[发明专利]基于车路协同的城市主干道缓堵策略仿真评估方法及系统

说明书

本发明提供基于车路协同的城市主干道缓堵策略仿真评估方法及系统，属于城市交通管理与控制技术领域。构建OD溯源平台，识别拥堵车辆轨迹、来源与目的地；构建群体车辆分配多目标优化模型和主干道支路控制模型，确定汇入主干道和支路的交通量；构建VMS选址模型，确定VMS设置点位，实现VMS诱导效果；搭建VISSIM路网模型，针对特殊点位设计缓堵方案，得到评价所需数据；基于多层次模糊综合评价法，构建路网交通运行状态的综合评价体系，评价缓堵方案有效性。本发明追溯拥堵发生源，提出诱导关键进口道流量的缓堵策略；采用车路协同信息诱导及动态子区绿波控制等技术，提出干线交通信号协同联动控制优化方案；进行特殊点位交通设计，化解了交通拥堵痛点区域。

技术领域

本发明涉及城市交通管理与控制技术领域，具体涉及一种基于车路协同的城市主干道缓堵策略仿真评估方法及系统。

背景技术

城市道路交通拥堵问题影响城市可持续发展以及人民生活水平。缓堵策略的提出需要多管齐下，一方面从规划的角度解决居民出行供需矛盾，但受经济水平和城市布局及资源等制约，周期长、难度大；一方面，引入信息科学和互联网技术，改造道路运输系统与管理体系。如何综合考虑交通系统中宏观、中观、微观各层面存在的供需关系，结合大数据技术和车路协同理念，采用系统思维提出科学有效的缓堵策略，并构建一套相应的缓堵策略评估体系，实现缓堵策略生成和功效评估功能一体化，是当下亟待解决的问题。

“交通拥堵”在近十年一直是交通领域的热点问题，近几年的研究方向更是逐步细化，主要研究特定时间、特定区域的交通问题，而对于同时考虑宏微观组织优化、利用系统思维解决拥堵难题的研究，理论体系尚不完善。因此，从宏、中、微观三方面提出综合性的缓堵策略，逐步化解交通拥堵痛点区域，是一项具有重要现实意义的课题。宏观上的科学溯源是解剖城市道路交通拥堵，精准施策，实现城市交通精细化管理的重要前提。目前关于拥堵溯源的研究较少，且溯源结果多是依据特定时间与地域数据的静态结论，不能实时反映复杂多变的现实交通运行状态，同时对于溯源结果缺少可供用户数据查询的可视化溯源系统。中观上的协同治理是实现干线交通信号协同联动的重要依据。目前对于干道多信号联动控制的研究较为广泛，一些智能控制算法如专家系统、遗传算法、递接模糊神经网络控制法等具有良好的应用前景。如何将车路协同技术运用到干线信号联动控制与主路流量分配等方面有待深入研究。微观上的特殊点位设计是厘清拥堵脉络，攻破拥堵痛点的重要手段，此类研究多与仿真技术配合使用。因此，针对城市道路多区域交通无统筹、多断点交通无组织、多措施治堵无协同等现实问题，实施宏观、中观、微观系统化规划设计，实现精准综合治堵至关重要。宏观层面——“理因”，梳理交通需求空间分布，并利用OD溯源AI算法，开发用户交互的数字孪生可视化OD溯源系统，追溯拥堵发生源，提出诱导关键进口道流量的缓堵策略；中观层面——“协同”，采用车路协同信息诱导及动态子区绿波控制等技术，基于Python对VISSIM进行二次开发实现VMS诱导，提出干线交通信号协同联动控制优化方案，打通“微循环”；微观层面——“顺果”，精准施策交通紧张区域，采用微观仿真技术，进行特殊点位交通设计，逐步化解交通拥堵痛点区域。提出缓堵策略后，还应进行策略应用相应的功效评估。交通运行状态评价包括静态评价和动态评价两个范畴，静态评价侧重于交通运行状态标准，而动态评价是在确定交通运行状态标准的基础上，确定不同时刻的运行状态。相比而言，动态评价方法更具实时性和科学性。此外，评价指标权重的确立方法大多侧重于主观权重或客观权重，具有较大的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实现城市交通缓堵策略生成和功效评估功能一体化的基于车路协同的城市主干道缓堵策略仿真评估方法及系统，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一方面，本发明提供一种基于车路协同的城市主干道缓堵策略仿真评估方法，包括：

基于获取的路网交通流数据，构建OD溯源平台，识别拥堵车辆主要轨迹、来源与目的地；