[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

说明书

本发明涉及交通信息及控制技术领域，具体公开了一种突发事件影响在高速公路网中的传播预测方法，包括如下步骤：S1、对高速公路网进行分段；S2、建立包括重车混入率的速度密度模型和流量密度模型并确立边界条件；S3、获取突发事件点的基本情况；S4、计算突发事发路段的传播速度；S5、判断上游节点区域容纳能力是否会溢出；S6、上游合流匝道段影响传播速度计算；S7、第一个节点区域影响传播判定；S8、判断相交基本路段是否产生堵停；S9、上游交织区影响传播速度计算；S10、交织区上游的节点区域影响传播判定；S11、判断上游基本路段是否产生堵停。本方案用以解决现有技术中突发事件下高速公路网传播预测存在缺陷和预测结果准确率不高的问题。

技术领域

本发明涉及交通信息及控制技术领域，具体是一种突发事件影响在高速公路网中的传播预测方法。

背景技术

突发事件往往通过破坏道路基础设施，降低道路通行能力等形式对高速公路网交通产生显著的影响，如自然灾害、事故灾难和公共卫生事件等，造成大范围的交通拥堵和车辆滞留，为道路交通安全和运输效率带来负面的影响。

探究突发事件影响在高速公路网中的传播规律，能够为突发事件下高速公路网的可靠性评估提供理论基础，也能为高速公路网应急救援和疏散工作提供一定的依据，受到了交通管理部门和相关科研单位的重视。

研究突发事件影响在高速公路网中的传播规律，首先需要明确该问题的理论基础。一般情况下，相关研究采用交通波表征突发事件影响在高速公路网中的传播，而以LWR理论、Greenshields速密关系、Payne模型、Kerner模型为代表的交通流理论则成为研究该问题的理论基础。

截至当前，常用的交通流模型一般具有合理的数学逻辑、较高的预测准确性，以及相对明确的物理意义等优点。但是，大多经典模型基本源自于对西方交通流的大规模实地观测，因此仍然存在两方面的不足。其一：大多数观测处于自由流状态，对限制流的监测工作不足；而突发事件下的交通流往往处于限制流甚至堵停状态，因此需要提出适用于限制流的交通流模型。其二：西方国家的汽车工业相对发达，重型车辆往往具备优秀的动力性能，与小型乘用车辆的速度差并不明显，对交通流的影响较小，因此不在主流交通流模型的考虑之内；但是国内重型车辆的动力性能有待提高(据统计，我国大小车的速度差通常大于20km/h，有些路段甚至超过40km/h，而在美国该值小于14km/h)，对交通流的影响较为明显，因此需要在交通流模型之内考虑重车的影响。

此外，当涉及路网问题时，当前研究一般采取两种思路：一种以复杂网络理论为基础开展研究；另一种则将路网拆分为基本路段和节点，分别开展研究。在上述两种思路中，前者将实际路网抽象为简洁的点、线几何结构，适用于路径选择问题和路段(或节点)重要度研究，后者则多用于分析路网交通流的空间分布特征。突发事件影响在高速公路网中的传播规律与交通流的动态特性有关，应采取第二种思路。但是第二种思路下仅仅考虑了正常情况下的交通流流向，仅仅对交通流流向的基本路段进行了传播预测，但是在许多突发事件发生后，突发事件影响可能会沿合流匝道溢出至相交路段中，然目前缺乏对此种情况下的研究和预测。

发明内容

本发明意在提供一种突发事件影响在高速公路网中的传播预测方法，以解决现有技术中突发事件下高速公路网传播预测存在缺陷和预测结果准确率不高的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：

一种突发事件影响在高速公路网中的传播预测方法，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；