[发明专利]一种基于运行车速预测的城市干道车队离散模型的建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种城市干道车队离散模型的建模方法，具体涉及一种基于运行车速预测的城市干道车队离散模型的建模方法。

背景技术

目前，我国各大城市交通运行情况日益恶化，严重阻碍了社会经济的发展，交通信号控制技术作为一种现代化的交通管理手段，能够有效提高路网车流运行效益。尤其通过对相邻的若干个交叉口实施信号协调控制，可以大幅度地降低干道上的车流延误与停车次数。交通控制系统为了优化出最佳的信号协调控制方案，必须准确预测下游交叉口的车流到达情况。

干道上的车队在向下游运行过程中，由于各个驾驶员期望速度之间的差异，会导致车队逐渐发生离散。离散程度大小与行驶距离、组成车队的机动车数量、车速差异比例等密切相关。车队离散模型可以用来描述干道上的车队离散情况，动态地预测下游道路断面的车流到达图式，为信号协调控制服务。目前，世界上应用最为广泛的是Robertson车队离散模型，被许多著名的交通控制系统(如TRANSYT/SCOOT)所采用，该模型假设组成一个车队的各个机动车的最低车速接近于0，然而在干道上不同车队的最低车速存在差异，尤其在交通流量比较小的情况下车队的最低车速可能显著大于0，此时将会导致预测得到的下游交叉口车队到达时段长度显著大于实际车队到达时段长度，进而影响协调控制效果。此外，在Roberston车队离散模型中，车队的最低车速、最高车速、平均车速被工程师根据经验设置为定值，然而在实际路网中这三个速度参数会随交通状态的变化而动态波动，即经验值与真实值存在差异，影响模型预测精度。

发明内容

本发明为解决现有车队离散模型中最低车速、最高车速、平均车速设置依靠工程师经验，无法准确预测下游端面车队到达图式的问题，进而提出一种基于运行车速预测的城市干道车队离散模型的建模方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明所述建模方法的步骤如下：

步骤一、在城市干道上交叉口出口下游的每条车道上布设感应线圈检测器，且每个感应线圈检测器与其最近的交通信号机连接，信号机采集每一辆机动车经过感应线圈检测器后端边缘与前端边缘时产生的脉冲信号，然后记录每个脉冲信号产生的时刻；

步骤二、识别经过感应线圈检测器的机动车是否属于同一个车队；

步骤三、计算同一个车队中的最高速度、最低速度、平均速度，并预测当前经过感应线圈检测器的车队的速度值；具体步骤为：

步骤三(一)、设当前经过感应线圈检测器的为第M个车队，该车队中共有M_N辆机动车，第n辆车触发感应线圈检测器后端边缘的时刻为t_Mn，其中1≤n≤M_n，触发感应线圈检测器前端边缘的时刻为t′_Mn，那么第n辆车经过感应线圈检测器时的速度V_Mn为：

VMn=2tMn′-tMn]]>①；

步骤三(二)、计算第M个车队中机动车的最大车速V_M max：

VMmax=max(VM1,VM2,...VMMN)]]>②，

公式②中max为取最大函数；