[发明专利]一种高速公路突发交通事件影响范围的确定方法

摘要

一种高速公路突发交通事件影响范围的确定方法，涉及在完全控制出入的高速公路基本路段上发生突发交通事件后，确定交通事件的影响范围。具体包括以下步骤：基于检测器获取上游行车道及事发点的交通量与密度；利用冲击波理论计算集结波速度及影响长度；判断得出的影响长度是否超出事发点到当前上游出入口匝道的长度；最后确定突发交通事件的影响范围。本发明可以达到实时、准确预测突发交通事件影响范围，从而提高突发交通事件快速处置措施实施效率的目的。

主权项

一种高速公路突发交通事件影响范围的确定方法，其特征在于，所述方法的具体步骤为：步骤1‑1)利用距离事发点最近的车辆检测器，得到上游初始行车道交通量q0和上游初始行车道平均速度u0，则上游初始行车道密度k0为： k 0 = q 0 u 0 , 上游初始行车道交通量q0的单位：pcu/h，上游初始行车道平均速度u0的单位：km/h，上游初始行车道密度k0的单位：pcu/km，步骤1‑2)根据事发点的车道数Ln和封闭车道数sLn，确定有效通行能力系数μ，则事发点通行能力CB为：CB＝μC，其中，C为道路通行能力，则事发点交通量qB＝CB，事发点密度kB由下式得到， q B = u f k B - u f k B 2 k j , 其中，路段阻塞密度kj一般取为100‑150pcu/km，自由流速度uf一般取为100‑120km/h，事发点的车道数Ln和封闭车道数sLn的单位：条，事发点通行能力CB和道路通行能力C的单位：pcu/h，事发点密度kB的单位：pcu/km，步骤1‑3)根据上游初始行车道交通量q0、上游初始行车道密度k0、事发点交通量qB与事发点密度kB，得到集结波波速wu为： w u = q 0 - q B k 0 - k B , 集结波波速wu的单位：km/h，步骤1‑4)基于冲击波理论，采用影响长度即突发交通事件发生之后受到影响的最后一辆车距离事件发生点的长度来表征影响范围，则影响长度Fl为 Fl = ( a · HV + b ) · w u t , μC < q 0 ≤ 1600 ( c · HV + d ) · w u t β · w u t ( HV ≤ HV 0 ) ( HV > HV 0 ) 1600 < q 0 ≤ 1800 ( e · q 0 + f ) · w u t , 1800 < q 0 ≤ 2200 其中，HV为路段大车率，单位：％，t为事件发生到事件排除间的预测时间，单位：min，HV0为临界大车率，单位：％，影响长度Fl的单位：km，a，b，c，d，e，f，β均为回归参数，步骤1‑5)若得出的影响长度超出事发点到上游第1个出入口匝道的长度，则转入步骤2)；否则，则进入步骤1‑6)，确定交通事件的影响范围，步骤1‑6)确定交通事件的影响范围：步骤1‑6‑1)根据道路通行能力C、路段阻塞密度kj与路段自由流速度uf，则饱和交通量qC＝C，饱和密度kC由下式得到： q C = u f k C - u f k C 2 k j , 饱和交通量qC的单位：pcu/h，饱和密度kC的单位：pcu/km，步骤1‑6‑2)根据交通事件的属性参数，确定参数评分Xi，i＝1，2，...，7，并得目标交通事件的严重程度值I为： I = Σ i = 1 7 X i , 再根据所得严重程度值I，确定事故平均处理时间T1为： T 1 = 38 , I ≤ 3 51,4 ≤ I ≤ 5 64,6 ≤ I ≤ 7 91,8 ≤ I ≤ 10 132 , I ≥ 11 , 事故平均处理时间T1单位是min，步骤1‑6‑3)根据事故平均处理时间T1，得到排队持续时间T2为： T 2 = ( q B - q C ) / ( k B - k C ) ( q B - q C ) / ( k B - k C ) - ( q 0 - q B ) / ( k 0 - k B ) · T 1 , 排队持续时间T2单位是min，步骤1‑6‑4)根据预测时间t、事故平均处理时间T1和排队持续时间T2的关系，确定该预测时间所对应的交通事件的影响范围，若0≤t≤T1，则处在核心影响圈，若T1＜t≤T2，则处在次级影响圈，所述确定方法结束；步骤2)令n＝1，步骤3)利用上游第n个出入口匝道处的车辆检测器，得到上游行车道交通量qn和上游行车道平均速度un，n∈[1，2，…，∞)，则上游行车道密度kn为： k n = q n u n , 上游行车道交通量qn的单位：pcu/h，上游行车道平均速度un的单位：km/h，上游行车道密度kn的单位：pcu/km，步骤4)根据事发点的车道数Ln和封闭车道数sLn，确定有效通行能力系数μ，则事发点通行能力CB为：CB＝μC，其中，C为道路通行能力，则事发点交通量qB＝CB，事发点密度kB由下式得到， q B = u f k B - u f k B 2 k j , 其中，路段阻塞密度kj一般取为100‑150pcu/km，自由流速度uf一般取为100‑120km/h，事发点的车道数Ln和封闭车道数sLn的单位：条，事发点通行能力CB和道路通行能力C的单位：pcu/h，事发点密度kB的单位：pcu/km，步骤5)根据上游行车道交通量qn、上游行车道密度kn、事发点交通量qB与事发点密度kB，得到集结波波速wu为： w u = q n - q B k n - k B , 集结波波速wu的单位：km/h，步骤6)基于冲击波理论，采用影响长度即突发交通事件发生之后受到影响的最后一辆车距离事件发生点的长度来表征影响范围，则影响长度Fl为 Fl = ( a · HV + b ) · w u t , μC < q n ≤ 1600 ( c · HV + d ) · w u t β · w u t ( HV ≤ HV 0 ) ( HV > HV 0 ) 1600 < q n ≤ 1800 ( e · q n + f ) · w u t , 1800 < q n ≤ 2200 其中，HV为路段大车率，单位：％，t为事件发生到事件排除间的预测时间，单位：min，HV0为临界大车率，单位：％，影响长度Fl的单位：km，a，b，c，d，e，f，β均为回归参数，步骤7)若得出的影响长度没有超出事发路段到第n+1个上游出入口匝道的长度，则进入步骤8)，确定交通事件的影响范围；否则，令n＝n+1次，转到步骤3)，步骤8)确定交通事件的影响范围：步骤8‑1)根据道路通行能力C、路段阻塞密度kj与路段自由流速度uf，则饱和交通量qC＝C，饱和密度kC由下式得到： q C = u f k C - u f k C 2 k j , 饱和交通量qC的单位：pcu/h，饱和密度kC的单位：pcu/km，步骤8‑2)根据交通事件的属性参数，确定参数评分Xi，i＝1，2，...，7，并得目标交通事件的严重程度值I为： I = Σ i = 1 7 X i , 再根据所得严重程度值I，确定事故平均处理时间T1为： T 1 = 38 , I ≤ 3 51,4 ≤ I ≤ 5 64,6 ≤ I ≤ 7 91,8 ≤ I ≤ 10 132 , I ≥ 11 , 事故平均处理时间T1单位是min，步骤8‑3)根据事故平均处理时间T1，得到排队持续时间T2为： T 2 = ( q B - q C ) / ( k B - k C ) ( q B - q C ) / ( k B - k C ) - ( q 0 - q B ) / ( k 0 - k B ) · T 1 , 排队持续时间T2单位是min，步骤8‑4)根据预测时间t、事故平均处理时间T1和排队持续时间T2的关系，确定该预测时间所对应的交通事件的影响范围，若0≤t≤T1，则处在核心影响圈，若T1＜t≤T2，则处在次级影响圈。