CN104851285B - 一种分转向进行负载统计的路网负载标示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分转向进行负载统计的路网负载标示方法，包括（S1）定义一个用于反映路网路口信息的多重对映容器；（S2）记录每个路口带有方向性的车流量通行信息；（S3）根据车辆在路口的行为方向对车流量通行信息分类并计算，获得每个路口在各方向关联的道路的负载信息；（S4）将获得的负载信息导入多重对映容器中，得到整个路网的负载信息。本发明通过对路网路口车辆行驶方向性的设定、统计和分类，获得路口处不同转向车流的道路负载情况，再加入具有方向性的道路节点口的路径属性，最终获得整个路网带有方向性的负载标示，便于对车辆的道路行驶需求进行控制和导航，从而实现道路的最大化负载利用，使得整个路网更高精度地负载均衡。
Description
技术领域
本发明涉及路网负载和车辆导航技术领域，具体地讲，是涉及一种分转向进行负载统计的路网负载标示方法。
背景技术
由交通流理论可知，某路段的设计通行能力为D=1/T（辆/h），T为车辆通过该路口所需时间，即T=Td+Tw，其中Td为车辆平均行驶通过时间，该时间与路段设计时速相关，Tw为车辆在该路口等待通行时间，则该路段设计通行能力D = 3600 / (Td + Tw) ……(1)，对于某路段，存在实际交通量Q = 3600 / (Td’ + Tw’) ……(2)。
当某路段的交通量Q（辆/h）逐渐增大，达到Q/D=1时，路段上的车辆将开始产生拥挤。为了减缓交通拥挤，需要保证在Q/D不能超过1的情况下，尽可能的通行更多的车流量，以C表示链路的可用容量。在城市路网中，N相当于路口，E相当于路段，C相当于路段的可通行交通量，一般的，C = f(D,Q) ……(3)为关于该路段车辆交通量和该路段设计交通量的函数，例如C = D - Q。
实际道路的车辆行驶导向往往是复合方向，即除了常规的双向车流外，还含有左转车辆、右转车辆，由于不同国家交通法规制定的车辆导向规则的差异，当并入另外一条道路需要跨越对向车道时，往往需要进行通行等待，而并入另外一条道路不需要跨越对向车道时，则可以在不影响车道上已有车辆通行的前提下无需等待通行，以我国交通规则为例，在道路交叉口，左转车辆需要停车等待指示通行，而右转车辆则可以在安全的前提下随时通行。
这样不对等的通行条件就造成了同一条道路上不同行驶转向的车流具有不同的通过率，造成在同一路段上不同行驶转向的车流负载的差异，右转车流量负载一定时间累积后，如果不及时控制，将会造成该路段不同的车流量负载相互影响，一般来说，高负载的车流量最终将导致低负载的车流量也上升，最终导致整个路段的负载上升，严重时造成该路段拥塞。本发明通过长期的统计研究，发现并指出上述因转向车流引起的路网负载变化情况，并提出解决方案，而现有技术中缺乏这种有效快速地指示和反馈带有转向属性的车流负载信息，并不能解决因转向车流负载导致的路段负载上升的问题。
发明内容
为克服现有技术存在的上述问题，本发明提供一种构思新颖、方便实用的分转向进行负载统计的路网负载标示方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种分转向进行负载统计的路网负载标示方法，包括如下步骤：
（S1）定义一个用于反映路网路口信息的多重对映容器multimap，用于储存记录具有方向特征的路段道路信息；
（S2）记录每个路口带有方向性的车流量通行信息；
（S3）根据车辆在路口的行为方向对上述获得的车流量通行信息分类并计算，获得每个路口在各方向关联的道路的负载信息；
（S4）将获得的带有方向特征的负载信息导入多重对映容器multimap中，得到整个路网道路节点口的负载信息，实现带方向特征的路网负载标示。
具体地，所述步骤（S1）中，所定义的多重对映容器multimap将每个路口名称i作为key值，与之相连的道路名称j作为与key值对映的元素，用j的不同取值区分车辆在路口的行为方向。
进一步地，将所述道路名称j的每个值定义为一个类，其中包含的成员变量包括各方向的车流量、平均速度和通行等待时间。
进一步地，所述步骤（S2）中，通过安装在路口的传感设备或GPS来记录车流量通行信息。
其中，所述记录的车流量通行信息包括经过该路口往各方向行驶的车辆的平均速度Vij和车辆往各方向行驶的通行等待时间Wij。
更进一步地，所述步骤（S3）中，通过关联函数Qij = f(Vij,Wij)分类求得经过该路口往各方向行驶的车流量Qij。
更进一步地，所述步骤（S4）中，重复计算每个路口的车流量和负载信息，初始化每个路口相连的每条道路的成员变量，获得整个路网的具有方向性的道路节点口的负载信息。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明在交通流理论上经长期实践统计研究发现，路网负载在一定程度上受到转向车流量因素影响，对此提出将路口车辆转向属性加入路网负载模型中优化路网负载计算的设计思路，通过对路网路口车辆行驶方向性的设定、统计和分类，获得路口处不同转向车流的道路负载情况，再加入具有方向性的道路节点口的路径属性，最终获得整个路网带有方向性的负载标示，便于对车辆的道路行驶需求进行控制和导航，从而实现道路的最大化负载利用，同时使得整个路网负载更高精度的均衡，并且本发明构思新颖，视角独特，设计巧妙，具有广泛的应用前景，适合推广应用。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
为了优化路网负载模型的测算精度，本发明提出在具有方向性的道路节点口的路径属性中加入将路网路口车流的方向性特征这一思路，并提供了该分转向进行负载统计的路网负载标示方法，该方法具体包括如下4个步骤，如图1所示：
（S1）定义一个用于反映路网路口信息的多重对映容器multimap，用于储存记录具有方向特征的路段道路信息。其中，所定义的多重对映容器multimap将每个路口名称i作为key值，与之相连的道路名称j作为与key值对映的元素，用j的不同取值区分车辆在路口的行为方向。通常来讲，具有相同key值的元素个数大多为对应T型路口的2个、对应十字路口的3个，当然也有特殊情况的五岔路等，因此在应用中可以对j的取值方式进行相应规则的编号，如按路口顺/逆时针方向的转向方向进行依次编号，或其他特定方式编号，本实施例中为了方便描述，则以十字路口这种常见的路口为基准，设定j=1为右转方向，j=2为直行方向，j=3为左转方向。将j的每个编号对应的内容定义为一个类，其中每个类包含的成员变量包括各方向的车流量Q、平均速度V和通行等待时间W。
（S2）通过安装在路口的传感设备或GPS，记录每个路口带有方向性的车流量通行信息，那么对于每个路口i相连的每一条带有方向性的道路可记为ij。
所记录的车流量通行信息包括经过该路口往各方向行驶的车辆的平均速度Vij和车辆往各方向行驶的通行等待时间Wij。对本实施例来说，记录的信息包括Vi1，Vi2，Vi3，Wi1，Wi2和Wi3。
（S3）根据车辆在路口的行为方向对上述获得的车流量通行信息分类并计算，获得每个路口在各方向关联的道路的负载信息。具体来说，该步骤中先通过关联函数Qij = f(Vij,Wij)分类求得经过该路口往各方向行驶的车流量Qij，即分别求得Qi1= f(Vi1,Wi1)，Qi2= f(Vi2,Wi2)，Qi3= f(Vi3,Wi3)；再通过F = Q/D来计算获得各道路的负载量Fij，以及通过函数C = f(D,Q)来计算获得各道路的可通行交通量Cij，其中，D为某道路的设计通行能力。
需要说明的是，关于关联函数Qij = f(Vij,Wij)和C = f(D,Q)的计算方式，本领域技术人员根据研究内容和需求确立的辅助参数可能会导致出现不同的表达式，但这并不影响本发明的应用，为方便描述和理解，本实施例中以简单模型为例，采用Qij = f(Vij,Wij) = 3600 / (S / Vij + Wij)表达式和C = f(D,Q) = D – Q = D(1 – Q/D) 表达式进行计算统计，其中S代表该路口往各方向行驶的距离，由外部数据导入。
（S4）将获得的带有方向特征的负载信息导入多重对映容器multimap中，重复计算每个路口的车流量和负载信息，初始化每个路口相连的每条道路的成员变量，得到整个路网道路节点口的负载信息，实现带方向特征的路网负载标示。
通过本发明的应用，更便于对车辆的道路行驶需求进行控制和导航，从而实现道路的最大化负载利用，同时使得整个路网负载更高精度的均衡。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种分转向进行负载统计的路网负载标示方法，其特征在于，包括如下步骤：
（S1）定义一个用于反映路网路口信息的多重对映容器multimap，用于储存记录具有方向特征的路段道路信息；所定义的多重对映容器multimap将每个路口名称i作为key值，与之相连的道路名称j作为与key值对映的元素，用j的不同取值区分车辆在路口的行为方向；将所述道路名称j的每个值定义为一个类，其中包含的成员变量包括各方向的车流量、平均速度和通行等待时间；
（S2）记录每个路口带有方向性的车流量通行信息；所述车流量通行信息包括经过该路口往各方向行驶的车辆的平均速度Vij和车辆往各方向行驶的通行等待时间Wij；
（S3）根据车辆在路口的行为方向对上述获得的车流量通行信息分类并计算，获得每个路口在各方向关联的道路的负载信息；其中，通过关联函数Qij = f(Vij,Wij)分类求得经过该路口往各方向行驶的车流量Qij；
（S4）将获得的带有方向特征的负载信息导入多重对映容器multimap中，得到整个路网道路节点口的负载信息，实现带方向特征的路网负载标示。
2.根据权利要求1所述的一种分转向进行负载统计的路网负载标示方法，其特征在于，所述步骤（S2）中，通过安装在路口的传感设备或GPS来记录车流量通行信息。
3.根据权利要求2所述的一种分转向进行负载统计的路网负载标示方法，其特征在于，所述步骤（S4）中，重复计算每个路口的车流量和负载信息，初始化每个路口相连的每条道路的成员变量，获得整个路网的具有方向性的道路节点口的负载信息。
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