[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

说明书

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，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，计算路网中各区域对象的通行能力及运行状态；S5、路网区域对象通行能力可视化。本发明基于道路传感器交通数据，采用多粒度时空聚合方法对交叉口、路线、交通子区等区域对象进行通行能力和运行状态指数的计算和可视化显示。

技术领域

本发明涉及智能交通工程领域，具体是指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。

背景技术

随着我国机动车保有量的逐年增长，城市日益严重的交通拥堵给居民的工作和生活造成了极大的不便。因为拥堵而额外消耗的燃料，不但加剧了环境的污染，也给居民造成了一定的经济损失。分析交通拥堵产生的原因，其根本在于交通供需之间的不平衡。因此，掌握路网中各区域对象的实时运行状态，分析其供需关系，是提升城市路网通行效率、降低环境污染的关键。

造成交通供需关系不平衡的原因通常是交通设施提供的通行能力无法满足车辆的通行需求。通行能力是指在一定的道路和交通条件下，单位时间内通过路段某一断面的最大车辆数，单位为辆/小时(veh/h)，在城市路网中一般以停车线为指定断面。道路的交通供给能力，可以理解为在当前交通条件下，单位时间内能够通过道路停车线的最大车辆数，定义为最大通行能力；交通需求，可以理解为在当前的交通条件和饱和度下，单位时间内通过道路停车线的最大车辆数，定义为实际通行能力。因此通行能力的计算是分析交通对象供需关系，评价路网交通运行状态的关键。

发明内容

本发明的目的是提出一种能够实现多时空粒度的路段、交叉口、路线、交通子区等交通区域对象的通行能力计算及可视化方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

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，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。

进一步，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。

优选的，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，构建流率模型函数表达为：