[发明专利]基于通行能力的区域交通运行状态指数计算及可视化方法

权利要求书

1.一种基于通行能力的区域交通运行状态指数计算及可视化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过开发道路传感器接口数据解析程序，获取传感器实时交通数据；

S2、基于路网交通信息系统，获取道路基础信息和区域对象基础信息；

S3、基于道路基础信息和道路传感器实时交通数据，计算车道实时通行能力，进而计算路段通行能力及运行状态指数；

S4、基于区域对象基础信息和路段通行能力相关计算结果，所述的区域对象是指路网中的交叉口、路线和交通子区，计算路网中各区域对象的通行能力及运行状态；

S5、路网区域对象交通供需关系可视化；

所述的步骤S3的过程如下：

S3.1、拟合车道流率模型关系曲线与车道流率匹配；

S3.2、车道实时通行能力与车道运行状态指数计算；

S3.3、车道通行能力及流量数据聚合及修复；

S3.4、计算路段通行能力；

S3.5、计算路段的运行状态指数；

所述S3.1中，拟合车道流率模型关系曲线，具体包括：

数据预处理，提取饱和度和流量数据，并将流量等效转换为小时流率，采用最小二乘法拟合流率和饱和度的数据分布关系，构建车道流率模型函数表达为：

其中，F代表流率；DS为饱和度；DS_c为模型分段点处的饱和度，定义为临界饱和度；K₁为饱和度不高于临界饱和度时的线段斜率；K₂为饱和度高于临界饱和度时的线段斜率；

根据路段等级、车道功能确定车道流率模型参数的置信区间，建立车道标准流率模型；根据车道流率模型参数的置信区间，对拟合结果进行评价，并将拟合结果在置信区间内的车道流率模型存入数据库；针对数据缺失、拟合结果整体异常或局部异常的车道，从历史车道流率模型库中匹配正常的流率模型，若匹配成功，调取历史流率模型替换当前流率模型；若匹配失败，则采用标准流率模型替换拟合异常的部分；

所述S3.1中，车道流率匹配，具体包括：

基于实时饱和度数据和车道流率模型，匹配车道的饱和流率SFR、最大流率MFR以及实际流率OFR，其中，饱和流率为车道在理想的交通条件下能够连续通过停车线的最大车辆数，即流率模型临界点处的流率值；最大流率和实际流率为车道在实际的道路条件和交通条件下，单位时间内能够连续通过停车线的最大车辆数和实际的车辆数。

2.如权利要求1所述的基于通行能力的区域交通运行状态指数计算及可视化方法，其特征在于，所述S3.2中，车道通行能力包括车道最优通行能力、车道实际通行能力和车道最大通行能力，分别对应车道饱和流率、车道实际流率和车道最大流率，三类通行能力的计算公式为：

BLC＝SFR*λ；

OLC＝OFR*λ；

MLC＝MFR*λ；

其中，BLC,OLC,MLC分别代表车道最优通行能力、实际通行能力和最大通行能力；λ为车道对应相位的绿信比；

所述的车道运行状态指数包括通行能力利用率、损失率以及交通压力指数，其中所述通行能力利用率是指车道实际利用的通行能力占车道最大通行能力的比率，所述通行能力损失率是指过饱和情况下最大通行能力相较最优通行能力的损失占最优通行能力的比率，所述交通压力指数是指车道通行能力利用率和损失率之和，具体公式为：

CUR＝OLC/MLC*100％；

CLR＝(BLC-MLC)/BLC*100％；

SL＝CUR+CLR；

其中，CUR,CLR分别为通行能力利用率和损失率，SL为车道的交通压力指数。