[发明专利]一种突发事件影响在高速公路网中的传播预测方法

权利要求书

1.一种突发事件影响在高速公路网中的传播预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、对高速公路网进行分段，将高速公路网分为基本路段和节点区域，基本路段包括事发基本路段、交织区、上游基本路段、匝道段和相交基本路段，交织区位于相邻节点区域之间，交织区位于事发基本路段上游，上游基本路段位于交织区上游，匝道段位于节点区域上游，相交基本路段位于匝道段上游；

S2、建立包括重车混入率的Logistic的速度密度模型和流量密度模型，确立突发事件影响在路网节点区域中继续传播的边界条件，边界条件包括上游基本路段的影响传播速度小于等于0和相交基本路段的影响传播速度小于等于0；

S3、获取突发事件点的基本情况；包括突发事件所在位置、占用车道情况、损失通行能力，并获取突发事件所在高速公路网各路段的在途交通状态；

S4、计算突发事件所在基本路段的传播速度；结合突发事件所在路段的在途交通状态，根据流量密度模型得到在途交通密度，并根据交通波波速公式计算得到事发基本路段的影响传播速度；

S5、判断上游节点区域容纳能力是否会溢出；当事发基本路段的传播速度小于等于0时,对上游第一个节点区域的容纳能力进行计算，当节点区域的容纳能力小于节点区域的汇入交通流量时，判定为突发事件影响会溢出到合流匝道段中；

S6、上游合流匝道段影响传播速度计算；根据交通波波速公式计算得到上游合流匝道段的影响传播速度；

S7、第一个节点区域影响传播判定；当第一个节点区域上游的相交基本路段的影响传播速度为小于等于0时，则判定突发事件影响会继续沿着节点区域继续传播至合流匝道段，并继续执行S8；

S8、判断相交基本路段是否产生堵停并计算突发事件影响在相交基本路段的影响传播速度；当所有边界条件都满足时，判定为相交基本路段会产生堵停，再根据交通波波速公式计算得到相交基本路段的影响传播速度；

S9、上游交织区影响传播速度计算；该步骤与步骤S6同步进行，且无论步骤S5中节点容纳能力是否小于节点区域的汇入交通流量，均执行该步骤，通过该步骤确定突发事件影响在上游交织区中的影响传播速度，影响传播速度根据交通波波速公式计算得出；

S10、交织区上游的节点区域影响传播判定；当上游基本路段的影响传播速度小于等于0时，判定为突发事件会继续沿着交织区上游的节点区域继续传播至上游基本路段，并接着执行S11；

S11、判断上游基本路段是否产生堵停并计算突发事件影响在上游基本路段的影响传播速度；当所有边界条件都满足时，判定为上游基本路段产生堵停且突发事件影响将继续上溯，再根据交通波波速公式计算得到上游基本路段的影响传播速度。

2.根据权利要求1所述的突发事件影响在高速公路网中的传播预测方法，其特征在于，所述Logistic的速度密度模型如下：

f₁(k_m)＝0.0025×k_m-0.1538

f₂(r)＝-4.332×r+5.402

其中V表示速度，k表示交通密度，v_f表示自由流速度，r表示重车混入率，k_t表示交通流由自由流变为非自由流的转折密度，k_m表示交通堵塞密度。

3.根据权利要求2所述的突发事件影响在高速公路网中的传播预测方法，其特征在于，所述流量密度模型如下：

其中Q代表在途交通流量。

4.根据权利要求1所述的突发事件影响在高速公路网中的传播预测方法，其特征在于，所述容纳能力基于容纳能力模型计算得出，容纳能力用HNAC表示，容纳能力模型如下：

ω(r_em)＝-690r_em+93

其中Q_em为事发点的交通流量，r_em为事发点的重车混入率。

5.根据权利要求1所述的突发事件影响在高速公路网中的传播预测方法，其特征在于，所述节点区域的汇入交通流量通过交通历史数据获得。