本發(fā)明涉及一種交通分析方法，尤其涉及一種多級路網(wǎng)路段交通容量確定方法。

背景技術(shù)：

在交通領(lǐng)域中，路網(wǎng)的交通容量是分析路網(wǎng)平衡以及交通協(xié)調(diào)的關(guān)鍵要素之一，現(xiàn)有技術(shù)中，對于路網(wǎng)的交通容量確定方法包括時空消耗法、線性規(guī)劃法、割集法、交通分配模擬法、供應(yīng)分析法以及狹義路網(wǎng)容量分析方法等，但是現(xiàn)有方法中一般是基于理論模型，其局限性和適用范圍小，而且最終分析的結(jié)果不準(zhǔn)確，尤其是在多級路網(wǎng)中，現(xiàn)有的方法不能使用，即使通過對路網(wǎng)進(jìn)行理想化分析，其結(jié)果極為不準(zhǔn)確，不能用到實(shí)際的交通管理中。

因此，為了解決上述技術(shù)問題，亟需提出一種新的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種多級路網(wǎng)路段交通容量確定方法，能夠?qū)Χ嗉壜肪W(wǎng)的交通容量進(jìn)行準(zhǔn)確計算并得出精確的結(jié)果，并且能夠提高使用范圍。

本發(fā)明提供的一種一種多級路網(wǎng)路段交通容量確定方法，包括如下步驟：

s1.獲取路網(wǎng)中的道路分布狀況，包括：

將路網(wǎng)劃分為m個路段，以x表示路段集合，其中，x＝(x1，x2，…，xj，…xm)，j＝1,2,…，m,且路網(wǎng)按照不同的設(shè)計速度進(jìn)行路段劃分；

將第j個路段xj劃分為n個坡段，以y表示坡段集合，以z表示坡長集合，其中，y＝(y1，y2，…，yk，…yn)，z＝(z1，z2，…，zk，…zn)，k＝1,2，…，n；

s2.分別計算第j各路段達(dá)到最大功效時的路段容量qj，其中：

其中，表示第k各坡段在道路處于最大功效時的最佳車輛密度；

s3.根據(jù)路段容量qj計算整個路網(wǎng)的容量q：

進(jìn)一步，步驟s2中，通過如下方法確定最佳車輛密度

s21.建立第一交通效能模型：

對第一交通效能模型的等式兩邊分別對k求導(dǎo)得：

當(dāng)時道路的交通效能最大，此時可得：其中，kj為阻塞密度，vf為自由流速度，α和β分別為交通密度和區(qū)間平均車速在交通流中所占的權(quán)重；

s22.建立第二交通效能模型：

對第二交通效能模型的等式兩端分別對k求導(dǎo)得：

當(dāng)時道路的交通效能最大，此時可得：其中，kj為阻塞密度，vf為自由流速度，km為最大流量時的密度；

s23.根據(jù)第一交通效能模型和第二交通效能模型得出的密度值k組成取值范圍，即在該取值范圍內(nèi)進(jìn)行取值，即：

進(jìn)一步，通過如下方法確定阻塞密度kj：

s210.獲取道路參數(shù)，包括第j路段的摩擦系數(shù)φj、平均車輛長度跟蹤車的車速v2、前導(dǎo)車的車速v1、跟蹤車停下時車頭與前導(dǎo)車車尾的最小距離、以及第j路段的坡度sj；

s211.建立在跟蹤車不與前導(dǎo)車發(fā)生追尾條件下跟蹤車與前導(dǎo)車最小車尾間距模型，并根據(jù)道路參數(shù)計算跟蹤車與前導(dǎo)車最小車尾間距d，其中：

其中，tr為跟蹤車的反應(yīng)時間；

s213.根據(jù)如下公式計算阻塞密度kj：

進(jìn)一步，步驟s210中，通過如下方法獲取平均車輛長度

獲取第j路段的車輛種類c、第q種車輛的長度lq以及第q種車輛占第j路段總交通量的比例pq，并根據(jù)如下公式計算平均車輛長度

本發(fā)明的有益效果：通過本發(fā)明，在多級路網(wǎng)交通容量的分析過程中充分考慮了路網(wǎng)自身的屬性以及車輛的屬性，從而能夠有效確保最終交通容量的計算結(jié)果的精確性，而且在分析過程中將路網(wǎng)進(jìn)行相應(yīng)的分段處理，從而有效提高了本發(fā)明的適應(yīng)性，有效去除了現(xiàn)有方法所存在的局限性，能夠?yàn)榻煌ü芾硖峁?zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1為本發(fā)明的流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1為本發(fā)明的流程圖，如圖所示，本發(fā)明提供的一種一種多級路網(wǎng)路段交通容量確定方法，包括如下步驟：

s1.獲取路網(wǎng)中的道路分布狀況，包括：

將路網(wǎng)劃分為m個路段，以x表示路段集合，其中，x＝(x1，x2，…，xj，…xm)，j＝1,2,…，m,且路網(wǎng)按照不同的設(shè)計速度進(jìn)行路段劃分；

將第j個路段xj劃分為n個坡段，以y表示坡段集合，以z表示坡長集合，其中，y＝(y1，y2，…，yk，…yn)，z＝(z1，z2，…，zk，…zn)，k＝1,2，…，n；

s2.分別計算第j各路段達(dá)到最大功效時的路段容量qj，其中：

其中，表示第k各坡段在道路處于最大功效時的最佳車輛密度；

s3.根據(jù)路段容量qj計算整個路網(wǎng)的容量q：通過本發(fā)明，在多級路網(wǎng)交通容量的分析過程中充分考慮了路網(wǎng)自身的屬性(即道路的等級、坡度以及摩擦系數(shù))以及車輛的屬性，從路網(wǎng)的實(shí)際角度出發(fā)進(jìn)行分析，從而能夠有效確保最終交通容量的計算結(jié)果的精確性，而且在分析過程中將路網(wǎng)進(jìn)行相應(yīng)的分段處理，從而有效提高了本發(fā)明的適應(yīng)性，尤其適用于路網(wǎng)復(fù)雜的交通容量分析，有效去除了現(xiàn)有方法所存在的局限性，能夠?yàn)榻煌ü芾硖峁?zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

本實(shí)施例中，步驟s2中，通過如下方法確定最佳車輛密度

s21.建立第一交通效能模型：

對第一交通效能模型的等式兩邊分別對k求導(dǎo)得：

當(dāng)時道路的交通效能最大，此時可得：其中，kj為阻塞密度，vf為自由流速度，α和β分別為交通密度和區(qū)間平均車速在交通流中所占的權(quán)重；

s22.建立第二交通效能模型：

對第二交通效能模型的等式兩端分別對k求導(dǎo)得：

當(dāng)時道路的交通效能最大，此時可得：其中，kj為阻塞密度，vf為自由流速度，即不同道路等級條件下的設(shè)計速度，km為最大流量時的密度；

s23.根據(jù)第一交通效能模型和第二交通效能模型得出的密度值k組成取值范圍，即在該取值范圍內(nèi)進(jìn)行取值，即：其中，第i路段的最佳密度值為α、β由交通密度k與區(qū)間平均車速v在交通流中所占的權(quán)重，在交通流中，平均車速的權(quán)重大，那么交通密度的權(quán)重會減小，如果平均車速的權(quán)重變小，那么交通密度的權(quán)重增大，通過這種方法，在交通容量的計算過程中考慮到了道路的最大功效性，為準(zhǔn)確分析多級路網(wǎng)的交通量提供保障。

本實(shí)施例中，通過如下方法確定阻塞密度kj：

s210.獲取道路參數(shù)，包括第j路段的摩擦系數(shù)φj、平均車輛長度跟蹤車的車速v2、前導(dǎo)車的車速v1、跟蹤車停下時車頭與前導(dǎo)車車尾的最小距離、以及第j路段的坡度sj；

s211.建立在跟蹤車不與前導(dǎo)車發(fā)生追尾條件下跟蹤車與前導(dǎo)車最小車尾間距模型，并根據(jù)道路參數(shù)計算跟蹤車與前導(dǎo)車最小車尾間距d，其中：

其中，tr為跟蹤車的反應(yīng)時間；

s213.根據(jù)如下公式計算阻塞密度kj：通過上述方法，能夠準(zhǔn)確確定交通阻塞密度，利于本發(fā)明的結(jié)果的精確性。

本實(shí)施例中，步驟s210中，通過如下方法獲取平均車輛長度獲取第j路段的車輛種類c、第q種車輛的長度lq以及第q種車輛占第j路段總交通量的比例pq，并根據(jù)如下公式計算平均車輛長度通過這種方法，能夠快速且準(zhǔn)確地計算平均車輛長度，為后續(xù)的計算提供保障。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。