路段j的長(zhǎng)度，單位km。
[0054] 根據(jù)路網(wǎng)A(-u樣本集合中的加權(quán)交通流量和非加權(quán)密度數(shù)據(jù)，繪制路網(wǎng)A(-u的宏 觀基本圖(1。〇)的散點(diǎn)圖，從宏觀基本圖回歸方程9(-1嚴(yán)=0(/+&/化(-1)叩+02/4(-1)"+6/，計(jì) 算路網(wǎng)A(-1)的MFD曲線頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的臨界加權(quán)交通流量值，計(jì)算公式如下：
[0化6] 其中，qWi(/是路網(wǎng)曲線頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的臨界加權(quán)交通流量;fV、fV、fV是路 網(wǎng)八(-〇的1。0回歸系數(shù)。
[0057]比較初始路網(wǎng)A和去除路段i后的路網(wǎng)A(-i)之間加權(quán)交通流量的浮動(dòng)情況，將運(yùn)個(gè) 差異記為浮動(dòng)值A(chǔ) qi，若A qi大于等于一定的闊值r，說(shuō)明路段i對(duì)路網(wǎng)A的擁堵臨界值影響 較大，即路段i是對(duì)路網(wǎng)動(dòng)態(tài)交通具有重要影響的關(guān)鍵路段，浮動(dòng)值A(chǔ)qi的計(jì)算方法如下： [005引 Aqi=|qVqWi0'
[0059] 7)、采用常用的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法一K均值聚類分析法對(duì){A qi}進(jìn)行分類，提取闊值r 和關(guān)鍵路段。其中，類的數(shù)量根據(jù)實(shí)際交通管理靈活設(shè)定，K均值聚類分析計(jì)算過(guò)程可W采 用專業(yè)的統(tǒng)計(jì)分析軟件完成，如SPSS軟件。
[0060] 所述步驟1)中，微波雷達(dá)檢測(cè)器的設(shè)備數(shù)據(jù)還包括當(dāng)前設(shè)備編號(hào)數(shù)據(jù)、所處位置 編號(hào)數(shù)據(jù)W及當(dāng)前所處的交通道路路段名稱ID數(shù)據(jù)。
[0061] 所述步驟2)中，一個(gè)采集周期為一小時(shí)；交通流量是每一小時(shí)內(nèi)該交通道路路段 通過(guò)的所有當(dāng)量的小汽車總數(shù)，車輛平均車速是采集周期內(nèi)所有車輛行駛速度的平均值， 時(shí)間占有率是采集周期內(nèi)全部車輛通過(guò)檢測(cè)器斷面所需時(shí)間的累計(jì)值與觀測(cè)時(shí)間的比值。
[0062] 所述步驟7)中，K均值聚類分析計(jì)算過(guò)程可W采用專業(yè)的統(tǒng)計(jì)分析軟件完成，如 SI^S軟件。
[0063] 由于上述計(jì)算過(guò)程，數(shù)據(jù)取材乃至計(jì)算方式均客觀的取自當(dāng)前的路網(wǎng)中每條路段 的動(dòng)態(tài)交通數(shù)據(jù)，因此本方法具備極強(qiáng)的貼合路網(wǎng)動(dòng)態(tài)交通特性的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的針對(duì)性和適應(yīng) 性。實(shí)際操作時(shí)，交通管理者通過(guò)匯總各路段的信息數(shù)據(jù)和經(jīng)過(guò)計(jì)算得到的路網(wǎng)關(guān)鍵路段 信息，即可針對(duì)性的進(jìn)行交通管理布置。簡(jiǎn)言之，當(dāng)路網(wǎng)逐漸擁堵時(shí)，交通管理者可優(yōu)先針 對(duì)關(guān)鍵路段進(jìn)行優(yōu)化控制，疏散和平衡路網(wǎng)交通流，；并判斷在什么時(shí)刻安排警力，W進(jìn)一 步合理地干預(yù)城市路網(wǎng)的交通管理。通過(guò)上述操作手段，最終為交通管理部口提前預(yù)警和 疏導(dǎo)路網(wǎng)交通擁堵提供決策支持技術(shù)。
[0064] 實(shí)施例：
[0065] 1)、選擇一個(gè)路網(wǎng)A(共35條路段），在路網(wǎng)A中的每個(gè)路段的中間位置設(shè)置微波雷 達(dá)檢測(cè)器，獲取每個(gè)微波雷達(dá)檢測(cè)器的交通流量、平均車速和占有率數(shù)據(jù)，如下：
[0066] (2427,34,0.39) ,(2789,31,0.45) ,...(4230,26,0.89) ,...(2638,:34,0.43);
[0067] 統(tǒng)計(jì)周期為1小時(shí)，得到一天中獲取的數(shù)據(jù)共840組。
[0068] 2)、根據(jù)路網(wǎng)中每個(gè)路段一個(gè)采集周期(也即化）內(nèi)的交通流量和時(shí)間占有率和路 段長(zhǎng)度，計(jì)算路網(wǎng)A的加權(quán)交通流量和非加權(quán)密度數(shù)據(jù)如下：
[0069] (1893,67) ,(2473,79) ,...(3649,117) ,...(4131,166);
[0070] 統(tǒng)計(jì)周期為1小時(shí)，得到一天中獲取的數(shù)據(jù)共24對(duì)。
[0071 ] 3)、取一天之內(nèi)所有采集周期路網(wǎng)所對(duì)應(yīng)的加權(quán)交通流量和非加權(quán)密度作為樣本 集合，如下：
[0072] Q={(qw，ku) |qw=1893,2473,3694,......4143;^ = 67,79，117，......166}
[0073] 4)、根據(jù)樣本集合中的加權(quán)交通流量和非加權(quán)密度數(shù)據(jù)，繪制交通基本圖的散點(diǎn) 圖，并通過(guò)回歸方程擬合，如圖3所示;其中圖3的X軸為24h內(nèi)的每一個(gè)采集周期內(nèi)路網(wǎng)A的 非加權(quán)密度，Y軸為24h內(nèi)的對(duì)應(yīng)X軸每一個(gè)采集周期內(nèi)的各加權(quán)交通流量。
[0074] 5)如圖3所示，根據(jù)路網(wǎng)A樣本集合中的加權(quán)交通流量和非加權(quán)密度數(shù)據(jù)，W數(shù)學(xué) 回歸方程模型，計(jì)算回歸系數(shù)階、&、&和誤差e，獲得下式：
[0075] qw=_675.95-0.119(kw)2+49.197kw+e
[0076] 計(jì)算臨界加權(quán)交通流量，如下：
[0078] 6)、任意刪除某一路段i，計(jì)算去除該路段后路網(wǎng)A(-i)的MH)每一個(gè)采集周期內(nèi)的 加權(quán)交通流量和非加權(quán)密度，繪制路網(wǎng)Ay)的宏觀基本圖，采用回歸方程擬合路網(wǎng)Ay)宏觀 基本圖加權(quán)交通流量-飛加權(quán)密度曲線，計(jì)算路網(wǎng)A(-i)的臨界加權(quán)交通流量qWio'，如下：
[0079] {q^o'=3308,3718,3778,......4118}
[0080] 計(jì)算路網(wǎng)A和路網(wǎng)A(-i)的臨界加權(quán)交通流量浮動(dòng)值A(chǔ) qi，如下；
[0081 ] { Aqi=IlOO,690,630,......290}
[0082] 7)、采用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件中的K均值聚類分析法對(duì){ A qi}進(jìn)行分類，類數(shù)設(shè)定為 3,提取闊值r = 490,對(duì)應(yīng)的路網(wǎng)關(guān)鍵路段為為6條。
[0083] 根據(jù)路網(wǎng)關(guān)鍵路段的識(shí)別結(jié)果，可知樣本路網(wǎng)對(duì)交通狀態(tài)有重要影響的關(guān)鍵路段 編號(hào)及位置，交通管理部口根據(jù)管理需求，可W優(yōu)先部署相關(guān)優(yōu)化控制策略及交通組織措 施，緩解路網(wǎng)整體擁堵，包場(chǎng)路網(wǎng)交通楊通。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于宏觀基本圖的路網(wǎng)關(guān)鍵路段識(shí)別方法，包括W下步驟： 1) 、在路網(wǎng)中每個(gè)路段中間部署微波雷達(dá)檢測(cè)器，獲取每個(gè)路段上的微波雷達(dá)檢測(cè)器 的設(shè)備數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)至少包括路段交通流量、平均車速和時(shí)間占有率數(shù)據(jù)； 2) 、確定一個(gè)采集周期，根據(jù)每條路段的交通流量、平均車速和時(shí)間占有率數(shù)據(jù)，計(jì)算 路網(wǎng)A每一個(gè)采集周期內(nèi)的加權(quán)交通流量和非加權(quán)密度，計(jì)算公式如下：其中，qw是路網(wǎng)A每個(gè)采集周期對(duì)應(yīng)的加權(quán)交通流量;ku是路網(wǎng)A每個(gè)采集周期對(duì)應(yīng)的非 加權(quán)密度;qi，ki，〇i為i路段的流量、密度和時(shí)間占有率；li是路段i的長(zhǎng)度；S是車輛空間平 均有效長(zhǎng)度； 3) 、取一天之內(nèi)路網(wǎng)A所有采集周期所對(duì)應(yīng)的加權(quán)交通流量和非加權(quán)密度作為樣本集 合，記為： Q={(q",k^)|q"=q"i,q"2......q"。; k。= 1Λ，k"2......Γη} 4) 、根據(jù)樣本集合中的加權(quán)交通流量和非加權(quán)密度數(shù)據(jù)，繪制宏觀基本圖的散點(diǎn)圖； 采用回歸方程擬合宏觀基本圖加權(quán)交通流量-飛加權(quán)密度曲線，確定回歸系數(shù)，計(jì)算路 網(wǎng)A的臨界加權(quán)交通流量qW〇; 5) 、設(shè)宏觀基本圖回歸方程為qW = i3〇+Mku)2+&ku+e，根據(jù)樣本集合中的加權(quán)交通流量 和非加權(quán)密度數(shù)據(jù)，將其錄入回歸方程計(jì)算模型，獲得路網(wǎng)A的MFD回歸系數(shù)β〇、βι、&和統(tǒng)計(jì) 誤差ε; 將宏觀基本圖回歸方程轉(zhuǎn)化為下式：當(dāng)巧為0值時(shí)，反推qw值，得到路網(wǎng)A的MFD曲線頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的臨界加權(quán)交通流量 值，計(jì)算公式如下：其中，qW〇是路網(wǎng)A的MFD曲線頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的臨界加權(quán)交通流量;β〇、βι心是路網(wǎng)A的MFD回歸 系數(shù)； 6) 、任意刪除某一路段i，計(jì)算去除該路段后路網(wǎng)A(-i)的MFD每一個(gè)采集周期內(nèi)的加權(quán)交 通流量和非加權(quán)密度，計(jì)算公式如下：其中，q(-i)w是路網(wǎng)4(-〇每個(gè)采集周期對(duì)應(yīng)的加權(quán)交通流量;k(-i)u代表路網(wǎng)Α(-υ每個(gè)采 集周期對(duì)應(yīng)的非加權(quán)密度;qj，kj，〇j為路網(wǎng)A(-i)中j路段的流量、密度和時(shí)間占有率;Ij是路 段j的長(zhǎng)度； 根據(jù)路網(wǎng)Α(-υ樣本集合中的加權(quán)交通流量和非加權(quán)密度數(shù)據(jù)，繪制路網(wǎng)4(-〇的宏觀基 本圖的散點(diǎn)圖，W宏觀基本圖回歸方程q(-i)w=iV +0/化(-i)u)2+iV k(-i)u+e/，計(jì)算路網(wǎng)Α(-ι) 的MFD曲線頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的臨界加權(quán)交通流量值，計(jì)算公式如下：其中，qWi(/是路網(wǎng)A(-i)的MFD曲線頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的臨界加權(quán)交通流量;β(/、β/心/是路網(wǎng) A(-i)的MFD回歸系數(shù)； 比較初始路網(wǎng)A和去除路段i后的路網(wǎng)A(-i)之間加權(quán)交通流量的浮動(dòng)情況，記為浮動(dòng)值 Aqi，若Aqi大于等于闊值r，則路段i是路網(wǎng)關(guān)鍵路段，浮動(dòng)值A(chǔ)qi的計(jì)算方法如下： Aqi= IqVq^o' 7)、采用Κ均值聚類分析法對(duì){ Δ qi}進(jìn)行分類，提取闊值r和關(guān)鍵路段。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于宏觀基本圖的路網(wǎng)關(guān)鍵路段識(shí)別方法，所述步驟1) 中，微波雷達(dá)檢測(cè)器的設(shè)備數(shù)據(jù)還包括當(dāng)前設(shè)備編號(hào)數(shù)據(jù)、所處位置編號(hào)數(shù)據(jù)W及當(dāng)前所 處的交通道路路段名稱ID數(shù)據(jù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于宏觀基本圖的路網(wǎng)關(guān)鍵路段識(shí)別方法，所述步驟2) 中，一個(gè)采集周期為一小時(shí);交通流量是每一小時(shí)內(nèi)該交通道路路段通過(guò)的所有當(dāng)量的小 汽車總數(shù)，車輛平均車速是采集周期內(nèi)所有車輛行駛速度的平均值，時(shí)間占有率是采集周 期內(nèi)全部車輛通過(guò)檢測(cè)器斷面所需時(shí)間的累計(jì)值與觀測(cè)時(shí)間的比值。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于宏觀基本圖的路網(wǎng)關(guān)鍵路段識(shí)別方法，包括1、獲取城市路網(wǎng)A每條路段的交通流量、平均速度、時(shí)間占有率數(shù)據(jù)；2、計(jì)算路網(wǎng)每一個(gè)采集周期內(nèi)的加權(quán)流量和非加權(quán)密度；3、取樣本集合；4、繪制宏觀基本圖散點(diǎn)圖；5、計(jì)算獲得該路網(wǎng)MFD的臨界加權(quán)交通流量；6、任意刪除某一路段，計(jì)算去除該路段后路網(wǎng)A(-i)的MFD臨界加權(quán)交通流量及其與路網(wǎng)A的MFD臨界加權(quán)交通流量的浮動(dòng)值；7、采用聚類分析法對(duì)進(jìn)行分類，提取閾值r和關(guān)鍵路段。本發(fā)明方法改善了從路網(wǎng)靜態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)識(shí)別重點(diǎn)路段，與路網(wǎng)交通流動(dòng)態(tài)特性不符合的缺陷，更貼合城市路網(wǎng)交通流變化特點(diǎn)，確保其計(jì)算數(shù)據(jù)的高可靠性。
【IPC分類】G08G1/01
【公開號(hào)】CN105702031
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610130293
【發(fā)明人】王云鵬, 董婉麗, 于海洋, 吳志海, 楊帥
【申請(qǐng)人】北京航空航天大學(xué)
【公開日】2016年6月22日
【申請(qǐng)日】2016年3月8日