[发明专利]基于宏观基本图的路网关键路段识别方法

摘要

本发明公开了一种基于宏观基本图的路网关键路段识别方法，包括1、获取城市路网A每条路段的交通流量、平均速度、时间占有率数据；2、计算路网每一个采集周期内的加权流量和非加权密度；3、取样本集合；4、绘制宏观基本图散点图；5、计算获得该路网MFD的临界加权交通流量；6、任意删除某一路段，计算去除该路段后路网A(‑i)的MFD临界加权交通流量及其与路网A的MFD临界加权交通流量的浮动值；7、采用聚类分析法对进行分类，提取阈值r和关键路段。本发明方法改善了从路网静态拓扑结构识别重点路段，与路网交通流动态特性不符合的缺陷，更贴合城市路网交通流变化特点，确保其计算数据的高可靠性。

主权项

一种基于宏观基本图的路网关键路段识别方法，包括以下步骤：1)、在路网中每个路段中间部署微波雷达检测器，获取每个路段上的微波雷达检测器的设备数据，该数据至少包括路段交通流量、平均车速和时间占有率数据；2)、确定一个采集周期，根据每条路段的交通流量、平均车速和时间占有率数据，计算路网A每一个采集周期内的加权交通流量和非加权密度，计算公式如下：qw=Σiqili/Σiliku=Σiki/Σiliki=oi/s]]>其中，qw是路网A每个采集周期对应的加权交通流量；ku是路网A每个采集周期对应的非加权密度；qi，ki，oi为i路段的流量、密度和时间占有率；li是路段i的长度；s是车辆空间平均有效长度；3)、取一天之内路网A所有采集周期所对应的加权交通流量和非加权密度作为样本集合，记为：Q＝{(qw,ku)|qw＝qw1,qw2......qwn；ku＝ku1,ku2......kun}4)、根据样本集合中的加权交通流量和非加权密度数据，绘制宏观基本图的散点图；采用回归方程拟合宏观基本图加权交通流量‑非加权密度曲线，确定回归系数，计算路网A的临界加权交通流量qw0；设宏观基本图回归方程为qw＝β0+β1(ku)2+β2ku+ε，根据样本集合中的加权交通流量和非加权密度数据，将其录入回归方程计算模型，获得路网A的MFD回归系数β0、β1、β2和统计误差ε；将宏观基本图回归方程转化为下式：当取为0值时，反推qw值，得到路网A的MFD曲线顶点对应的临界加权交通流量值，计算公式如下：其中，qw0是路网A的MFD曲线顶点对应的临界加权交通流量；β0、β1、β2是路网A的MFD回归系数；5)、任意删除某一路段i，计算去除该路段后路网A(‑i)的MFD每一个采集周期内的加权交通流量和非加权密度，计算公式如下：q(-i)w=(Σjqjlj-qili)/(Σjlj-li)k(-i)u=(Σjkj-ki)/(Σili-li)kj=oj/s]]>其中，q(‑i)w是路网A(‑i)每个采集周期对应的加权交通流量；k(‑i)u代表路网A(‑i)每个采集周期对应的非加权密度；qj，kj，oj为路网A(‑i)中j路段的流量、密度和时间占有率；lj是路段j的长度；根据路网A(‑i)样本集合中的加权交通流量和非加权密度数据，绘制路网A(‑i)的宏观基本图的散点图，以宏观基本图回归方程q(‑i)w＝β0′+β1′(k(‑i)u)2+β2′k(‑i)u+ε′，计算路网A(‑i)的MFD曲线顶点对应的临界加权交通流量值，计算公式如下：其中，qwi0′是路网A(‑i)的MFD曲线顶点对应的临界加权交通流量；β0′、β1′、β2′是路网A(‑i)的MFD回归系数；比较初始路网A和去除路段i后的路网A(‑i)之间加权交通流量的浮动情况，记为浮动值Δqi，若Δqi大于等于阈值r，则路段i是路网关键路段，浮动值Δqi的计算方法如下：Δqi＝|qw0‑qwi0'|6)、采用K均值聚类分析法对{Δqi}进行分类，提取阈值r和关键路段。