù)支撐與決策依據(jù)。交通狀態(tài)的評估是表征交通流運行擁擠程度，實施交通管理與控制措施的基礎(chǔ)。從20世紀80年代至今，城市道路交通狀態(tài)檢測判別技術(shù)取得了許多進展，國內(nèi)外學者提出了大量的表征指標、描述模型與計算方法，如道路服務(wù)水平和道路擁擠度/區(qū)域交通狀態(tài)判別模型和區(qū)域交通狀態(tài)時空分層模型等。但是這些指標和模型大多針對單個路段、交叉口或路網(wǎng)交通擁擠程度的檢測和判別，而忽視了整個路網(wǎng)交通狀態(tài)不平衡性、不均衡度的檢測和評價。路網(wǎng)交通流的不均衡性，導致不同區(qū)域交通擁堵狀況迥異，雖然總體交通運行狀態(tài)相同，但各區(qū)域的交通狀態(tài)差異性較大。因此，為了更好的反映路網(wǎng)交通運行狀態(tài)，挖掘非擁堵區(qū)域的道路資源，更快地疏導擁堵區(qū)域交通流，更好地引導城市道路交通資源均衡發(fā)展，迫切需要獲取城市道路交通狀態(tài)不均衡度信息，建立城市道路交通狀態(tài)不均衡度的檢測和確定方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種城市道路交通狀態(tài)不均衡度檢測方法。該方法的基本思想是以路網(wǎng)下各個路段和交叉口的交通狀態(tài)指標構(gòu)造一個反映道路交通狀態(tài)不均衡度的指標——交通狀態(tài)均衡系數(shù)，利用交通狀態(tài)均衡系數(shù)確定道路交通狀態(tài)不均衡度。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的城市道路交通狀態(tài)不均衡度檢測方法包括:選擇并計算得到路網(wǎng)下各個路段和交叉口交通狀態(tài)指標、定義道路交通狀態(tài)均衡系數(shù)、計算路段和交叉口交通狀態(tài)均衡系數(shù)以及計算路網(wǎng)交通狀態(tài)均衡系數(shù)，并根據(jù)均衡系數(shù)確定交叉口不均衡度。本方法的基本步驟如下:
1.一種城市道路交通狀態(tài)不均衡度檢測方法，其特征在于該方法包括以下步驟:
Cl、選擇并計算得到城市路網(wǎng)各個路段和交叉口交通狀態(tài)指標；
c2、定義表征城市道路交通狀態(tài)不均衡度的指標；
c3、由各個路段和交叉口的交通狀態(tài)指標，計算道路交通狀態(tài)不均衡度；
c4、確定路網(wǎng)交通狀態(tài)不均衡度。步驟Cl的過程包括:
Cl 1、選取路段和交叉口交通狀態(tài)指標，路段交通狀態(tài)指標采用交通擁堵指數(shù)/，交叉口交通狀態(tài)指標采用交叉口飽和度I ；
cl2、采集路段交通擁堵指數(shù)/所需交通流數(shù)據(jù):信息發(fā)布間隔內(nèi)表征路段i的檢測斷面交通流的平均速度和平均時間占有率又叉口飽和度X所需交通流數(shù)據(jù):交叉口左相
位J'進口車道實際交通量、飽和流率S7.、綠燈時間S卻和交叉口信號周期C。c 13、計算路網(wǎng)每個路段和交叉口的交通狀態(tài)指標。①設(shè)定速度與速度擁堵指數(shù)的關(guān)系呈線性關(guān)系，且速度的最小值(O)和最大值( )對應速度擁堵指數(shù)分別為1、0 ;路段i的速度擁堵指數(shù)的計算公式為:
權(quán)利要求
1.一種城市道路交通狀態(tài)不均衡度檢測方法，其特征在于該方法包括以下步驟: Cl、選擇并計算得到城市路網(wǎng)各個路段和交叉口交通狀態(tài)指標； c2、定義表征城市道路交通狀態(tài)不均衡度的指標； c3、由各個路段和交叉口的交通狀態(tài)指標，計算道路交通狀態(tài)不均衡度； c4、確定路網(wǎng)交通狀態(tài)不均衡度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市道路交通狀態(tài)不均衡度檢測方法，其特征在于，步驟Cl的過程包括: ClU選取路段和交叉口交通狀態(tài)指標，路段交通狀態(tài)指標采用交通擁堵指數(shù)J,交叉口交通狀態(tài)指標采用交叉口飽和度I ；cl2、采集路段交通擁堵指數(shù)/所需交通流數(shù)據(jù):信息發(fā)布間隔內(nèi)表征路段i的檢測斷面交通流的平均速度和平均時間占有率Of ;交叉口飽和度Z所需交通流數(shù)據(jù):交叉口左相位J進口車道實際交通量^!‘、飽和流率5^.、綠燈時間和交叉口信號周期c ； cl3、計算路網(wǎng)每個路段和交叉口的交通狀態(tài)指標； ①設(shè)定速度與速度擁堵指數(shù)的關(guān)系呈線性關(guān)系，且速度的最小值ο和最大值對應速度擁堵指數(shù)分別為1、0 ;路段i的速度擁堵指數(shù)的計算公式為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市道路交通狀態(tài)不均衡度檢測方法，其特征在于，步驟c2具體是:定義路網(wǎng)交通狀態(tài)均衡系數(shù)MlM3表示路網(wǎng)所有路段或交叉口中，處于非均衡狀態(tài)的那部分路段/交叉口交通狀態(tài)指標占總路段/交叉口交通狀態(tài)指標的百分比，是判斷路網(wǎng)交通均衡程度及路網(wǎng)整體交通狀況的指標，其值在O到I之間；越接近O就表明路網(wǎng)交通狀態(tài)越是趨向均衡，路網(wǎng)整體交通狀況均衡穩(wěn)定；反之，不同路段或交叉口的交通狀態(tài)存在明顯差異，路網(wǎng)局部交通擁堵嚴重，而其它區(qū)域交通運行順暢；路網(wǎng)交通狀態(tài)均衡系數(shù)M取決于路段交通狀態(tài)均衡系數(shù)IG和交叉口交通狀態(tài)均衡系數(shù)(7G。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的城市道路交通狀態(tài)不均衡度檢測方法，其特征在于:路段交通狀態(tài)均衡系數(shù)M定義為: 對于路段，用路段擁堵指數(shù)表示路段交通擁堵狀況；根據(jù)各個路段的交通擁堵指數(shù)，從交通擁堵指數(shù)最低的路段開始排列，一直到擁堵指數(shù)最高的路段，可以得到由路段百分比對應各個路段百分比的交通擁堵指數(shù)百分比的點組成的曲線，稱為均衡系數(shù)曲線，實際路段交通狀態(tài)均衡系數(shù)曲線由實際道路的路段擁堵指數(shù)一路段分布曲線積分而來，用C7表示；橫軸Z代表路段數(shù)比例，該比例從低擁堵指數(shù)路段開始計算，到100%時才涵蓋交通擁堵指數(shù)最高的路段，縱軸代表該比例的路段擁堵指數(shù)之和占所有路段總擁堵指數(shù)的比例；絕對均衡狀態(tài)，即每條路段的擁堵指數(shù)相同，此時，低擁堵指數(shù)路段數(shù)占總路段數(shù)的百分比等于其擁堵指數(shù)之和占總擁堵指數(shù)的百分比，絕對均衡狀態(tài)下均衡系數(shù)曲線為直線，用G表示；絕對不均衡狀態(tài)，即只有一條路段非常擁堵，且擁堵指數(shù)為1，其它路段完全暢通，擁堵指數(shù)都為0，絕對不均衡狀態(tài)下均衡系數(shù)曲線為折線，用^表示-'C1和^之間的差距越小，交通擁堵狀況越均衡； IG即為C1和C2間面積與C2和C3間面積之比；均衡系數(shù)越小，C7和C2越接近，反映交通擁堵狀況越平均；反之，均衡系數(shù)越大，C1和^越遠離，反映交通擁堵狀況集中在部分路段上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的城市道路交通狀態(tài)不均衡度檢測方法，其特征在于:交叉口交通狀態(tài)均衡系數(shù)CrG定義為: 對于交叉口，用交叉口飽和度表示交叉口交通擁堵狀況；根據(jù)各個交叉口的飽和度，從飽和度最低的交叉口開始排列，一直到飽和度最高的交叉口，可以得到由交叉口百分比對應各個交叉口百分比的飽和度百分比的點組成的曲線，稱為均衡系數(shù)曲線，實際交叉口交通狀態(tài)均衡系數(shù)曲線由實際道路交叉口飽和度一交叉口分布曲線積分而來，用&表示；同樣，橫軸^代表交叉口數(shù)比例，該比例從低飽和度交叉口開始計算，到ioo%時才涵蓋飽和度最高的交叉口，縱軸代表該比例的交叉口飽和度之和占所有交叉口總飽和度的比率；絕對均衡狀態(tài)，即每個交叉口的飽和度相同，此時，低飽和度交叉口數(shù)占總交叉口數(shù)的百分比等于其飽和度之和占總飽和度的百分比，絕對均衡狀態(tài)下交叉口均衡系數(shù)曲線為直線，用&表示；絕對不均衡狀態(tài)，即只有一個交叉口非常擁堵，且飽和度為1，其它交叉口完全暢通，飽和度都為0，此時交叉口均衡系數(shù)曲線為折線，用^表示'C1和G之間的差距越小，交通擁堵狀況越均衡； CfG即為C1和C2間面積與C2和C3間面積之比；均衡系數(shù)越小，C7和C2越接近，反映交通擁堵狀況越均衡；反之，均衡系數(shù)越大，C1和^越遠離，反映交通擁堵集中在部分交叉口上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市道路交通狀態(tài)不均衡度檢測方法，其特征在于，步驟c3的計算過程包括:c31、計算路段交通狀態(tài)均衡系數(shù)尺G 首先計算C2和C3間面積,結(jié)果為1/2 ;其次通過計算C1和C3間面積來計算C1和C2間面積；由于q是一條不規(guī)則的曲線，無法直接計算C1和C3間面積，因此采用近似梯形的面積來代替；將路網(wǎng)下所有路段按擁堵指數(shù)由低到高順序排列，分為擁堵指數(shù)相等的/7組，從第I組到第I組路段累積擁堵指數(shù)占全部路段總擁堵指數(shù)的比重為IF1,以累計到第I組的比重Iirl為下底，累計到第7-1的比重Ifl !為上底，以每組路段占全部路段的比例即Vn為高，計算一個個小梯形的面積，并加總，即得到近似C1和C3間的面積:
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市道路交通狀態(tài)不均衡度檢測方法，其特征在于，步驟c4的具體過程包括:c41、等級劃分將路網(wǎng)均衡系數(shù)細] 劃分為5個等級，用以評價路網(wǎng)交通擁堵程度的均衡性； 路網(wǎng)均衡系數(shù)纖]!等級劃分表
全文摘要
本發(fā)明提供了一種城市道路交通狀態(tài)不均衡度檢測方法?，F(xiàn)有城市道路交通狀態(tài)檢測判別技術(shù)大多針對交通擁擠程度的判別，而忽視了整個路網(wǎng)交通狀態(tài)的不平衡性。本發(fā)明的基本思想是用路網(wǎng)下各個路段和交叉口的交通狀態(tài)指標構(gòu)造交通狀態(tài)均衡系數(shù)，繼而確定道路交通狀態(tài)不均衡度，包括選擇并計算路網(wǎng)下各個路段和交叉口交通狀態(tài)指標、定義道路交通狀態(tài)均衡系數(shù)、計算路段/交叉口以及路網(wǎng)交通狀態(tài)均衡系數(shù)，并根據(jù)均衡系數(shù)額劃分等級確定交叉口不均衡度。本發(fā)明彌補了原始交通狀態(tài)判別方法技術(shù)的不足，有助于全面檢測和評價城市道路交通運行狀況，深入挖掘潛在道路資源，為均衡分配道路資源，誘導交通流合理運行提供數(shù)據(jù)支撐與決策依據(jù)。
文檔編號G08G1/01GK103198658SQ201310097388
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者金盛, 付鳳杰, 王殿海, 馬東方, 湯月華 申請人:浙江大學