[发明专利]一种高速公路突发交通事件影响范围的确定方法

权利要求书

1.一种高速公路突发交通事件影响范围的确定方法，其特征在于，所述方法的具体步骤为：

步骤1-1)利用距离事发点最近的车辆检测器，得到上游初始行车道交通量q₀和上游初始行车道平均速度u₀，则上游初始行车道密度k₀为：

k0=q0u0,]]>

上游初始行车道交通量q₀的单位：pcu/h，上游初始行车道平均速度u₀的单位：km/h，上游初始行车道密度k₀的单位：pcu/km，

步骤1-2)根据事发点的车道数Ln和封闭车道数sLn，确定有效通行能力系数μ，则事发点通行能力C_B为：

C_B＝μC，

其中，C为道路通行能力，则事发点交通量q_B＝C_B，事发点密度k_B由下式得到，

qB=ufkB-ufkB2kj,]]>

其中，路段阻塞密度k_j一般取为100-150pcu/km，自由流速度u_f一般取为100-120km/h，事发点的车道数Ln和封闭车道数sLn的单位：条，事发点通行能力C_B和道路通行能力C的单位：pcu/h，事发点密度k_B的单位：pcu/km，

步骤1-3)根据上游初始行车道交通量q₀、上游初始行车道密度k₀、事发点交通量q_B与事发点密度k_B，得到集结波波速w_u为：

wu=q0-qBk0-kB,]]>

集结波波速w_u的单位：km/h，

步骤1-4)基于冲击波理论，采用影响长度即突发交通事件发生之后受到影响的最后一辆车距离事件发生点的长度来表征影响范围，则影响长度Fl为

Fl=(a·HV+b)·wut,μC<q0≤1600(c·HV+d)·wutβ·wut(HV≤HV0)(HV>HV0)1600<q0≤1800(e·q0+f)·wut,1800<q0≤2200]]>

其中，HV为路段大车率，单位：％，t为事件发生到事件排除间的预测时间，单位：min，HV₀为临界大车率，单位：％，影响长度Fl的单位：km，a，b，c，d，e，f，β均为回归参数，

步骤1-5)若得出的影响长度超出事发点到上游第1个出入口匝道的长度，则转入步骤2)；否则，则进入步骤1-6)，确定交通事件的影响范围，

步骤1-6)确定交通事件的影响范围：

步骤1-6-1)根据道路通行能力C、路段阻塞密度k_j与路段自由流速度u_f，则饱和交通量q_C＝C，饱和密度k_C由下式得到：

qC=ufkC-ufkC2kj,]]>

饱和交通量q_C的单位：pcu/h，饱和密度k_C的单位：pcu/km，

步骤1-6-2)根据交通事件的属性参数，确定参数评分X_i，i＝1，2，...，7，并得目标交通事件的严重程度值I为：

I=Σi=17Xi,]]>

再根据所得严重程度值I，确定事故平均处理时间T₁为：

T1=38,I≤351,4≤I≤564,6≤I≤791,8≤I≤10132,I≥11,]]>

事故平均处理时间T₁单位是min，

步骤1-6-3)根据事故平均处理时间T₁，得到排队持续时间T₂为：

T2=(qB-qC)/(kB-kC)(qB-qC)/(kB-kC)-(q0-qB)/(k0-kB)·T1,]]>

排队持续时间T₂单位是min，

步骤1-6-4)根据预测时间t、事故平均处理时间T₁和排队持续时间T₂的关系，确定该预测时间所对应的交通事件的影响范围，若0≤t≤T₁，则处在核心影响圈，若T₁＜t≤T₂，则处在次级影响圈，所述确定方法结束；

步骤2)令n＝1，

步骤3)利用上游第n个出入口匝道处的车辆检测器，得到上游行车道交通量q_n和上游行车道平均速度u_n，n∈[1，2，…，∞)，则上游行车道密度k_n为：

kn=qnun,]]>

上游行车道交通量q_n的单位：pcu/h，上游行车道平均速度u_n的单位：km/h，上游行车道密度k_n的单位：pcu/km，

步骤4)根据事发点的车道数Ln和封闭车道数sLn，确定有效通行能力系数μ，则事发点通行能力C_B为：

C_B＝μC，

其中，C为道路通行能力，则事发点交通量q_B＝C_B，事发点密度k_B由下式得到，

qB=ufkB-ufkB2kj,]]>

其中，路段阻塞密度k_j一般取为100-150pcu/km，自由流速度u_f一般取为100-120km/h，事发点的车道数Ln和封闭车道数sLn的单位：条，事发点通行能力C_B和道路通行能力C的单位：pcu/h，事发点密度k_B的单位：pcu/km，

步骤5)根据上游行车道交通量q_n、上游行车道密度k_n、事发点交通量q_B与事发点密度k_B，得到集结波波速w_u为：

wu=qn-qBkn-kB,]]>

集结波波速w_u的单位：km/h，

步骤6)基于冲击波理论，采用影响长度即突发交通事件发生之后受到影响的最后一辆车距离事件发生点的长度来表征影响范围，则影响长度Fl为

Fl=(a·HV+b)·wut,μC<qn≤1600(c·HV+d)·wutβ·wut(HV≤HV0)(HV>HV0)1600<qn≤1800(e·qn+f)·wut,1800<qn≤2200]]>

其中，HV为路段大车率，单位：％，t为事件发生到事件排除间的预测时间，单位：min，HV₀为临界大车率，单位：％，影响长度Fl的单位：km，a，b，c，d，e，f，β均为回归参数，

步骤7)若得出的影响长度没有超出事发路段到第n+1个上游出入口匝道的长度，则进入步骤8)，确定交通事件的影响范围；否则，令n＝n+1次，转到步骤3)，

步骤8)确定交通事件的影响范围：

步骤8-1)根据道路通行能力C、路段阻塞密度k_j与路段自由流速度u_f，则饱和交通量q_C＝C，饱和密度k_C由下式得到：

qC=ufkC-ufkC2kj,]]>

饱和交通量q_C的单位：pcu/h，饱和密度k_C的单位：pcu/km，

步骤8-2)根据交通事件的属性参数，确定参数评分X_i，i＝1，2，...，7，并得目标交通事件的严重程度值I为：

I=Σi=17Xi,]]>

再根据所得严重程度值I，确定事故平均处理时间T₁为：

T1=38,I≤351,4≤I≤564,6≤I≤791,8≤I≤10132,I≥11,]]>

事故平均处理时间T₁单位是min，

步骤8-3)根据事故平均处理时间T₁，得到排队持续时间T₂为：

T2=(qB-qC)/(kB-kC)(qB-qC)/(kB-kC)-(q0-qB)/(k0-kB)·T1,]]>

排队持续时间T₂单位是min，

步骤8-4)根据预测时间t、事故平均处理时间T₁和排队持续时间T₂的关系，确定该预测时间所对应的交通事件的影响范围，若0≤t≤T₁，则处在核心影响圈，若T₁＜t≤T₂，则处在次级影响圈。