[发明专利]一种绘制宏观基本图的方法

说明书

技术领域

本发明涉及城市道路交通网络规划与管理的技术领域，尤其是指一种绘制宏观基本图的方法。

背景技术

随着社会的发展和城市化步伐的推进，城市分区规划建设趋势愈发明显，对区域路网的交通规划和管理手段的要求不断提高，基于以上需求，发明人通过研究用于描述路网内各要素之间关系的宏观基本图(Macroscopic Fundamental Diagram，MFD)可较好反映路网的运行状态的基本属性。宏观基本图(MFD)可定义为描述网络中移动车辆数与网络运行水平之间的普遍关系。通过实地试验和数据采集，已经验证了宏观基本图的存在性，可参考根据日本横滨和美国阿姆斯特丹地区高速网络的实测数据绘制而成的基本图。不过，由于技术的限制和实地检测器布置的高要求，针对一个特定的区域，宏观基本图的绘制并不容易实现，传统的宏观基本图主要以路网平均密度和路网平均流量为横纵坐标进行绘制，如国内学者姬杨蓓蓓发表的《基于仿真实验验证宏观基本图的存在性》和国外学者Daganzo等发表的《Macroscopic relations of urban traffic variables Bifurcations》的相关内容，该方法现实环境和仿真环境过程中需要布设繁琐的检测器和处理大量数据，较为繁琐，工作量大；另外，部分学者将路网车辆数和路网加权流量作为横纵坐标，如学者许菲菲发表的《交通管理措施对路网宏观基本图的影响分析》的相关成果；学者杜怡曼则在《基于宏观基本图的区域交通总量动态调控技术》一文中采用网络宏观净流量和重点区域净车公里数为横纵坐标，以上方法均需要对车辆和路网内每条路段的属性进行跟踪和统计，其准确性和可操作性难度较高。针对以上不足，发明人提出一种新型的绘制宏观基本图的方法，以网络内一定时间间隔(Δt)的车辆总数(Net Volume，N)为横坐标，以网络内一定时间间隔(Δt)驶离路网的车辆总数为纵坐标，记为G，绘制宏观基本图，将现实环境和仿真环境相结合的方法，该方法可科学高效地绘制宏观基本图，极大降低数据处理的复杂程度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种绘制宏观基本图的方法，突破常规的绘制宏观基本图方式。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种绘制宏观基本图的方法，包括以下步骤：

1)选定路网研究范围，对基础资料进行针对性获取，总共包括三方面的资料，分别为路网几何信息、节点放行策略和路网交通组织；

2)绘制研究区域的宏观基本图MFD，首先基于现实环境设置检测器，获取交通数据进行绘制，完成散点图绘制后，判断宏观基本图MFD是否满足要求，满足则直接过渡至步骤3)，若不完整，采用微观仿真进行补充绘制，绘制完整后再进入步骤3)；

3)对散点图进行划分为3个区间，剔除拐点处数据，采用最小二乘法绘制个区间段拟合线段，将3个线段延长，和横坐标轴形成梯形，绘制完成最终的宏观基本图。

在步骤(1)中，所述路网几何信息包括道路长度、道路宽度和车道数设置，所述节点放行策略包括无控制节点的让行方式和信号控制节点相位相序，所述路网交通组织包括单行线设置、转向限制，车种限制和专用道设置。

在步骤(2)中，基于现实环境绘制的宏观基本图的散点图，包括以下步骤：

2.1)以网络内预设的时间间隔Δt的车辆总数(Net Volume，N)为横坐标；以网络内预设的时间间隔Δt驶离路网的车辆总数为纵坐标，记为G；

2.2)根据区域内路网流量观察，从车流低峰期开始采集数据，获取区域内主要通道车辆数即可满足绘制宏观基本图的条件，采用路段视频检测器拍照功能，在t₀时刻对区域内所有主要通道全程拍照，统计出t₀时刻路网区域内的运行车辆数为N₀；

2.3)确定选定区域路网边界的所有进口和出口，并在各进出口设置流量检测器，总结所有的进口建立进口编号集合R-Entrance{R₁，R₂···R_m···}，所有出口建立出口编号集合S-Exit{S₁，S₂···S_n···}，R_m表示第m个进口，S_n表示第n个出口；