[发明专利]基于交通波理论的高速公路事故的交通影响范围确定方法

说明书

技术领域

本发明属于交通信息及控制领域，涉及一种智能交通技术领域的方法，尤其是一种基于交通波理论的高速公路事故的交通影响范围确定方法。

背景技术

高速公路上的交通事故在给人们带来生命财产损失的同时，也会引起大范围的交通拥堵，增加车辆油耗和废气排放，带来能源消耗和环境污染问题。一旦高速公路上发生交通事故，部分道路就会被占用或者封闭，从而影响道路交通的正常运行，事故发生地点因此便成为交通瓶颈，道路的通行能力降低使之无法满足交通需求，进而导致交通拥堵，增加二次事故发生的可能性。如不及时有效地评估突发事件对高速公路道路交通运营安全的影响，并让高速公路上的驾驶员获悉影响的时间，这种影响往往会从点扩展到面，波及临近的高速公路，进而影响到整个路网的运输效率和营运安全，严重导致大面积路网拥堵甚至瘫痪。事故影响分析是高速公路系统分析中的一个重要方面，它是实行有效的交通控制、事故快速处理、交通诱导及公路规划等的基础。对事故时空影响范围进行预算估计，采取有针对性的交通事故处置措施和诱导、控制、疏导等交通管制措施，并通过高速公路信息发布系统告知高速公路上的行驶者，能避免交通事故造成的交通拥堵现象进一步恶化，有效减轻驾驶员的不舒适度，降低油耗，减小行驶时间损失，为高速公路交通设施与控制方案改善提供重要的定量依据。

但是，现有的交通事故影响研究存在一些不足，还无法有效应用于高速公路，主要包括几下几方面：(1)目前对事故地点引发的交通影响进行分析的研究较少，研究重点主要集中在对事故的特点、成因分析和预防对策上；(2)现阶段的事故影响范围研究主要集中在城市道路中交叉口处的交通事故研究上。由于在高速公路上的车辆运行速度明显高于交叉口处的车辆，并且高速公路上的运行成分单一，交通流特性十分明显，所以适合交叉口处的事故影响范围估算方法并不适合高速公路上的事故影响估算；(3)目前对高速公路交通事故的影响分析主要是确定性排队分析方法，这种方法虽然分析简单，使用方便，但是忽略了交通波的扩散速度对交通流各参数的影响，计算结果与实际偏差较大；(4)由于交通检测技术的局限性，在国际上尚无直接检测车辆停车、排队和延误的方法，传统的检测方法多利用视频检测技术对道路上交通流量、车流速度和排队长度进行事后处置，对道路基础设施依赖性高，无法实时准确地利用检测技术直接确定交通事故的时空影响范围。

发明内容

本发明的目的在于针对现有对高速公路事故的交通影响范围研究中存在的不足及实际需要，提出一种基于交通波理论的高速公路事故的交通影响范围确定方法。

本发明的一种基于交通波理论的高速公路事故的交通影响范围确定方法，包括如下步骤：

步骤一、确定高速公路上的交通流量和车流密度，绘制两相邻车道的交通流量-密度图；

步骤二、分析交通事故过程各阶段的交通波，并确定各阶段的交通波的速度；

步骤三、根据各阶段的交通波速度绘制出交通事故的时空演化图；

步骤四、确定两股交通波相遇时的事故影响范围、相遇时间点和事故影响消散的时间点，然后确定各时间阶段交通事故的空间影响范围、最长影响距离和最长影响时间。

本发明的优点与积极效果在于：

(1)与现有技术相比，本发明所需交通参量简单、易于获取，对高速公路基础设施条件依赖性低，避开了一般道路交通检测手段不完善、可靠性低等缺陷，为准确计算事故拥堵排队长度提供了可靠数据；

(2)该方法利用交通波理论对交通事故发生点上游车辆排队的聚积和消散过程进行分析，确定交通事故的实时空间影响范围和最大排队长度的计算方法，具有计算简便，运算速度快，可靠性高等优点，为交通事故的时空影响范围的确定奠定了坚实基础；

(3)通过对高速公路上交通事故发生点上游车辆排队的聚积和消散过程的分析，对高速公路上事故的时空影响范围进行了快速、准确地估算，为事故的安全态势分析和应急处置策略提供有效依据，为高速公路的交通控制提供了可靠信息材料。

附图说明

图1为本发明的事故交通影响范围确定方法的整体流程图；

图2为本发明实施例的交通流量-密度图；

图3为本发明实施例中交通事故发生初期的产生的交通波的示意图；

图4为本发明实施例中lane 1被清理后的初期产生的交通波示意图；

图5为本发明实施例中lane 1被清理后的后期产生的交通波示意图；

图6为本发明实施例中两车道清理完毕后的初期产生的交通波示意图；