[发明专利]一种基于交通饱和度的交通态势热图可视化方法

权利要求书

1.一种基于交通饱和度的交通态势热图可视化方法，其特征在于，包括：

步骤1：对分析时段内的交通基础数据进行收集，所述交通基础数据包括每个交叉口的交通流量、信号配时参数、各进口道的饱和流率、车道配置、交叉口间距；

步骤2：计算每个交叉口饱和度以及每条路段饱和度；

步骤3：对饱和度取倒数，相邻饱和度倒数取平均值得到相邻饱和度之间的距离；

步骤4：将路网中所有饱和度以类平均聚类方法进行聚类；

步骤5：对聚类完成后的每一类中所有点的饱和度取平均值，并根据饱和平均值对热图的点分布密集程度进行选取，进而得到基于饱和度的交通态势热图；

所述步骤2中计算每条路段饱和度包括：

首先，计算出分析时段内每个交叉口进口道的排队长度，然后将排队长度除以所处路段的长度，进而得到其路段饱和度；对于一条路段而言存在两个方向的路段饱和度，则以该路段两个方向的路段饱和度的较大值为聚类分析中的数值，j为两交叉口之间路段的编号，j＝1,2,3…，为路段一个方向的路段饱和度，为路段另一个方向的路段饱和度；

当交通需求大于交通供给时，所述排队长度的计算公式为：

式中，Q₁为交通需求＞交通供给时的排队长度，T为分析时段，q为交通需求，c为通行能力，N为车道数，d_s为排队密度，u为车辆平均行程速度；

当交通需求小于等于交通供给时，所述排队长度的计算公式为：

式中，Q₂为交通需求≤交通供给排队长度，r为分析时段内有效红灯时间，d为相邻两车间的车头间距；

所述路段饱和度计算公式为：

式中，L为两交叉口停车线之间的距离。

2.根据权利要求1所述的一种基于交通饱和度的交通态势热图可视化方法，其特征在于，所述步骤2中计算每个交叉口饱和度包括：

首先对交叉口每个进口道的饱和度进行计算，其中每个进口道的饱和度为该进口道中进口车道饱和度最大值，然后取东西南北四个进口道饱和度的最大值为该交叉口的饱和度x，即：

分别为东西南北四个进口道的饱和度。

3.根据权利要求2所述的一种基于交通饱和度的交通态势热图可视化方法，其特征在于，所述进口车道饱和度为进口车道的车流量与该进口车道通行能力的比值，即：

x_A＝q/λS，其中x_A为进口车道饱和度，q为进口车道的交通流量，λ为该车道所在信号相位的绿信比，S为该车道的饱和流率。

4.根据权利要求1所述的一种基于交通饱和度的交通态势热图可视化方法，其特征在于，所述步骤3包括：

将交叉口饱和度和路段饱和度进行取倒数得并以相邻交叉口饱和度和路段饱和度倒数的平均值作为聚类分析时的距离值来计算，x_i为某一交叉口的饱和度，y_j为某一路段的饱和度，i为交叉口饱和度的编号，i＝1,2,3…。

5.根据权利要求1所述的一种基于交通饱和度的交通态势热图可视化方法，其特征在于，所述步骤4中使用类平均方法聚类时，计算距离的方法为欧氏距离平方，使用组间平均联接的树状图重新调整距离聚类合并计算。

6.根据权利要求1所述的一种基于交通饱和度的交通态势热图可视化方法，其特征在于，所述步骤5包括：

聚类完成后取各类中交叉口饱和度及路段饱和度的平均值作为热图中点分布密集程度的取值，式中，x_i为某一交叉口的饱和度，y_j为某一路段的饱和度，M、N分别为聚类完成后第k个数据群G_k中交叉口饱和度的数量与路段饱和度的数量，并根据饱和平均值对热图的点分布密集程度进行选取，进而得到基于饱和度的交通态势热图。