CN101656020A - 基于实测的城市道路交通区域服务水平评估系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了城市道路交通管理和控制技术领域中的一种基于实测的城市道路交通区域服务水平评估系统及方法。技术方案是,所述系统包括微机型微观交通流参数综合测量装置、远程管理系统、后台分析软件系统、区域交通状态建模系统、交通数据信息平台、区域交通动态评估系统六个部分。所述方法是将微机型微观交通流参数综合测量装置安装在现场,对线圈、微波等现场数据进行采集,通过网络或通讯把数据送到数据中心,然后对数据进行一系列分析处理,得到区域交通状态的中观和宏观模型及参数,并最终实现区域交通状态的动态评估和仿真验证,为城市交通管理的协调运行提供了保障。
Description
技术领域
本发明属于城市道路交通管理和控制技术领域,尤其涉及一种基于实测的城市道路交通区域服务水平评估系统及方法。
背景技术
城市道路交通的正常运营是关系到人民生活的切身问题。由于组成交通系统的因素-人车路环境经常受到各种自然或者人为因素的干扰,破坏交通系统的协调性和安全性,导致交通事故或交通拥堵发生。这些事件可能引起严重后果,造成交通系统的协调性和稳定性遭到破坏,局部或大面积区域交通严重拥堵,严重影响人民的出行。对微观或区域的交通状态开展监控和评价一直是交通管理部门研究的重要内容。传统的交通状态评价是以微观数据采集与监视系统为重点,关注的微观交通状态,如路段、交叉口等,缺乏对于区域交通系统的动态状态监测和服务水平评价。目前,交通管理系统主要采用线圈或微波等监测手段,获得流量、速度和占有率等参数,但其不足在于监测量单一,涵盖范围小,仅涉及微观区域,忽略了在中观和宏观层面上的区域交通状态,往往造成对某些微观区域的交通拥堵发生的机理和过程认识不清,影响交通系统管理控制措施的确定和实施。另外,城市内部区域交通系统之间是相互作用、紧密耦合的整体,协调运行对宏观系统稳定非常重要,在研究交通系统协调性问题时必须综合考虑城市交通区域的相互影响。考虑城市区域交通状态的动态耦合性,综合监测区域交通状态的动态参数,定义区域交通的服务水平指标体系,并基于实测数据进行区域交通系统动态评估,国内外还没有相关的研究;并且现代城市道路基础设施的大规模建设,区域交通状态的科学监测和评价对交通管理的影响日益增强。因此,建立切合实际的城市道路交通区域服务水平动态评估方法具有十分重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于实测的城市道路交通区域服务水平评估系统及方法,通过对微观交通的动态参数采集和分析,得到区域交通服务水平的动态模型及指标,实现对区域交通服务水平的评估。
本发明的技术方案是:一种基于实测的城市道路交通区域服务水平评估系统,其特征是所述系统包括微机型微观交通流参数综合测量装置、远程监控系统、后台分析软件系统、服务水平建模系统、集成数据信息平台、动态区域服务水平评估系统六个部分;其中,
所述微机型交通流微观参数综合测量装置包括测量微观参数的计算机、集成线圈和交通数据采集机箱;
所述远程管理系统通过专用网络与微机型微观交通流参数综合测量装置进行通讯,并通过管理工作站或运行方式工作站,对微机型微观交通流参数综合测量装置进行远程操作和管理;
所述后台分析软件系统实现记录数据的解压缩、数据预处理、数据分类和查看以及数据的描述;
所述服务水平建模系统实现区域交通状态的动态评价模型建立、模型参数辨识以及结果的详细信息分类和查看;
所述集成数据信息平台以城市道路交通运行数据为基础,实现对交通流测量状况的确定,用于给动态评估系统提供支持决策信息;
所述动态区域服务水平评估系统在微观交通流数据的基础上,建立区域交通评价指标体系,利用指标体系中的计算方法分析实测区域动态参数数据,实现区域交通系统的动态评估分析,并利用所建立的区域交通评价模型的指标演算仿真实现验证。
所述数据采集机箱内部包括数据收集板、通讯管理板、系统管理板、GPS时间板。
一种基于实测的城市道路交通区域服务水平评估方法,其特征是所述方法包括下列步骤:
步骤1:在现场安装微机型微观交通参数综合测量装置;
步骤2:在后台分析软件系统中,配置各种交通测量参数值;
步骤3:启动微机型微观交通参数综合测量装置;
步骤4:微机型交通流微观参数综合测量装置对线圈数据、微波数据和交通流现场数据进行采集;
步骤5:在采集现场数据后,进行信号滤波处理,获得实测数据;
步骤6:远程管理系统通过网络,管理微机型交通流微观参数综合测量装置获得的实测数据;
步骤7:后台分析软件系统对数据进行预处理;
步骤8:加入交通流数据信息,为道路交通区域服务水平状态评估模型和选择评估模型参数提供决策支持;
步骤9:在道路交通区域服务水平建模系统中,确立中观和宏观区域评价动态模型结构;
步骤10:在道路交通区域服务水平评价模型中,进行模型的参数设定;
步骤11:对评价模型进行计算、显示和保存;
步骤12:利用设计的调查问卷,得到关于交通管理人员、交通参与者对服务水平因素的判断结果,得到实测的道路交通区域服务水平的特征数据。
步骤13:汇总分析各种现场调查的数据,形成规范化的数据文件,以图形化或表格化显示和管理,可输出为Exels文件。
步骤14:利用交通管理资源的配置信息,指定分类区域和重点关注区域,得到不同组合的多粒度区域范围。
步骤15:在集成数据信息平台中,将上一步骤得到的结果与现场调查数据分析数据融合,得出区域状态动态评估结果。
步骤16:利用步骤11所计算的指标模型与现场调查得到的区域服务水平评价结果进行仿真,输出仿真结果,并与实测各项数据进行对比,分析指标评价与现场调查评价结果的拟合程度,其结果以图形化显示。
所述步骤3中,启动微机型微观交通流参数综合测量装置,以速度、流量、占有率为基本判据,计算微观评价指标,直接记录下微观评价结果及其动态参数变化。
本发明克服了以往单一考虑微观交通流动态特性,忽略区域之间的动态耦合特性,造成区域交通状态动态评估偏差的问题,将区域交通服务水平评价指标建模与计算紧密相连,为研究交通系统区域间交通流协调运行积累了资料;同时,通过本发明所得到的区域交通服务水平评价模型参数准确、可靠,接近实际情况,完全适用于交通管理部门的应用实践。
附图说明
图1为基于实测的城市道路交通区域服务水平评估系统构成原理示意图。
图2为基于实测的城市道路交通区域服务水平评估系统硬件原理示意图。
图3为本发明的微机型微观交通流参数综合测量装置面板示意图。
图4为基于实测的城市道路交通区域服务水平评估方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图,对优选实施例作详细说明。应该强调的是,下述说明仅仅是示例性的,而不是为了限制本发明的范围及其应用。
图1为基于实测的城市道路交通区域服务水平评估系统构成原理示意图。图1中,各种异构的交通流参数通过数据采集卡采进微机型综合测量装置的前置PC机,并通过串口实现与站内主机的通讯且可以实时显示数据,还能利用网卡,通过网络与远程端主机进行通讯,在远程主机上由后台分析软件系统进行数据处理,利用指标评价建模系统进行建模分析。
图2为基于实测的城市道路交通区域服务水平评估系统硬件原理示意图。图2中,201表示主工作站,202表示主工作站交换机,203表示远端交换机。
图3为本发明的微机型微观交通流参数综合测量装置面板示意图。包括主机,微机键盘,数据采集机箱。工作人员可以主机和微机键盘实现人机互动,主机和数据采集机箱则是微机型微观交通流参数综合测量装置的核心计算部分。
图4为基于实测的城市道路交通区域服务水平评估方法流程图,图4中,确定微观交通流模型结构,确定模型结构后进行模型参数计算,计算结束后显示评价结果,同时进行结果的保存。
图4中,步骤401:安装微机型微观交通流综合测量装置。根据系统的实际情况,与交通管理人员一起安装微机型微观交通流综合测量装置。微机型微观交通流综合测量装置安放于交通管理中心,各项测量数据通过电缆线传到微机型微观交通流综合测量装置内。安装过程需要明确信号的来源,电缆走线和电缆两头接线的分工,保证接线工艺以及设备良好的运行状况。
步骤402:在后台分析软件系统中,设定测量参数定值。可以设置各路接入数据的设定值。
步骤403:启动微机型微观交通流参数综合测量装置。手动启动,应能可靠启动。直接记录下微观交通流测量的速度、流量和占有率以及动态参数变化。
步骤404:微机型微观交通流参数综合测量装置对线圈、微波等现场数据进行采集,获得路网微观实测数据。
步骤405:在采集现场数据的同时,滤波处理。此部分功能通过微观交通流参数综合测量装置的滤波算法实现。
步骤406:远程管理系统通过网络,管理微机型微观交通流参数综合测量装置采集的现场数据,完成微机型微观交通流参数综合测量装置的数据连接,并管理微机型微观交通流参数综合测量装置的定值资料。远程管理系统各部分功能分析如下:
(1)查看远程滤波文件:把微机型微观交通流参数综合测量装置的磁盘上当前所有的记录文件名目录传输过来,供浏览、选择传送或删除。
(2)删除远程滤波文件:文件目录收到后,可以选择要删除的某个或某些文件。
(3)上载远程滤波远方录波文件:收到文件目录后,选择希望获取的数据上传,也可以选择全部文件上传。
(4)被中断文件续传:传输意外或人工中断后,用该功能可以从中断点续传最后一个被中断的文件。
(5)远程对时:主站给各综合测量装置授时,用来统一各测量装置时钟。
(6)远程手动滤波:用来检验测量装置的记录能力是否正常,查看记录数据的正确性。
(7)远程系统复位:测量装置收到此命令后,自动复位重新引导。
(8)实时数据监视:在短时间隔内,测量装置定时发送各通道信息、告警信息等数据,使管理人员能在远程监视测量装置的运行状态和通道情况。
(9)上载系统文件:把测量装置的配置文件、定值文件上传给主站。
(10)下传系统文件:把更新过的定值参数传给测量装置。此后再远程复位,即可使新定值生效。这一功能具备访问控制,须输入操作口令。
(11)远程通讯复位:使当前连接恢复一个干净的状态。
(12)串口通讯仿真:开发人员可对串口通讯进行仿真。
步骤407:后台分析软件系统对数据进行预处理。数据预处理的作用是将微观交通流参数综合测量装置记录的动态参数数据首先解压缩,然后经过计算生成可读的文本文件格式。
步骤408:加入交通管理资源的配置数据信息,为确立区域的动态划分、组合和选择模型参数提供决策支持,实现对各交通分管部门的辖区和管理状况的确定。交通数据信息平台用于给动态评估系统提供支持集成的共享信息,以供选择指标计算的参数。
步骤409:在区域交通服务水平建模系统中,确立区域评价动态模型结构。
步骤410:在服务水平评价模型中,进行模型的参数设定。设定程序是一个优化程序,需要给定初始值、起止时间和计算参数限值,可以直接按自己的要求定制,可以在程序界面上直接修改。模型参数设定程序采用的数据是数据预处理输出文件。
步骤411:对指标模型进行计算、显示和保存。每个区域服务水平计算出的数据都对应一组区域划分、资源配置和作用范围参数,按行存放到按区域命名的文件中,得到的是一个指标计算库,可方便查看指标变量的详细信息。
步骤412:利用设计的调查问卷,得到关于交通管理人员、交通参与者对服务水平因素的判断结果,得到实测区域服务水平的特征数据。
步骤413:汇总分析各种现场调查的数据,形成规范化的数据文件,以图形化或表格化显示和管理,可输出为*.xls文件。
步骤414:利用交通管理资源的配置信息,指定分类区域和重点关注区域,得到不同组合的多粒度区域范围。
步骤415:将上一步骤得到的结果与现场调查数据分析数据融合,得出区域状态动态评估结果。
步骤416:利用步骤411所计算的指标模型与现场调查得到的区域服务水平评价结果进行仿真,输出仿真结果,并与实测各项数据进行对比,分析指标评价与现场调查评价结果的拟合程度,其结果以图形化显示。
步骤417:最后,根据评价结果指导路网交通流管理决策。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1、一种基于实测的城市道路交通区域服务水平评估系统,其特征是所述系统包括微机型微观交通流参数综合测量装置、远程监控系统、后台分析软件系统、服务水平建模系统、集成数据信息平台、动态区域服务水平评估系统六个部分;其中,
所述微机型交通流微观参数综合测量装置包括测量微观参数的计算机、集成线圈和交通数据采集机箱;
所述远程管理系统通过专用网络与微机型微观交通流参数综合测量装置进行通讯,并通过管理工作站或运行方式工作站,对微机型微观交通流参数综合测量装置进行远程操作和管理;
所述后台分析软件系统实现记录数据的解压缩、数据预处理、数据分类和查看以及数据的描述;
所述服务水平建模系统实现区域交通状态的动态评价模型建立、模型参数辨识以及结果的详细信息分类和查看;
所述集成数据信息平台以城市道路交通运行数据为基础,实现对交通流测量状况的确定,用于给动态评估系统提供支持决策信息;
所述动态区域服务水平评估系统在微观交通流数据的基础上,建立区域交通评价指标体系,利用指标体系中的计算方法分析实测区域动态参数数据,实现区域交通系统的动态评估分析,并利用所建立的区域交通评价模型的指标演算仿真实现验证。
2、根据权利要求1所述的基于实测的城市道路区域交通状态动态评估系统,其特征是所述数据采集机箱内部包括数据收集板、通讯管理板、系统管理板、GPS时间板。
3、一种基于实测的城市道路交通区域服务水平评估方法,其特征是所述方法包括下列步骤:
步骤1:在现场安装微机型微观交通参数综合测量装置;
步骤2:在后台分析软件系统中,配置各种交通测量参数值;
步骤3:启动微机型微观交通参数综合测量装置;
步骤4:微机型交通流微观参数综合测量装置对线圈数据、微波数据和交通流现场数据进行采集;
步骤5:在采集现场数据后,进行信号滤波处理,获得实测数据;
步骤6:远程管理系统通过网络,管理微机型交通流微观参数综合测量装置获得的实测数据;
步骤7:后台分析软件系统对数据进行预处理;
步骤8:加入交通流数据信息,为道路交通区域服务水平状态评估模型和选择评估模型参数提供决策支持;
步骤9:在道路交通区域服务水平建模系统中,确立中观和宏观区域评价动态模型结构;
步骤10:在道路交通区域服务水平评价模型中,进行模型的参数设定;
步骤11:对评价模型进行计算、显示和保存;
步骤12:利用设计的调查问卷,得到关于交通管理人员、交通参与者对服务水平因素的判断结果,得到实测的道路交通区域服务水平的特征数据。
步骤13:汇总分析各种现场调查的数据,形成规范化的数据文件,以图形化或表格化显示和管理,可输出为Exels文件。
步骤14:利用交通管理资源的配置信息,指定分类区域和重点关注区域,得到不同组合的多粒度区域范围。
步骤15:在集成数据信息平台中,将上一步骤得到的结果与现场调查数据分析数据融合,得出区域状态动态评估结果。
步骤16:利用步骤11所计算的指标模型与现场调查得到的区域服务水平评价结果进行仿真,输出仿真结果,并与实测各项数据进行对比,分析指标评价与现场调查评价结果的拟合程度,其结果以图形化显示。
4、根据权利要求3所述的一种基于实测的城市道路交通区域服务水平评估方法,其特征是所述步骤3中,启动微机型微观交通流参数综合测量装置,以速度、流量、占有率为基本判据,计算微观评价指标,直接记录下微观评价结果及其动态参数变化。
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