一種基于交通擁堵時(shí)空總量的交通擁堵測(cè)定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于交通擁堵時(shí)空總量的交通擁堵測(cè)定方法。本發(fā)明首先根據(jù)道路等級(jí)及實(shí)際需求將道路分割為若干路段，并計(jì)算各路段的行程車速、流量、出行時(shí)間比值、飽和度。其次根據(jù)路段出行時(shí)間比值和飽和度，構(gòu)建路段交通運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用該標(biāo)準(zhǔn)判定每個(gè)路段的交通運(yùn)行狀態(tài)。然后計(jì)算各等級(jí)道路的綜合權(quán)重，對(duì)統(tǒng)計(jì)范圍中單位時(shí)間內(nèi)處于擁堵?tīng)顟B(tài)的路段進(jìn)行加權(quán)累積獲得統(tǒng)計(jì)范圍單位時(shí)間的擁堵時(shí)空總量。最后累積單位時(shí)間內(nèi)的擁堵時(shí)空總量獲取統(tǒng)計(jì)時(shí)間段的交通擁堵時(shí)空總量。本發(fā)明基于海量連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)了城市交通運(yùn)行狀態(tài)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)；提出交通擁堵時(shí)空總量，從微觀、中觀、宏觀角度同時(shí)對(duì)交通擁堵?tīng)顟B(tài)進(jìn)行測(cè)定。
【專利說(shuō)明】一種基于交通擁堵時(shí)空總量的交通擁堵測(cè)定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于交通擁堵定量分析與測(cè)定【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種利用城市交通出行的 時(shí)間、空間特性，對(duì)交通擁堵進(jìn)行綜合、定量、科學(xué)測(cè)定的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市化、機(jī)動(dòng)化水平的不斷提高，交通擁堵已成為世界各大城市普遍面臨的 棘手問(wèn)題。城市交通是一個(gè)動(dòng)態(tài)、開(kāi)放、綜合的巨大系統(tǒng)，供求關(guān)系復(fù)雜，而交通擁堵的產(chǎn) 生、演化和消散更是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程。全面客觀的測(cè)定交通擁堵程度、實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的掌握交通擁 堵態(tài)勢(shì)，是深入分析、研究交通擁堵治理的重要基礎(chǔ)和前提。
[0003] 傳統(tǒng)的城市交通擁堵測(cè)定多使用流量、車速、延誤、服務(wù)水平等指標(biāo)，或人為設(shè)定 擁堵閾值，此類方法主要存在以下問(wèn)題：
[0004] 1)人為設(shè)定擁堵閾值、人工判斷擁堵程度缺乏科學(xué)依據(jù)；
[0005] 2)主要側(cè)重于微觀、局部的擁堵測(cè)定，缺乏針對(duì)整體交通擁堵程度的監(jiān)測(cè)和評(píng) 定；
[0006] 3)主要側(cè)重?fù)矶侣范蔚募磿r(shí)發(fā)布，較少涉及長(zhǎng)期城市交通運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)；
[0007] 4)無(wú)法用一個(gè)指標(biāo)，從微觀、中觀、宏觀同時(shí)對(duì)交通擁堵?tīng)顟B(tài)進(jìn)行測(cè)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 有鑒于上述現(xiàn)有的交通擁堵測(cè)定方法存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種新穎的、能 全面科學(xué)測(cè)定交通擁堵?tīng)顟B(tài)的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0009]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了以下解決方案：
[0010] 1)根據(jù)道路等級(jí)及實(shí)際需求將道路分割為若干路段。
[0011] 2)計(jì)算單位時(shí)間At內(nèi)各路段的行程車速、流量。
[0012] 3)計(jì)算單位時(shí)間At內(nèi)各路段的出行時(shí)間比值、飽和度。所述出行時(shí)間比值為路 段當(dāng)前車速與暢行車速的比值，其中暢行車速為低交通量條件下的車輛行駛速度；所述飽 和度為路段當(dāng)前流量與道路通行能力的比值。
[0013] 4)根據(jù)路段出行時(shí)間比值和飽和度，按組內(nèi)差異盡可能小、組間差異盡可能大的 原則聚類分析構(gòu)建路段交通運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用該標(biāo)準(zhǔn)判定每個(gè)路段的交通運(yùn)行狀態(tài) (分為暢通、基本暢通、輕度擁堵、中度擁堵、嚴(yán)重?fù)矶挛鍌€(gè)等級(jí)）。
[0014] 5)計(jì)算各等級(jí)道路的綜合權(quán)重k。
[0015] 6)對(duì)統(tǒng)計(jì)范圍中單位時(shí)間At內(nèi)處于擁堵?tīng)顟B(tài)的路段進(jìn)行加權(quán)累積獲得統(tǒng)計(jì)范 圍單位時(shí)間的擁堵時(shí)空總量。
[0016]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于交通擁堵時(shí)空總量的交通擁堵測(cè)定方法，其特征在于該方法包括如下步 驟： 1) 根據(jù)道路等級(jí)及實(shí)際需求將道路分割為若干路段； 2) 計(jì)算單位時(shí)間At內(nèi)各路段的行程車速、流量； 3) 計(jì)算單位時(shí)間At內(nèi)各路段的出行時(shí)間比值、飽和度；所述出行時(shí)間比值為路段當(dāng) 前車速與暢行車速的比值，其中暢行車速為低交通量條件下的車輛行駛速度；所述飽和度 為路段當(dāng)前流量與道路通行能力的比值； 4) 根據(jù)路段出行時(shí)間比值和飽和度，按組內(nèi)差異盡可能小、組間差異盡可能大的原則 聚類分析構(gòu)建路段交通運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用該標(biāo)準(zhǔn)判定每個(gè)路段的交通運(yùn)行狀態(tài)，分 為暢通、基本暢通、輕度擁堵、中度擁堵、嚴(yán)重?fù)矶挛鍌€(gè)等級(jí)； 5) 計(jì)算各等級(jí)道路的綜合權(quán)重k; 6) 對(duì)統(tǒng)計(jì)范圍中單位時(shí)間At內(nèi)處于擁堵?tīng)顟B(tài)的路段進(jìn)行加權(quán)累積獲得統(tǒng)計(jì)范圍單 位時(shí)間的擁堵時(shí)空總量；
其中匕、1^2、1^、1^分別為快速路、主干路、次干路、支路的道路權(quán)重，1^、1 2^、1^、1^分 別為快速路、主干路、次干路、支路處于嚴(yán)重?fù)矶聽(tīng)顟B(tài)下的路段長(zhǎng)度，n1;i、n2;i、分別 為快速路、主干路、次干路、支路處于嚴(yán)重?fù)矶聽(tīng)顟B(tài)下的路段車道數(shù)，m2、％、m4分別為快 速路、主干路、次干路、支路處于嚴(yán)重?fù)矶聽(tīng)顟B(tài)下的路段總數(shù)； 7) 累積單位時(shí)間內(nèi)的擁堵時(shí)空總量獲取統(tǒng)計(jì)時(shí)間段的交通擁堵時(shí)空總量； t TST (S) = YjTST ^ti) i-1 其中t為統(tǒng)計(jì)時(shí)間段，Ati為統(tǒng)計(jì)時(shí)間段t內(nèi)第i個(gè)單位時(shí)間At。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于交通擁堵時(shí)空總量的交通擁堵測(cè)定方法，其特征在 于：所述步驟1)采用梯次劃分法：第一梯次以道路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)為劃分依據(jù)，第二梯次以合適的 路段長(zhǎng)度為劃分依據(jù)；對(duì)于快速路，先以匝道、互通立交為分割節(jié)點(diǎn)，路段過(guò)長(zhǎng)可繼續(xù)打斷， 路段劃分宜以500-1000米為基本長(zhǎng)度；對(duì)于主次干路、支路，先以燈控路口為分割節(jié)點(diǎn)，路 段過(guò)長(zhǎng)可繼續(xù)以非燈控路口、重要人行道為分割節(jié)點(diǎn)，路段劃分宜以300-500米為基本長(zhǎng) 度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于交通擁堵時(shí)空總量的交通擁堵測(cè)定方法，其特征在 于：步驟2)根據(jù)車輛GPS數(shù)據(jù)或車牌識(shí)別數(shù)據(jù)計(jì)算獲得各路段的行車車速、流量數(shù)據(jù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于交通擁堵時(shí)空總量的交通擁堵測(cè)定方法，其特征在 于：步驟3)暢行車速是在路段行程車速的海量歷史數(shù)據(jù)中，選擇行程車速最大的前15%樣 本的均值作為該路段的暢行車速；通行能力按照相應(yīng)規(guī)范計(jì)算取值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于交通擁堵時(shí)空總量的交通擁堵測(cè)定方法，其特征在 于：步驟4)中路段交通運(yùn)行狀態(tài)判別標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建步驟如下： a)采用K-means算法，分別對(duì)出行時(shí)間比值和飽和度進(jìn)行聚類分析，得出各等級(jí)道路 的擁堵、一般、暢通三級(jí)擁堵測(cè)定閾值；若兩次結(jié)果的聚類中心差異小于5%，認(rèn)為聚類結(jié) 果基本可信； 其中，聚類分析初始設(shè)定如下：
b)根據(jù)出行時(shí)間比值、飽和度的擁堵測(cè)定閾值，形成各道路等級(jí)的五級(jí)擁堵測(cè)定：
分別為嚴(yán)重?fù)矶?、中度擁堵、輕度擁堵、暢通、非常暢通。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于交通擁堵時(shí)空總量的交通擁堵測(cè)定方法，其特征在 于：步驟5)中道路的綜合權(quán)重k為道路經(jīng)過(guò)的車輛數(shù)與路網(wǎng)內(nèi)總車輛數(shù)的比值，可按照道 路等級(jí)、地域、時(shí)間段進(jìn)行差異化構(gòu)建。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于交通擁堵時(shí)空總量的交通擁堵測(cè)定方法，其特征在 于：步驟6)選取處于"嚴(yán)重?fù)矶?的路段作為路網(wǎng)擁堵時(shí)空總量數(shù)據(jù)源，統(tǒng)計(jì)范圍包括道 路、核心區(qū)、片區(qū)、主城區(qū)、市域等不同空間粒度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于交通擁堵時(shí)空總量的交通擁堵測(cè)定方法，其特征在 于：步驟7)中統(tǒng)計(jì)時(shí)間段可包括高峰、日、周、月、季、年等不同時(shí)間粒度。
【文檔編號(hào)】G08G1/01GK104318773SQ201410612777
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】高楊斌, 裴洪雨, 王娜, 鄭瑾, 梁麗娟 申請(qǐng)人:杭州市綜合交通研究中心