[发明专利]一种基于路段和交叉口分布的城市汽车运行速度预测方法

说明书

本发明涉及一种基于路段和交叉口分布的城市汽车运行速度预测方法，采集对城市车辆行驶速度产生影响的交通环境信息数据，同时根据驾驶员行驶时的相关参数，将驾驶员分类；将以上采集测定得到基础交通环境变量参数进行计算得到平均路段长度城市最大交通密度K_m、路段汽车平均加速度并输入公式得到城市汽车行驶速度分布曲线。适用于对不同城市进行汽车运行速度的预测，得到城市汽车运行速度曲线的一个可定量化模型，对我国城市汽车运行工况典型城市的选取提供较为确切的理论依据。

技术领域

本发明涉及一种面向城市汽车运行工况典型城市选取的城市汽车运行速度的预测方法，为基于路段和交叉口分布的汽车速度预测方法。

背景技术

汽车运行工况是针对某一类型车辆(如乘用车、公交车、重型车辆等)，在特定交通环境(如高速公路，城市道路)下，用来描述车辆行驶特征的速度-时间曲线。其主要是用于确定车辆污染物排放量和燃油消耗量、新车型的技术开发和评估、以及测定交通控制方面的风险等，是汽车工业一项共性核心技术。中国作为一个经纬度跨度大、地理地形种类多、城市交通环境差异大的复杂研究对象，仅使用一种汽车运行工况来进行汽车相关的技术开发、评估是无法准确表达出不同城市环境、不同地点运行工况的差异性和多样性。而目前，针对城市汽车运行工况，在进行工况试验时，需要在目标城市进行实车试验数据采集，由于缺乏相应的理论支持，为保证试验数据的完备性，试验过程会耗费大量的人力物力。同时，如果想要得到代表不同城市类型的运行工况，则需要在各个城市进行工况试验，进一步导致了人力物力以及时间的浪费。在汽车运行工况设计中，速度V分布、加速度A分布是设计者最为关心的参数。研究表明，汽车速度时间序列具有马尔科夫性，而速度加速度分布(VA分布)是速度加速度状态转移矩阵的不变分布。也就是说，VA分布可以用来判断不同工况是否相似，即可以将其作为指标来判断不同城市的工况是否相似。

城市汽车运行速度分布，作为一个区域整体的宏观速度分布，主要与城市交通道路环境有关，包括各级道路长度、各级道路数量、各级交叉口数量、停车车辆比例等信息参数。不同城市的交通环境差异是影响城市汽车整体运行速度分布的关键。所以，如果在对大量城市进行实地试验数据采集之前，可以事先确定中国城市运行工况由几种类型组成并明确其中的代表城市，这样我们仅需要对不同城市类型中的代表城市进行试验数据采集，可以大大减少投入的人力物力和试验持续的时间。

现有典型城市选取的技术方法主要是直接根据某几个因素，比如地理位置、经济发展水平、汽车保有量等粗略指标来进行典型城市的选取，没有提供一个确切的、可定量化的理论支持。因此，建立以输入城市交通环境的相关参数为基础，通过模型计算，得到城市汽车运行速度曲线的一个可定量化模型来对我国城市汽车运行工况典型城市的选取提供较为确切的理论依据是有必要的。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述汽车运行工况典型城市的选取，提供一种基于路段和交叉口的城市汽车运行速度计算方法，它可以实现对不同城市进行汽车运行速度的预测。

本发明的目通过以下技术方案实现：

一种基于路段和交叉口分布的城市汽车运行速度预测方法，包括如下步骤：

步骤一：采集对城市车辆行驶速度产生影响的交通环境信息数据如下：参数交叉口数量、道路路段的长度和数量、道路路段的道路权重、汽车保有量、人均出行次数；同时根据驾驶员行驶时的相关参数，将驾驶员分类为保守型、较保守性、正常型、较激进型和激进型五种类型；

步骤二：以城市某道路路段为研究对象，得到对于道路路段的汽车行驶速度与路段长度、车流量、交通密度和路段中停车数量比例的关系；然后将得到的路段速度分布模型，对城市路网整体应用，模型中的道路路段长度、道路路段车流量、道路路段中停车数量比例等参数使用该参数在路网整体中对应的平均值，即城市平均道路路段长度、城市道路平均车流量、城市平均停车比例等，推导得到以城市整体为对象的汽车行驶速度分布模型；