[发明专利]一种基于宏观基本图的确定网络承载力的方法

摘要

本发明公开了一种基于宏观基本图的确定网络承载力的方法，包括以下步骤1)选定路网研究范围，获取路网几何信息、节点放行策略和路网交通组织；2)绘制研究区域的宏观基本图MFD，基于现实环境设置检测器，获取交通数据进行绘制，完成散点图绘制后，判断宏观基本图MFD是否满足要求，满足则直接过渡至步骤3)，若不完整，采用微观仿真进行补充绘制，绘制完整后再进入步骤3)；3)对散点图进行划分为3个区间，采用最小二乘法绘制个区间段拟合线段，将3个线段延长，和横坐标轴形成梯形，绘制完成最终的宏观基本图；4)根据步骤3)绘制的宏观基本图确定区域路网的网络承载力。本发明克服了以往严重依赖大量数据的计算方法，交通状态估算准确性较低等缺点。

主权项

一种基于宏观基本图的确定网络承载力的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)选定路网研究范围，对基础资料进行针对性获取，总共包括三方面的资料，分别为路网几何信息、节点放行策略和路网交通组织；2)绘制研究区域的宏观基本图MFD，首先，基于现实环境设置检测器，获取交通数据进行绘制，完成散点图绘制后，判断宏观基本图MFD是否满足要求，满足则直接过渡至步骤3)，若不完整，采用微观仿真进行补充绘制，绘制完整后再进入步骤3)；其中，基于现实环境绘制的宏观基本图的散点图，包括以下步骤：2.1)以网络内预设的时间间隔Δt的车辆总数为横坐标(Net Volume，N)；以网络内预设的时间间隔Δt驶离路网的车辆总数为纵坐标，记为G；2.2)根据区域内路网流量观察，从车流低峰期开始采集数据，获取区域内主要通道车辆数即可满足绘制宏观基本图的条件，采用路段视频检测器拍照功能，在t0时刻对区域内所有主要通道全程拍照，统计出t0时刻路网区域内的运行车辆数为N0；2.3)确定选定区域路网边界的所有进口和出口，并在各进出口设置流量检测器，总结所有的进口建立进口编号集合R‑Entrance{R1，R2…Rm…}，所有出口建立出口编号集合S‑Exit{S1，S2…Sn…}，Rm表示第m个进口，Sn表示第n个出口；2.4)流量监测和统计，确定固定时间间隔Δt，总结所有时间节点建立时间节点集合T‑interval{t0，t1，t2…tj…}，其中tj＝tj‑1+Δt；与各个时间节点相对应的进出口的流量变化值对应集合如下：Rj‑Entrance{R1j，R2j…Rmj…}Sj‑Exit{S1j，S2j…Snj…}其中，Rmj表示第m个进口在tj‑1至tj时间段内统计的车辆数，Snj表示第n个出口在tj‑1至tj时间段内统计的车辆数；2.5)数据处理阶段，获取有效的宏观基本图样本值，记录为Oj(Nj，Gj)，其中Nj表示j时间点路网内的车辆数，Gj表示j时间点离开路网的车辆数，如下：Nj=Nj-1+(Σm=1Rmj-Σn=1Snj)]]>Gj=Σn=1Snj]]>其中，初始值N0已在上面步骤2.2)中获取，根据上述关系，得j组有效的样本值；2.6)根据处理后的样本数据，绘制散点图；基于微观仿真绘制的宏观基本图，包括以下步骤：2.1)路网搭建前期准备，获取路网交通数据特征，对选取的区域进行调查分析，对仿真的参数进行校正，设置交通构成比例；2.2)根据实际道路长度和宽度，设置不同道路的属性；搭建路网和节点，根据实际节点的转向设置，设置转向车道、交叉口进口排队区域；2.3)根据实际交叉口放行方式，无控交叉口设置让行规则，信控交叉口设置相应的相位相序或者自适应的控制方案；2.4)路网所有出入口设置流量检测器，并设置相应的检测间隔，确保输出数据的完整和有序；2.5)仿真环境可直接从路网交通量为0开始仿真，并输出预设时间间隔Δt的交通数据检测量，得到足够数量的Oj(Nj，Gj)；2.6)根据处理后的样本数据，利用MATLAB绘制散点图；3)对散点图进行划分为3个区间，采用最小二乘法绘制各区间段拟合线段，将3个线段延长，和横坐标轴形成梯形，绘制完成最终的宏观基本图；其中，对散点图进行拟合的方法，包括以下步骤：3.1)将散点图划分为三个区间，分别是上升趋势区间、平稳区间和下降趋势区间；3.2)分别针对三处区间进行最小二乘法的拟合，拟合出三条线段；3.3)将拟合好的三条线段进行延长，结合横坐标轴形成一个梯形，完成宏观基本图MFD的绘制；4)根据步骤3)绘制的宏观基本图确定区域路网的网络承载力；其中，根据绘制完成的宏观基本图MFD，确定该区域网络承载力，横坐标为路网中运行的车辆数n，纵坐标为路网驶离的车辆数g，当路网中运行的车辆数之间时，网络的输出流量稳定在预定值γ，其中，上限值为所确定的该区域的网络承载力。