[发明专利]一种基于路网等级划分的高速公路VMS布局优化方法

说明书

本发明涉及一种基于路网等级划分的高速公路VMS布局优化方法，该方法包括如下步骤：(1)将待布局的路网进行等级划分，包括国家级路网和省际级路网，国家级路网以地级市作为网络节点，省际级路网以收费站作为网络节点；(2)对国家级路网和省际级路网分别进行分析，将各路网中网络节点之间的道路作为一个路段，获取各路段的流量数据以及路段关键度；(3)对每个路网根据路网中各路段的流量数据以及对应的路段关键度建立VMS布局模型；(4)分别对各路网的VMS布局模型进行求解得到相应路网中的VMS布设情况。与现有技术相比，本发明可操作性强，有良好的实际应用前景，对科学的布设VMS具有重要的指导意义。

技术领域

本发明涉及一种高速公路VMS布局优化方法，尤其是涉及一种基于路网等级划分的高速公路VMS布局优化方法。

背景技术

高速公路作为城际间快速交通走廊，对国民经济的发展有着重要意义。然而随着今年来我国汽车保有量的不断增长，高速公路拥堵现象时有发生，可变信息情报板(VMS-variable message signs)在路网交通指挥和拥堵疏导中的使用越来越广。VMS通过为在途驾驶员提供交通信息，如下游路段事故、拥堵信息、预估行程时间等，有效的帮助驾驶员进行路径选择，进而提高道路设施使用效率。

VMS的作用取决于VMS在路网中的合理布设，然而调查发现我国的高速公路VMS的布设主要依靠工程经验完成。对于VMS的布设的研究我国目前还未出现较为适合工程实践的方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于路网等级划分的高速公路VMS布局优化方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于路网等级划分的高速公路VMS布局优化方法，该方法包括如下步骤：

(1)将待布局的路网进行等级划分，包括国家级路网和省际级路网，所述的国家级路网以地级市作为网络节点，连接全国主要高速公路干线，省际级路网以收费站作为网络节点，连接省内的各条高速公路；

(2)对国家级路网和省际级路网分别进行分析，将各路网中网络节点之间的道路作为一个路段，获取各路段的流量数据以及路段关键度；

(3)对每个路网根据路网中各路段的流量数据以及对应的路段关键度建立VMS布局模型；

(4)分别对各路网的VMS布局模型进行求解得到相应路网中的VMS布设情况。

步骤(2)中路段关键度通过下述方式求取：

ψ_k＝n_k·log₁₀ M_k，

其中，k表示该路网中路段标号，ψ_k为k路段的路段关键度，n_k为k路段的路段可靠性线性分级值，M_k为k路段的路段重要度。

k路段的路段重要度M_k通过下述任一方式求得：

或

其中，(p,q)表示路网中将网络节点p作为起点、路网节点q作为终点的网络节点对，C表示该路网中的所有网络节点对，h_pq表示网络节点p和网络节点q之间的交通流量，和对应表示k路段阻断前和k路段阻断后从网络节点p到网络节点q的行程时间，MJ表示路网中所有未阻断的路段的集合，m表示路网中未阻断的路段标号，和对应表示k路段阻断前和k路段阻断后m路段内的交通流量，和对应表示k路段阻断前和k路段阻断后m路段内的的行程时间。

k路段的路段可靠性线性分级值n_k通过如下方式获得：