[发明专利]一种高速公路网态势推演方法

说明书

本发明实施例提出了一种高速公路网态势推演预测方法，包括：步骤1、建立路网运行态势推演模型架构；步骤2、根据所述路网运行态势推演模型架构建立路网运行态势在线快速推演模型；其中所述路网运行态势在线快速推演模型包括：交通需求估计与预测、基于路段分流比的传递模型、基于三检测器的路段态势推演模型。

技术领域

本发明涉及交通分析技术领域，特别是指一种高速公路网态势推演方法。

背景技术

随着社会的发展，交通已经成为了人们生活非常重要的组成部分，且交通管理直接影响到整个社会的运行，因此如果能够对路网运行态势进行准确预测就可以为交通管理提供更好的参考。干线公路网运行态势主要是指对路网运行状态的变化趋势进行预测和评估，在考虑突发事件的情况下刻画出路网运行状态的时空发展过程。

当前的多数研究都是基于历史数据利用数理计算或交通仿真方式对路网运行状态及其发展趋势进行预测，有数据更新后，需要重新进行计算或仿真，当前交通数据状态无法再现，运算速度慢，尤其是，微观、中观交通仿真方法，在大规模路网情况下，仿真速度慢，不能满足当前路网管理中动态路网态势分析预判的需求。数理计算方法是建立在大量的模型假设基础上的，对检测器数据比较充分的路网运行效率较高，但是受路网运行状态的可靠性、数据敏感性影响较大。

随着交通部路网运行监测与应急处置中心的成立以及各地省级路网管理与应急处置中心等机构的成立，部、省、地市等各级管理部门对路网运行状态及其未来发展趋势变化实时掌握和预判的需求越来越明确。但是当前路网上的监测设备明显偏少，尚不能达到监测点布局要求，而且预计在近一段时间内也无法完成监测覆盖全国的干线公路网运行监测体系。由于需要大量监控数据才能进行精确的路网运行态势预测，但是监控基础设施建设绝不是能够在一朝一夕之间完成的，因此如何在当前路网及路网运行监测体系条件下完成路网运行态势的分析，为路网运行预警，尤其是突发事件情况下的快速预警奠定基础，是当前迫切解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中监控基础设施不完备的情况下无法进行精准路网运行态势的问题，本发明的目的是提出一种高速公路网态势推演方法。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种高速公路网态势推方法，包括：

步骤1、建立路网运行态势推演模型架构；

步骤2、根据所述路网运行态势推演模型架构建立路网运行态势在线快速推演模型；其中所述路网运行态势在线快速推演模型包括：交通需求估计与预测、基于路段分流比的传递模型、基于三检测器的路段态势推演模型。

其中，步骤1具体包括：

步骤11、确定路网运行态势推演模型的组成模块，至少包括交通需求估计与预测模块、一致性检验模块、路网结构的通行能力的时变信息模块模块、中观交通仿真引擎模块、路网运行参数输出模块

步骤12、建立路网运行态势推演机制，采用滚动平面法进行推演，随时间将分析控制期向前滚动，使得新的数据对历史估计数据进行修正，并基于新数据继续预测新的运行状态。

其中，步骤2具体包括：

步骤21、交通需求估计及预测：基于高速公路收费数据及断面交通流数据，采用多项式趋势预测方法进行交通需求预测，通过卡尔曼滤波方法消除实测数据误差带来的影响;

步骤22、建立无事件情况下的交通流传递模型：在无事件情况下，采用基于路段分流比的交通流传递模型，进行快速推演；

步骤23、建立事件情况下的路段状态推演模型：在事件情况下，将路段分流比的节点转向流量作为输入和输出，事故所在路段的中间状态通过三检测器模型进行推演，以获得该路段上任意位置的更精准的交通状态。

本发明的技术方案具有以下优势：