[发明专利]一种分层次的路网交通拥堵评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及城市道路交通控制技术领域，进一步属于交通状态评价领域，具体涉及一种分层次的路网交通拥堵评价方法。

背景技术

城市交通的发展水平是城市经济发展的重要标志。20世纪80年代以来，随着我国社会经济的高速发展和城市进程化的推进，城市机动车保有量以及道路交通量不断增加，城市交通需求迅速增长，但城市交通设施的建设速度相对较缓慢。而且由于潜在交通量的存在和城市空间的限制，使得交通供需关系不平衡，因此，交通拥堵在世界各国大中城市中普遍存在，缓解交通拥堵成为城市交通管理与控制的首要目标。

为改善道路运行质量，通过对大城市开展交通拥堵评价，有助于客观的认识大城市交通拥堵的变化规律，从总体上把握交通拥堵程度以及拥堵的影响范围和发展蔓延的趋势。通过对所得数据进行分析，评价现有道路交通系统的运行状态，并同以往的交通系统作比较,使交通管理者正确认识所面临的交通现状，以便制定合理的应对措施，为日后交通管理部门研究分析城市交通系统的拥堵现象提供新思路和参考依据，提供一套适用、有效的研究方法，并未为实施拥堵治理的措施和政策提供技术支持以及理论依据。同时对城市道路网运行状态进行合理的评价，也可为交通管理部门合理引导公众的出行，改善道路的运行水平，提高道路的有效利用率提供参考依据,制定出有效的拥堵缓解措施，从而最终改善路网运行状况，减少道路的交通拥堵程度，减少出行时间，降低环境污染等。

李丹丹，王建强在其发表的论文“基于指数模型的城市路网交通拥堵评判方法研究”(《西部交通科技》期刊，2015,01)中提出了基于交通拥堵指数模型的一般性交通拥堵评判方法，介绍了该模型各评判指标的计算过程，该方法的不足之处是单一的根据各路段的平均行程速度，来判断路网中各个道路的交通拥堵等级。

迟聘在其发表的论文“北京市路段交通拥堵评价体系研究”(北京交通大学硕士学位论文，2007，12)中通过调查和分析，总结了北京市道路拥堵的时空分布特征以及拥堵成因，根据路段的拥堵特征，建立路段拥堵评价指标体系，对北京市路段实际调研的数据进行回归拟合分析，确定每种指标的评价参考标准，最终形成一个系统的多因素综合评价模型。该方法存在的不足之处是只对北京市主干路和快速路进行分析，缺少对次干路、支路的研究，最后只是对路段拥堵进行评价，缺乏对城市路网的整体评价。

在以往的研究中，在我国对人城市的交通管理、道路交通服务水平、智能交通系统效果等方面的评价己有部分研究成果，但专门针对路网交通拥堵状态的评价尚不多见。而且，目前大多数的道路运行状态评价方法都是针对单个路段所处的运行状态进行评价，缺少从微观路段到宏观路网的分层次路网拥堵状态的评价方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种路网交通拥挤评价方法。本发明从利用模糊识别方法分析交通拥堵状态入手，对大城市分层次路网的交通拥堵状态评价方法进行研究，具有理论的创新意义和现实的应用价值。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

(1)对城市道路进行分层：

依据相同等级道路的路段具有相似的交通流的特性，将各等级道路看作不同的路层，把城市道路分为快速路、主干路、次干路和支路四个不同的路层；

(2)利用抽样方法计算不同路层的最低路段抽样样本量：

根据步骤(1)的分层结果，从各路层中随机抽取样本数构成总的样本，用来推测总体目标量。最低抽样路段的样本量是由路段特性参数、置信度和可接受的误差决定；

(3)采用环形线圈车辆检测器实时检测不同统计时间段内抽样路段的交通量q和占有率o：

环形线圈车辆检测器与埋在道路中间的线圈连接，车辆经过线圈后使线圈电感量发生变化，检测器内部电路振荡频率随着线圈电感量的变化而变化，CPU通过计数脉冲数量判断电路振荡频率的变化从而判断车辆的有无，然后计算交通参数；

(4)采用模糊识别方法，判断每个路段的交通拥挤状态：

4a)输入变量的模糊转换；

4b)模糊识别规则的确定；

4c)根据模糊识别规则判断出道路交通拥挤状态；

根据4a)和4b)确立的变量模糊转换方式和模糊识别规则，利用Matlab计算机编程语言编写实现模型算法程序，首先将各时段评价指标参数交通量和占有率的值输入到程序中，参数值将自动转换成模糊变量，然后根据所建立的模糊识别规则得出最终路段交通状态模糊综合评判结果；

(5)计算不同路段和不同等级道路的车辆行驶时间(VHT)：