[发明专利]一种城市快速路常发性交通瓶颈识别方法

说明书

本发明公开了一种城市快速路常发性交通瓶颈识别方法，应用于布设有多个检测器的道路状况预测系统中，所述方法包括以下步骤：数据采集、数据融合、针对每个道路断面的交通流数据选择相应的合成规则、根据流量‑速度分布确定过饱和临界速度和过饱和概率、交通瓶颈识别、根据不同类型的交通瓶颈提出相应的治理对策。本发明基于移动导航数据和固定检测器监测数据的融合，提出了一种新的识别城市快速路常发性主要交通瓶颈的方法，能够在现阶段计算机处理能力下有效实现数据融合利用和数据挖掘，从城市层面上识别出快速路的交通瓶颈，从而为交通拥堵治理和优化提供更加精确和科学的建议。

技术领域

本发明涉及交通信息控制技术领域，具体为一种城市快速路常发性交通瓶颈识别方法。

背景技术

随着城市化建设的加快，城市快速路的覆盖率也越来越高，然而快速路负荷严重和拥堵问题也日益突出。而交通瓶颈是导致交通拥堵的直接原因，如何能够找到关键的交通瓶颈，有针对性地进行治理是缓解交通拥堵的重要问题。

目前已有的研究中对于交通瓶颈的识别，大多数采用的方法是根据道路上的固定检测器检测的速度或占有率，然后结合人为设定的阈值来判断拥堵和非拥堵，其完全基于单一的数据源。还有的研究是根据经验选取可能造成瓶颈的相关因素推断，但没有考虑交通供给和交通需求的矛盾，也没有将道路固有属性考虑进来。另外，从研究的规模上来讲，国内外的研究对象大都是针对一段高速公路或城市道路的微观研究，没有对一个区域的路网的交通瓶颈进行宏观上的研究。

近年来，随着车载导航和手机终端导航的普及以及道路上检测器的布设完善，能够获取大量的实时交通数据，并能够反映道路的交通状况。因此，寻找一种方法能够充分利用上述数据来对城市道路的交通状态和交通瓶颈的分布进行识别是非常有必要和有意义的。

发明内容

本发明提供一种城市快速路常发性交通瓶颈识别方法，可以有效解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种城市快速路常发性交通瓶颈识别方法，应用于布设有多个检测器的道路状况预测系统中，所述方法包括以下步骤：

S1、数据采集：确定用于预测道路交通状况的交通流数据，采集道路车辆的移动导航数据和道路固定检测器数据；

S2、数据融合：对采集的数据进行预处理，将不同来源的数据进行匹配，并确定每个检测器断面的流量-速度分布；

S3、针对每个道路断面的交通流数据执行以下操作：确定第一时间段内的交通流数据以及第二时间段内的交通流数据，其中，所述第一时间段为当前时刻之前且距离当前时刻的连续N个采样周期，所述第二时间段为当前时刻之前且距离当前时刻的连续M个采样周期，所述M、N为不相等的正整数；针对第一时间段内的所有时间占有率，按照预设算法确定第一时间占有率参考值，以及针对第二时间段内的所有时间占有率，按照预设算法确定第二时间占有率参考值；根据所述第一时间占有率参考值和所述第二时间占有率参考值的差值所在的数值范围，选择相应的合成规则；

S4、计算：根据流量-速度分布确定过饱和临界速度和过饱和概率；

S5、交通瓶颈识别：确定过饱和概率-检测器位置分布，并结合根据合成的交通流数据确定表征当前道路断面交通状况的拥堵指标，并识别交通瓶颈；

S6、根据不同类型的交通瓶颈提出相应的治理对策。

进一步的，在步骤S2中，根据移动导航数据提取的每个检测器所在路段的某个时间间隔的平均速度，以及该检测器在同一时间间隔的流量数据，组合得到每个检测器的某一时间间隔的流量-速度数据，从而确定每个检测器断面的流量-速度分布。

进一步的，在步骤S3中，采用分段线性拟合方法从流量-速度分布中确定过饱和临界速度。