CN102270387A - 一种公路交通疏导方法 - Google Patents

Abstract

一种公路交通疏导方法：当发现交通意外事件后，确定事发点N和事件引起的排队尾端位置M，与M直接相连的上游交叉口集合O₁，与N直接相连的下游交叉口集合D₁，交叉口集合O_i为与交叉口集合O_i-1中交叉口直接相连的上游交叉口集合，交叉口集合D_j为与交叉口集合D_j-1中交叉口直接相连的下游交叉口集合，疏导范围表示为

当n＝1，m＝1时，确定初始疏导范围(O₁，D₁)；采用基于增量分配的交通疏导方法，在疏导范围内对交通进行疏导；对疏导结果合理性判断：若疏导范围内各疏导路段的交通流量未超过其实际通行能力，则疏导结果合理，生成疏导方案，否则，扩大疏导范围，然后采用基于增量分配的交通疏导方法，在扩大后的疏导范围内对交通进行疏导。

Description

一种公路交通疏导方法

技术领域

本发明涉及在公路上发生突发交通事件导致拥堵排队后，根据事件引发的拥堵排队长度、事发路段周边路网布局及交通流量情况，确定交通疏导范围以及该范围内的疏导方案，为公路突发交通事件的处理、交通处置措施的实施提供依据。属于公路交通控制领域。 

背景技术

公路上发生突发交通事件后，将严重影响交通的正常运行，需要及时对未进入拥堵路段的交通量进行合理疏导，避免交通拥堵恶化，缓解事件造成的不利影响。为了保证疏导的合理性，需要确定一种实用的疏导方法，生成有效的疏导方案。国内外学者在突发交通事件交通疏导方面进行了一些研究，但现有的研究存在一些不足：(1)已有的疏导模型或疏导方法多数针对于城市突发交通事件，由于公路网络结构及流量特点不同于城市道路网，已有疏导方法不能适用于公路突发交通事件下的疏导；(2)已有的交通疏导方法，建立的疏导目标基本围绕于网络费用最小、总时间最小或者可达性较好，疏导方案产生速度慢、效率低，而公路突发交通事件的处理对时间要求比较紧迫，所以应以快速疏导为目标，确定疏导方法。 

经发明人长期研究发现，根据事件影响程度以及周边路段流量情况，可以合理确定交通疏导范围，确定各疏导起点疏导交通量，并结合改进的增量分配法，实现对拥堵排队点上游的交通量实施疏导，避免更大程度的拥堵排队，保证公路网最大程度地畅通，减少突发交通事件对公路网造成的负面影响，保障事件的快速处置。 

发明内容

技术问题： 

本发明的主要目的是提供一种公路交通疏导方法，该方法与突发交通事件影响程度及公路交通特性相适应，能起到及时有效缓解拥堵道路交通压力，避免影响周边道路上交通正常运行的作用。 

技术方案：为达到上述目的，本发明提出的一种公路交通疏导方法，通过路网 数据的采集，确定初始疏导范围，在初始疏导范围内按照所述交通疏导方法进行交通疏导，若疏导结果合理，则生成疏导方案；否则扩大疏导范围，在扩大后的疏导范围内再次进行交通疏导；以此循环，直至生成疏导方案。 

具体疏导步骤为： 

步骤(1)初始化：当发现交通意外事件后，确定事件发生点N和事件引起的排队尾端位置M，与M直接相连的上游交叉口集合O₁，与N直接相连的下游交叉口集合D₁，定义M上游的第i个交叉口集合O_i为与M上游的第i-1个交叉口集合O_i-1中交叉口直接相连的上游交叉口集合，其中i≥2且为正整数，并将O_i定义为第i级疏导起点集合；定义N下游的第j个交叉口集合D_j为与N下游的第j-1个交叉口集合D_j-1中交叉口直接相连的下游交叉口集合，其中j≥2且为正整数，并将D_j定义为第j级疏导讫点集合，疏导范围则表示为 

其中n＝1，2，3......，m＝1，2，3......，当n＝1，m＝1时，确定初始疏导范围(O₁，D₁)，表示初始疏导范围内包含第1级疏导起点、第1级疏导讫点及疏导起点与疏导讫点之间的路段， 

步骤(2)采用基于增量分配的交通疏导方法，在疏导范围内对交通进行疏导， 

步骤(3)疏导结果合理性分析：若疏导范围内各疏导路段的交通流量未超过其实际通行能力，则疏导结果合理，生成疏导方案；否则，转至步骤(4)， 

步骤(4)扩大疏导范围：在疏导范围 

中，若n＝m，则寻找与O_n直接相连的上游交叉口集合O_n+1，扩大后的疏导范围为 转至步骤(2)；若n≠m，则寻找与D_m直接相连的下游交叉口集合D_m+1，扩大后的疏导范围为 

转至步骤(2)， 

所述的基于增量分配的交通疏导方法为： 

步骤①确定疏导起点疏导量：起点的疏导总量q＝Q-C′，Q为事发路段M→N 方向，在正常交通的情况下的交通量， 

其中Q_k为正常交通情况下，疏导范围内各疏导起点流经事发路段的交通量，k＝1，2，3……p，p为疏导范围内所有疏导起点的总数；C′为根据事发路段检测设备，实时采集的事发路段M→N方向的实际通行能力，事发后每一个疏导起点需要疏导的交通量 

步骤②疏导范围内各路段流量、路段行驶时间及路径行驶时间的初始化：将每一个疏导起点需要疏导的交通量ΔQ_k从疏导范围 

内的含有事发路段交通量的路段上的正常交通流量中剔除，确定疏导范围 

内的疏导前的各路段初始化流量q_r，其中r为疏导范围内的任意一条路段；将每一个疏导起点需要疏导的交通量ΔQ_k平均分为10份，即 

根据疏导前经过初始化的各路段交通量q_r、路段实际通行能力c_r、路段自由流出行时间t_r ⁰，计算每个路段初始化行驶时间 

并计算起讫点路径行驶时间 

其中，k表示第k个疏导起点，R_k表示第k个疏导起点的任一路径内所有路段的集合， 

步骤③交通分配：以行驶时间最短为目标，将每一个疏导起点的交通量Δq_k分配到行驶时间最短的路径上，并更新各路段交通量q_r， 

步骤④更新各起讫点的路径行驶时间：根据更新后的各路段交通量q_r、路段通行能力c_r、路段自由流出行时间t_r ⁰，更新每个路段的行驶时间 

并重新计算起讫点路径行驶时间 

⑤判定分配是否结束：如果交通分配次数已达10，结束分配；否则，转至步骤③。 

有益效果： 

本发明根据公路突发交通事件影响程度、事发路段周边路网流量状况，对拥堵 排队点上游未到达拥堵路段交通量在周边路网上进行合理疏导，保证整个路网的畅通，同时为交通事件的处置提供更多的时间与空间支持。 

1、提出了疏导范围扩大的方法，可以适应各种影响程度下的交通疏导，避免了受突发交通事件影响程度的制约，能够解决更大范围公路网的交通疏导问题，为疏导范围的确定提供了有效保障。 

2、给出了各疏导起点具体疏导交通量的确定方法，为进行交通疏导提供了可靠的数据保障，避免了人为判断误差的出现； 

3、将传统增量分配法步骤引入到疏导过程中，同时为与疏导时路段及流量参数的特殊性相适应，对其进行了修正，避免了增量分配法在疏导中的不适性。 

附图说明

图1公路交通疏导方法流程图； 

图2以增量分配法为核心进行交通疏导的流程图； 

图3公路网示意图。 

具体实施方式

步骤(1)初始化：当发现交通意外事件后，确定事件发生点N和事件引起的排队尾端位置M，与M直接相连的上游交叉口集合O₁，与N直接相连的下游交叉口集合D₁，定义M上游的第i个交叉口集合O_i为与M上游的第i-1个交叉口集合O_i-1中交叉口直接相连的上游交叉口集合，其中i≥2且为正整数，并将O_i定义为第i级疏导起点集合；定义N下游的第j个交叉口集合D_j为与N下游的第j-1个交叉口集合D_j-1中交叉口直接相连的下游交叉口集合，其中j≥2且为正整数，并将D_j定义为第j级疏导讫点集合，疏导范围则表示为 

其中n＝1，2，3......，m＝1，2，3......，当n＝1，m＝1时，确定初始疏导范围(O₁，D₁)，表示初始疏导范围内包含第1级疏导起点、第1级疏导讫点及疏导起点与疏导讫点之间的路段， 

步骤(2)采用基于增量分配的交通疏导方法，在疏导范围内对交通进行疏导， 

步骤(3)疏导结果合理性分析：若疏导范围内各疏导路段的交通流量未超过其 实际通行能力，则疏导结果合理，生成疏导方案；否则，转至步骤(4)，其中公路路段实际通行能力可采用交通届公认的计算方法求解获得，参见徐吉谦主编的《交通工程总论》：75-76页， 

步骤(4)扩大疏导范围：在疏导范围 中，若n＝m，则寻找与O_n直接相连的上游交叉口集合O_n+1，扩大后的疏导范围为 

转至步骤(2)；若n≠m，则寻找与D_m直接相连的下游交叉口集合D_m+1，扩大后的疏导范围为 转至步骤(2)， 

所述的基于增量分配的交通疏导方法为： 

步骤①确定疏导起点疏导量：起点的疏导总量q＝Q-C′，Q为事发路段M→N方向，在正常交通的情况下的交通量， 

其中Q_k为正常交通情况下，疏导范围内各疏导起点流经事发路段的交通量，k＝1，2，3……p，p为疏导范围内所有疏导起点的总数；C′为根据事发路段检测设备，实时采集的事发路段M→N方向的实际通行能力，事发后每一个疏导起点需要疏导的交通量 

步骤②疏导范围内各路段流量、路段行驶时间及路径行驶时间的初始化：将每一个疏导起点需要疏导的交通量ΔQ_k从疏导范围 内的含有事发路段交通量的路段上的正常交通流量中剔除，确定疏导范围 内的疏导前的各路段初始化流量q_r，其中r为疏导范围内的任意一条路段；将每一个疏导起点需要疏导的交通量ΔQ_k平均分为10份，即 

根据疏导前经过初始化的各路段交通量q_r、路段实际通行能力c_r、路段自由流出行时间t_r ⁰，计算每个路段初始化行驶时间 

并计算起讫点路径行驶时间 

其中，k表示第 k个疏导起点，R_k表示第k个疏导起点的任一路径内所有路段的集合， 

步骤③交通分配：以行驶时间最短为目标，将每一个疏导起点的交通量Δq_k分配到行驶时间最短的路径上，并更新各路段交通量q_r， 

步骤④更新各起讫点的路径行驶时间：根据更新后的各路段交通量q_r、路段通行能力c_r、路段自由流出行时间t_r ⁰，更新每个路段的行驶时间 

并重新计算起讫点路径行驶时间 

⑤判定分配是否结束：如果交通分配次数已达10，结束分配；否则，转至步骤③。 

结合附图，对本发明做进一步说明： 

(1)如附图3所示，当发现突发交通事件发生在o₁d₁间，影响交通流方向为o₁→d₁时，确定初始的疏导范围为上游交叉口集合{o₁}、下游交叉口集合{d₁}和{o₁}与{d₁}之间的路径o₁a₀d₁、o₁b₀d₁。 

(2)根据历史数据，采集事发路段o₁→d₁方向，在正常交通情况下的交通量为6660pcu/h，事发后的实际通行能力为4400pcu/h，计算需要疏导的总交通量q＝6660pcu/h-4400pcu/h＝2260pcu/h。因此，疏导起点o₁需要疏导交通量为2260pcu/h，并将疏导起点o₁需要疏导交通量平均分为10份，即Δq_k＝226pcu/h。 

(3)采集疏导前各路段初始化流量q_r、路段实际通行能力c_r、路段自由流出行时间t_r ⁰，如附图3所示，计算每个路段初始化行驶时间 

并计算两条路径o₁a₀d₁、o₁b₀d₁的行驶时间。以路径行驶时间最短为目标，将疏导起点o₁的交通量Δq_k分配到最短路径上。分配后，更新各路段交通量q_r。并根据路段实际通行能力c_r、路段自由流出行时间t_r ⁰，更新每个路段的行驶时间 

计算两条路径o₁a₀d₁、o₁b₁d₁的行驶时间。 

(4)如果交通分配次数等于10，结束分配，分配结果如见表1： 

表1疏导范围下的疏导结果 

根据表1的疏导结果可知：参与疏导路段o₁a₀与b₀d₁的最终流量均大于两者的实际通行能力。所以疏导结果不合理，需要扩大疏导范围，重新进行疏导。 

(5)扩大的疏导范围为上游交叉口集合{o₁，o₂，a₁，b₁，}、下游交叉口集合{d₁}及其之间的14条路径，见表2。通过上述步骤在新的疏导范围内对交通流重新分配，分配结果如表2所示： 

表2扩大的疏导范围内交通流疏导结果 

O₁根据表2的疏导结果可知：参与疏导路段的交通量均小于路段实际通行能力，疏导结果合理，生成疏导方案。 

Claims (1)

1.一种公路交通疏导方法，其特征在于，所述方法的具体步骤为：

步骤(1)初始化：当发现交通意外事件后，确定事件发生点N和事件引起的排队尾端位置M，与M直接相连的上游交叉口集合O₁，与N直接相连的下游交叉口集合D₁，定义M上游的第i个交叉口集合O_i为与M上游的第i-1个交叉口集合O_i-1中交叉口直接相连的上游交叉口集合，其中i≥2且为正整数，并将O_i定义为第i级疏导起点集合；定义N下游的第j个交叉口集合D_j为与N下游的第j-1个交叉口集合D_j-1中交叉口直接相连的下游交叉口集合，其中j≥2且为正整数，并将D_j定义为第j级疏导讫点集合，疏导范围则表示为

其中n＝1，2，3......，m＝1，2，3......，当n＝1，m＝1时，确定初始疏导范围(O₁，D₁)，表示初始疏导范围内包含第1级疏导起点、第1级疏导讫点及疏导起点与疏导讫点之间的路段，

步骤(2)采用基于增量分配的交通疏导方法，在疏导范围内对交通进行疏导，

步骤(3)疏导结果合理性分析：若疏导范围内各疏导路段的交通流量未超过其实际通行能力，则疏导结果合理，生成疏导方案；否则，转至步骤(4)，

步骤(4)扩大疏导范围：在疏导范围

中，若n＝m，则寻找与O_n直接相连的上游交叉口集合O_n+1，扩大后的疏导范围为转至步骤(2)；若n≠m，则寻找与D_m直接相连的下游交叉口集合D_m+1，扩大后的疏导范围为

转至步骤(2)，

所述的基于增量分配的交通疏导方法为：

步骤①确定疏导起点疏导量：起点的疏导总量q＝Q-C′，Q为事发路段M→N方向，在正常交通的情况下的交通量，其中Q_k为正常交通情况下，疏导范围内各疏导起点流经事发路段的交通量，k＝1，2，3……p，p为疏导范围内所有疏导起点的总数；C′为根据事发路段检测设备，实时采集的事发路段M→N方向的实际通行能力，事发后每一个疏导起点需要疏导的交通量

步骤②疏导范围内各路段流量、路段行驶时间及路径行驶时间的初始化：将每一个疏导起点需要疏导的交通量ΔQ_k从疏导范围

内的含有事发路段交通量的路段上的正常交通流量中剔除，确定疏导范围

内的疏导前的各路段初始化流量q_r，其中r为疏导范围内的任意一条路段；将每一个疏导起点需要疏导的交通量ΔQ_k平均分为10份，即

根据疏导前经过初始化的各路段交通量q_r、路段实际通行能力c_r、路段自由流出行时间t_r ⁰，计算每个路段初始化行驶时间并计算起讫点路径行驶时间

其中，k表示第k个疏导起点，R_k表示第k个疏导起点的任一路径内所有路段的集合，

步骤③交通分配：以行驶时间最短为目标，将每一个疏导起点的交通量Δq_k分配到行驶时间最短的路径上，并更新各路段交通量q_r，

步骤④更新各起讫点的路径行驶时间：根据更新后的各路段交通量q_r、路段通行能力c_r、路段自由流出行时间t_r ⁰，更新每个路段的行驶时间

并重新计算起讫点路径行驶时间

⑤判定分配是否结束：如果交通分配次数已达10，结束分配；否则，转至步骤③。

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