[发明专利]基于浮动车数据的宏观路网交通状态评价方法

说明书

技术领域

本发明属于宏观交通流领域，具体涉及一种宏观路网交通状态评价方法。

背景技术

经济的快速发展和出行观念的变化，使得城市交通系统运行中的不确定因素越来越多， 矛盾越来越复杂，其中最突出的表现就是交通拥堵。交通拥堵直接导致了延误、燃料消耗、 环境污染、车辆损耗以及交通事故等问题的增长，而这些问题将产生巨大的社会成本。当 前，各大城市的交通拥堵已经成为困扰我国城市健康发展的重大难题，如何保证交通系统 的健康运行，最大限度地发挥它的城市载体功能，是新形势下城市交通发展面临的一个严 峻课题。不同频率和程度的交通拥堵会导致路网的运行状态产生巨大的差异，单纯的扩充 容量和增加通行能力的方法已经被证明不能从根本上解决问题。

目前国内外对交通状态的评价研究开展较多，但大都以城市道路网的各个组成部分作 为研究对象，如快速路、主干道和交叉口等。交叉口、路段等交通设施的服务水平对实践 有一定的指导作用，但仍有其局限性。城市交通系统是一个复杂的动态系统，由多个静态 或动态的有机组成部分构成，状态随时间变化而变化，网络中不同的交叉口、路段交通运 行状况差异很大。为了使路网得到充分的有效使用，指导交通管理和城市发展管理政策的 制定，既需要了解交叉口、路段的交通状态，也要了解城市交通网络的整体运行状况。同 时，虽然运行状况的评价方法一直在不断革新，但交通流运行状态评价指标的应用，如服 务水平、延误、饱和度、可靠度等，往往受到已有的数据采集方式制约，很难对路网运行 状况进行有效评价。

总的来说，目前对于城市路网交通状态的评价还没有形成系统的评价方法和全面的评 价指标体系，在评价指标的测度上也缺乏可靠的数据支持。现有的评价方法大多具有一定 的局限性，已难以适应交通管理和规划等不同层次用户的需求。因此，必须利用定量分析 的方法，深入研究交通状态的变化过程，找出内在的因果关系和规律，建立客观、实用的 评价模型，确定路网是否适应现状及未来的各项需求，运行状况和适应程度如何，存在什 么问题，发展方向如何等。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于浮动车数据的宏观路网交通状态评价方法，使得城市宏 观路网交通状态评价更加完整、可靠。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：基于浮动车数据的宏观路网交通状态评 价方法，其特征在于，应用安装有全球卫星定位系统(GPS)设备的浮动车系统进行行程 时间数据的采集，在利用地理信息系统技术进行数据处理，获得测度各项交通状态评价指 标，然后利用宏观路网交通状态评价模块进行评价，其中宏观路网交通状态评价模块包括： 目标函数构造模块、指标向量构造模块、理想区间向量构造模块、评价指标权重值确定模 块、评价等级确定模块；其具体步骤如下：

(1)数据获取，以交通网格为单位将城市路网划分为若干个区域，应用安装有全球 卫星定位系统(GPS)设备的浮动车系统采集行程时间数据，在地理信息系统(GIS)技术 支持下，运用宏观交通流理论计算各评价指标；

(2)构造评价目标函数，选用评价标准所控制的n个指标来综合评价城市路网交通状 态，由此构造模型的目标函数，即：

F(x)＝[f₁(x)，f₂(x)，...f_j(x)，...，f_n(x)]^T                        (1)

式中：F(x)为目标函数，f_j(x)为第j个指标，j＝1，2，...，n；

(3)构造指标向量，即代表评价区域的各项评价指标值：

F_k＝[f_1，k，f_2，k，...f_j，k，...，f_n，k]^T                          (2)

式中：F_k为评价区域指标向量，k表示第k个评价区域，k＝1，2，...，u，u为评价区域个 数；

(4)构造理想区间向量，利用每一等级各评价指标阈值构成理想区间向量，确定宏 观路网交通状态评价等级划分标准，即：