[发明专利]一种城市道路交通状态不均衡度检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种城市道路交通状态不均衡度检测方法，用于城市道路交通管理与控制，属于智能交通研究领域。

背景技术

科学合理地检测评价城市道路交通状态不均衡度，有助于交通管理者全面了解道路交通运行状况，深入挖掘潜在道路资源，为均衡分配道路资源，诱导交通流合理运行提供数据支撑与决策依据。

交通状态的评估是表征交通流运行拥挤程度，实施交通管理与控制措施的基础。从20世纪80年代至今，城市道路交通状态检测判别技术取得了许多进展，国内外学者提出了大量的表征指标、描述模型与计算方法，如道路服务水平和道路拥挤度/区域交通状态判别模型和区域交通状态时空分层模型等。但是这些指标和模型大多针对单个路段、交叉口或路网交通拥挤程度的检测和判别，而忽视了整个路网交通状态不平衡性、不均衡度的检测和评价。路网交通流的不均衡性，导致不同区域交通拥堵状况迥异，虽然总体交通运行状态相同，但各区域的交通状态差异性较大。因此，为了更好的反映路网交通运行状态，挖掘非拥堵区域的道路资源，更快地疏导拥堵区域交通流，更好地引导城市道路交通资源均衡发展，迫切需要获取城市道路交通状态不均衡度信息，建立城市道路交通状态不均衡度的检测和确定方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种城市道路交通状态不均衡度检测方法。该方法的基本思想是以路网下各个路段和交叉口的交通状态指标构造一个反映道路交通状态不均衡度的指标——交通状态均衡系数，利用交通状态均衡系数确定道路交通状态不均衡度。为实现上述目的，本发明提出的城市道路交通状态不均衡度检测方法包括：选择并计算得到路网下各个路段和交叉口交通状态指标、定义道路交通状态均衡系数、计算路段和交叉口交通状态均衡系数以及计算路网交通状态均衡系数，并根据均衡系数确定交叉口不均衡度。

本方法的基本步骤如下：

1. 一种城市道路交通状态不均衡度检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

c1、选择并计算得到城市路网各个路段和交叉口交通状态指标；

c2、定义表征城市道路交通状态不均衡度的指标；

c3、由各个路段和交叉口的交通状态指标，计算道路交通状态不均衡度；

c4、确定路网交通状态不均衡度。

步骤c1的过程包括：

c11、选取路段和交叉口交通状态指标，路段交通状态指标采用交通拥堵指数J，交叉口交通状态指标采用交叉口饱和度X；

c12、采集路段交通拥堵指数J所需交通流数据：信息发布间隔内表征路段i的检测断面交通流的平均速度和平均时间占有率；交叉口饱和度X所需交通流数据：交叉口k相位j进口车道实际交通量、饱和流率S_kj、绿灯时间和交叉口信号周期c。

c13、计算路网每个路段和交叉口的交通状态指标。

①设定速度与速度拥堵指数的关系呈线性关系，且速度的最小值（0）和最大值（）对应速度拥堵指数分别为1、0；路段i的速度拥堵指数的计算公式为：

②设定时间占有率与时间占有率拥堵指数呈线性关系，时间占有率的最小值（0）和最大值（）对应速度拥堵指数分别为0、1；则路段i的时间占有率拥堵指数的计算公式为：

③融合速度拥堵指数和时间占有率拥堵指数，建立路段交通状态指标——路段交通拥堵指数，路段i的交通拥堵指数计算公式为：

④交叉口k相位j的饱和度为：

⑤交叉口k的饱和度为：

步骤c2具体是：

定义路网交通状态均衡系数

表示路网所有路段或交叉口中，处于非均衡状态的那部分路段/交叉口交通状态指标占总路段/交叉口交通状态指标的百分比，是判断路网交通均衡程度及路网整体交通状况的指标，其值在0到1之间。越接近0就表明路网交通状态越是趋向均衡，路网整体交通状况均衡稳定；反之，不同路段或交叉口的交通状态存在明显差异，路网局部交通拥堵严重，而其它区域交通运行顺畅。路网交通状态均衡系数取决于路段交通状态均衡系数和交叉口交通状态均衡系数。

路段交通状态均衡系数定义为：