[发明专利]一种高速公路改扩建施工交通组织优化方法

权利要求书

1.一种高速公路改扩建施工交通组织优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1:根据综合评价的普遍性原理和高速公路改扩建施工交通组织方案综合评价的特殊性，获取评价指标；

步骤S2:根据得到的评价指标，计算得到各指标的相关量化值；

步骤S3:构建高速公路改扩建施工交通组织方案评价指标体系；

步骤S4:将每一个评价方案分别作为一个决策单元，基于数据包络分析模型，计算所有决策单元的综合效率；

步骤S5:根据各决策单元的综合效率值θ对其优劣进行评价比较：θ＝1，表示当前决策单元DEA有效；θ≠1，表示当前决策单元DEA无效；θ值越大，代表该决策单元的综合效率越好；

步骤S6:对非DEA有效的决策单元，根据模型运算结果对各方案提供优化方向，得到优化后的方案。

2.根据权利要求1所述的一种高速公路改扩建施工交通组织优化方法，其特征在于，所述评价指标具体包括在作业区服务水平评价方面，所选取的指标：路段平均饱和度、交通密度、平均车速和路段平均行程延误；在作业区交通危险控制评价方面，所选取的指标：临时交通工程设施设置及应急救援处理；在作业区负经济效益评价方面，所选取的指标：车辆平均油耗、其他道路养护费用及高速公路通行费减少率。

3.根据权利要求2所述的一种高速公路改扩建施工交通组织优化方法，其特征在于，所述步骤S2具体对各项指标的具体量化方法如下：

①路段平均饱和度计算公式为：

式中：C_i为第i个作业区的饱和度，n为整个工程划分的作业区总数；

②交通密度K计算公式为：

式中：Q为施工路段车流量，V为施工路段平均车速；

③平均车速v：

其中，L为通过行程时间检测区段的距离，t为通过行程时间检测区段的行程时间；

④路段平均行程延误D计算公式为：

式中：t₁为车辆在原路段的行驶时间，t₂为车辆在分流路径的行驶时间；

⑤车辆平均油耗FC

FC＝100C×FC₀×L₁

其中，C为路段实际交通量，L₁为车辆绕行距离；

⑥其他道路养护费用S计算公式为：

式中：S_i为道路i的养护费用；

⑦高速公路通行费用减少率P，其计算公式为：

式中：S₁为高速公路改扩建前同期通行费收入，S₂为高速公路改扩建期间通行费收入。

4.根据权利要求1所述的一种高速公路改扩建施工交通组织优化方法，其特征在于，所述步骤S4中评价第j个决策单元有效性的BCC模型为：

式中：f(θ)为目标函数，θ为综合效率；λ_j为第j个决策单元的一组线性规划解；e_m＝[1,1,…,1]^T∈R^m和e_s＝[1,1,…,1]^T∈R^s分别为m、s维单位向量，R^m、R^s分别为m、s维向量空间；X_j＝[x_1j,x_2j,…,x_mj]，x_1j,x_2j,…,x_mj分别为第j个决策单元的m个输入指标；Y_j＝[y_1j,y_2j,…,y_rj]，y_1j,y_2j,…,y_rj分别为第j个决策单元的s个输出指标；ε为非阿基米德无穷小量，一般取10^-6；S^-和S⁺为松弛变量。

5.根据权利要求1所述的一种高速公路改扩建施工交通组织优化方法，其特征在于，所述步骤S6中根据模型运算结果中的输入冗余率和输出亏空率找出导致各决策单元无效的根本原因，并进一步获取优化方向。