[发明专利]一种快速道路主线可变限速标志优化布设方法

摘要

一种快速道路主线可变限速标志优化布设方法。首先基于事故风险预测模型对快速道路上危险瓶颈路段进行识别，之后通过阈值设定确定可变限速控制路段长度，设置多种可变限速标志布设密度方案，对每种方案的最优控制策略进行求解，针对不同方案进行投资‑效益分析，从而确定最优限速标志布设方案。本发明弥补了以往研究中可变限速标志布设缺乏理论支持的不足，依据交通安全改善效果及投资效益比确定可变限速控制路段长度及限速标志布设密度，使得可变限速控制思路及策略能发挥更大效益。

主权项

一种快速道路主线可变限速标志优化布设方法，其特征是包括步骤：1)采集快速道路交通流检测器位置的交通流数据，步骤包括：101)采集检测器位置实时流量数据；102)采集检测器位置实时密度数据；103)采集检测器位置实时速度数据。2)根据步骤1)中所得基本交通流数据，运用实时交通事故风险预测模型对各路段内交通事故风险进行计算；将快速道路主线划分成多个路段，依据各路段两端检测器位置的交通流数据，计算每个路段内的交通事故风险值，采用移动平均方法绘制整个快速道路主线上事故风险的空间分布曲线；3)基于步骤2)中得到的快速道路主线上事故风险的空间分布曲线，进而确定危险路段长度。通过在事故风险曲线上设置风险阈值，可以对危险瓶颈路段进行识别，如果某路段内事故风险高于设定阈值，则认为该路段属于危险路段范围；如果事故风险低于阈值，则表明该路段为安全路段范围；4)基于步骤3)所确定的需要进行可变限速控制的危险路段长度设计多种可变限速标志控制方案，通过仿真分析并采用优化算法对不同布设方案下可变限速策略及效果进行优化；5)对不同可变限速标志布设方案进行投资‑效益分析，根据交通检测器的位置设定不同可变限速标志布设方案，并计算相应收益‑成本比，其计算公式为：$R_{B-C}\left(i\right)=\frac{E\left(i\right)}{N\left(i\right)}---\left(1\right)$其中，R_B‑C表示方案i的收益‑成本比；E(i)表示方案i中可变限速降低事故风险比例；N(i)表示为方案i中可变限速标志个数；6)依据步骤4)中得到的各方案的可变限速控制效果及步骤5)中各方案收益‑成本比，确定最优可变限速标志布设方案。分别以方案收益和投资成本为横纵坐标，可以将平面划分为四个象限，右上方为第一象限，逆时针方向依次为二、三、四象限，其中第二象限为强烈不推荐区域，第四象限为强烈推荐区域，同时，直线y＝x将第一、三象限各划分成两个部分，第一象限和第三象限的上半部分均为较不推荐区域，第一象限和第三象限的下半部分均为比较推荐区域，依据上述步骤可得可变限速标志布设最优方案选择方法指导图。通过各方案对应的投资成本和方案收益可以确定各方案在指导图中的位置，依据该位置所属区域的推荐程度进行决策。