CN104952252A - 获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法和系统 - Google Patents
获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法和系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104952252A CN104952252A CN201510349887.XA CN201510349887A CN104952252A CN 104952252 A CN104952252 A CN 104952252A CN 201510349887 A CN201510349887 A CN 201510349887A CN 104952252 A CN104952252 A CN 104952252A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- traffic capacity
- correction factor
- track
- main
- width
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
本发明提供一种获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法和系统，充分考虑了影响主辅分离式多车道高速公路通行能力的各影响因素，确定了六个修正系数：转换车道修正系数、重型车混入比例修正系数、主幅外侧车道修正系数、辅幅外侧车道修正系数、主幅内侧车道修正系数和辅幅内侧车道修正系数；同时，充分考虑各段高速公路上交通信息数据的不同，获取各段高速公路对应的仿真路网模型，使得该仿真路网模型能真实的模拟实际的交通情况；利用该仿真路网模型，根据单一变量控制原则，求解各种情况下的通行能力，继而求出上述各系数；最后根据上述各修正系数结合交通通行能力计算模型得到该段高速公路在任意重型车混入比例情况下的通行能力。
Description
技术领域
本发明涉及高速公路通行能力判定领域，具体地说涉及一种获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法和系统。
背景技术
近几年，伴随我国经济的飞速发展，交通需求量迅速增大，越来越多的高速公路均修建有多条车道以提供更多的交通供给，其中多条车道是指单向有三条以上车道的情况。
为适应车辆组成、车辆安全、车辆驶入驶出方便等要求，有效提升多车道高速公路整体运营效率、提高行车安全性，多车道高速公路横断面的布置通常采用三种形式：整体式、客货分离式和主辅分离式。
在新建高速公路或者改扩建高速公路项目中，需要考虑以下因素：
(1)道路断面形式，该因素很大一部分取决于各种断面形式的通行能力。因此需要预先得到不同断面形式的高速公路的通行能力之后，选择通行能力较大的断面形式对高速公路进行建设或者改建。
(2)通行能力是否满足需求，一般情况下针对某一路段会预先得出该路段在未来一段时间内的通行能力需求，根据该通行能力需求选择断面形式以及在该断面形式的情况下所设置的车道数。
现有技术中，已经具有较多获取整体式高速公路通行能力的方法，而客货分离式高速公路实际上相当于单独的客运专用高速公路和货运专用高速公路分开计算通行能力即可。目前，获取主辅分离式的高速公路通行能力大都采用与获取整体式高速公路通行能力相同的方法，但是主辅分离式高速公路本身在通行能力、运营组织方式方面具有其自身的特殊性，例如：主幅车道和辅幅车道的限速值不同，在主幅车道和辅幅车道之间设置有转换车道等等，这些特性是整体式高速公路所不具有的，因此采用整体式高速公路通行能力获取方法来获取主辅分离式高速公路的通行能力，得到的结果存在较大的误差，可能会给高速公路改扩建带来极大的影响。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于目前没有专门针对主辅分离式多车道高速公路通行能力的判定方法，为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法，包括如下步骤：
获取一段高速公路的仿真路网模型，采用所述仿真路网模型结合该段高速公路的交通信息数据模拟得到的速度与流量间的关系与该段高速公路实际的速度与流量间的关系之间的偏差在设定的阈值范围内；其中，速度与流量间的关系中出现的最大流量值即为该交通信息数据对应的通行能力；
根据所述仿真路网模型，得到基准车道数，基准重型车混入比例情况下：
车道主线上的通行能力，并将此通行能力作为基准通行能力；和
出口匝道减速车道上游和入口匝道加速车道下游处的通行能力，并结合所述基准通行能力得到转换车道修正系数；
进一步获取：
基准车道数，预设重型车混入比例情况下:
车道主线上的通行能力，并结合所述基准通行能力得到与所述预设重型车混入比例对应的重型车混入比例修正系数；
基准重型车混入比例，预设车道数情况下：
主幅最外侧的M条车道的通行能力和辅幅最外侧的M条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力分别得到主幅外侧车道修正系数和辅幅外侧车道修正系数；
主幅内侧的(Ni-M)条车道的通行能力和辅幅内侧的(No-M)条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力分别得到主幅内侧车道修正系数和辅幅内侧车道修正系数；其中，Ni：单向主幅车道数；No：单向辅幅车道数；
根据上述各修正系数结合交通通行能力计算模型得到该段高速公路在任意重型车混入比例情况下的通行能力。
所述的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法，得到上述各修正系数的步骤具体为：各通行能力与所述基准通行能力的比值即为该通行能力对应的修正系数。
所述的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法，所述根据上述各修正系数结合交通通行能力计算模型得到该段高速公路在任意重型车混入比例情况下的通行能力的步骤中，所述交通通行能力计算模型通过以下方式实现：
CAP＝CD×fp×fHV×[N-M(1-fOLi)-M(1-fOLo)-(Ni-M)(1-fILi)-(No-M)(1-fILo)-2(1-fLC)]；其中，
CAP：主辅分离式多车道高速公路的通行能力；
CD：所述主辅分离式多车道高速公路单车道的设计通行能力；
Ni：单向主幅车道数；
No：单向辅幅车道数；
N：单向车道数，N＝Ni+No，N≥4,Ni∈Z；
fp：驾驶员总体特征修正系数；
fHV：重型车混入比例修正系数；
fOLi：主幅外侧车道修正系数；
fOLo：辅幅外侧车道修正系数；
fILi：主幅内侧车道修正系数；
fILo：辅幅内侧车道修正系数；
fLC：转换车道修正系数。
所述的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法，所述基准车道数为2条，所述基准重型车混入比例为重型车混入比例等于0％。
所述的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法，M等于该段高速公路出口匝道或入口匝道数。
所述的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法，M取值为2。
所述的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法，基准重型车混入比例，预设车道数情况下获取主幅外侧车道修正系数、辅幅外侧车道修正系数、主幅内侧车道修正系数和辅幅内侧车道修正系数的具体过程为：
当单向主幅车道数Ni等于单向辅幅车道数No情况下：
预设车道数S需选取为：S＝Ni＝No条，此时，获取最外侧的M条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力得到外侧车道修正系数，主幅外侧车道修正系数和辅幅外侧车道修正系数均等于所述外侧车道修正系数；获取内侧的(S-M)条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力得到内侧车道修正系数，主幅内侧车道修正系数和辅幅内侧车道修正系数均等于所述内侧车道修正系数；
当单向主幅车道数Ni不等于单向辅幅车道数No情况下：
获得主幅外侧车道修正系数和主幅内侧车道修正系数时，预设车道数需选取为Ni条；此时，获取最外侧的M条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力得到主幅外侧车道修正系数；获取内侧的(Ni-M)条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力得到主幅内侧车道修正系数；
获得辅幅外侧车道修正系数和辅幅内侧车道修正系数时，预设车道数需选取为No条；此时，获取最外侧的M条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力分别得到辅幅外侧车道修正系数；获取内侧的(No-M)条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力分别得到辅幅内侧车道修正系数。
所述的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法，所述获取一段高速公路的仿真路网模型的步骤具体包括：
采集一段高速公路上的交通信息数据，所述交通信息数据包括：单向主幅车道数及设计速度、单向辅幅车道数及设计速度、出口匝道的设计速度、入口匝道的设计速度、每个车道的分车型交通量、每个车道的分车型运行速度、车头时距和车间距离；
将采集到的每个车道的分车型交通量和每个车道的分车型运行速度汇总，得到该段高速公路上行驶的各个车型实际的速度和流量之间的关系；
将所述交通信息数据与预设的仿真路网模型结合，得到该段高速公路上行驶的各个车型模拟的速度和流量之间的关系；
调整所述预设仿真路网模型，使所述模拟的速度与流量之间的关系与所述实际的速度与流量之间的关系之间的偏差在设定阈值范围内；
调整后的所述预设仿真路网模型即为该段高速公路的仿真路网模型。
一种获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的系统，包括：
获取仿真路网模型单元，用于获取一段高速公路的仿真路网模型，采用所述仿真路网模型结合该段高速公路的交通信息数据模拟得到的速度与流量间的关系与该段高速公路实际的速度与流量间的关系之间的偏差在设定的阈值范围内；其中，速度与流量间的关系中出现的最大流量值即为该交通信息数据对应的通行能力；
获取修正系数单元，用于根据所述仿真路网模型，得到基准车道数，基准重型车混入比例情况下：
车道主线上的通行能力，并将此通行能力作为基准通行能力；和
出口匝道减速车道上游和入口匝道加速车道下游处的通行能力，并结合所述基准通行能力得到转换车道修正系数；
还用于进一步获取：
基准车道数，预设重型车混入比例情况下:
车道主线上的通行能力，并结合所述基准通行能力得到与所述预设重型车混入比例对应的重型车混入比例修正系数；
基准重型车混入比例，预设车道数情况下：
主幅最外侧的M条车道的通行能力和辅幅最外侧的M条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力分别得到主幅外侧车道修正系数和辅幅外侧车道修正系数；
主幅内侧的(Ni-M)条车道的通行能力和辅幅内侧的(No-M)条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力分别得到主幅内侧车道修正系数和辅幅内侧车道修正系数；其中，Ni：单向主幅车道数；No：单向辅幅车道数；
获得通行能力单元，用于根据上述各修正系数结合交通通行能力计算模型得到该段高速公路在任意重型车混入比例情况下的通行能力。
所述的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的系统，所述获得通行能力单元中的所述交通通行能力计算模型通过以下方式实现：
CAP＝CD×fp×fHV×[N-M(1-fOLi)-M(1-fOLo)-(Ni-M)(1-fILi)-(No-M)(1-fILo)-2(1-fLC)]；其中，
CAP：主辅分离式多车道高速公路的通行能力；
CD：所述主辅分离式多车道高速公路单车道的设计通行能力；
Ni：单向主幅车道数；
No：单向辅幅车道数；
N：单向车道数，N＝Ni+No，N≥4,Ni∈Z；
fp：驾驶员总体特征修正系数；
fHV：重型车混入比例修正系数；
fOLi：主幅外侧车道修正系数；
fOLo：辅幅外侧车道修正系数；
fILi：主幅内侧车道修正系数；
fILo：辅幅内侧车道修正系数；
fLC：转换车道修正系数。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明提供一种获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法和系统，充分考虑了影响主辅分离式多车道高速公路通行能力的各影响因素，确定了六个修正系数：转换车道修正系数、重型车混入比例修正系数、主幅外侧车道修正系数、辅幅外侧车道修正系数、主幅内侧车道修正系数和辅幅内侧车道修正系数；同时，充分考虑各段高速公路上交通信息数据的不同，获取各段高速公路对应的仿真路网模型，使得该仿真路网模型能真实的模拟实际的交通情况；利用该仿真路网模型，根据单一变量控制原则，求解各种情况下的通行能力，继而求出上述各系数；最后根据上述各修正系数结合交通通行能力计算模型得到该段高速公路在任意重型车混入比例情况下的通行能力。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是根据本发明一个实施例的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法中调研地点实际速度-流量图；
图3a-图3e是根据本发明一个实施例的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法中各个仿真方案输出的速度-流量图；
图4是根据本发明一个实施例的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的系统的结构框图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法，可以包括如下步骤：
步骤S1：获取一段高速公路的仿真路网模型，采用所述仿真路网模型结合该段高速公路的交通信息数据模拟得到的速度与流量间的关系与该段高速公路实际的速度与流量间的关系之间的偏差在设定的阈值范围内；其中，速度与流量间的关系中出现的最大流量值即为该交通信息数据对应的通行能力。其中，一段高速公路至少应包含两个互通立交。
作为一种具体实现方式，其中的仿真路网模型可以采用VISSIM仿真平台来实现。该过程可以具体由如下步骤来实现：
步骤S11：采集一段高速公路上的交通信息数据，所述交通信息数据包括：单向主幅车道数及设计速度、单向辅幅车道数及设计速度、出口匝道的设计速度、入口匝道的设计速度、每个车道的分车型交通量、每个车道的分车型运行速度、车头时距和车间距离，其中采集每个车道的分车型交通量和每个车道的分车型运行速度时，按照《公路工程技术标准》(JTG B01-2014)关于车型分类及车辆折算系数的相关规定进行分类。
作为一种具体实现方式，各车道数和设计速度可以通过查询该高速公路的设计文档获得，其余数据均可以通过摄像法采集，即摄像机采集相关视频，并在后期通过专门的视频处理软件对视频信息进行处理以获取所需的数据。在有条件的高速公路，如安装有车辆视频识别或者环型车辆检测线圈的高速公路，部分所需数据则可自动识别与获取，且其处理得到的数据精度较高。
步骤S12:将步骤S11中采集到的每个车道的分车型交通量和每个车道的分车型运行速度汇总，得到该段高速公路上行驶的各个车型实际的速度和流量之间的关系，优选地，速度和流量之间的关系可以采用速度-流量图来表示，该种方式清晰直观。本步骤中获得的实际的速度-流量图将作为后续步骤的标定目标。图2示出了一种具体实现方式，该实现方式中将车型分为：客车和货车，其中图2上方的曲线表示客车的速度-流量曲线，图2下方的曲线表示货车的速度-流量曲线。根据速度和流量的散点分布特征，利用数据拟合工具可以直接给出图2中示出的速度-流量拟合曲线。
步骤S13：将所述交通信息数据与预设的仿真路网模型结合，得到该段高速公路上行驶的各个车型模拟的速度和流量之间的关系，即：将步骤S11中采集到的交通信息数据代入到VISSIM仿真平台中，得到该段高速公路上行驶的各个车型模拟的速度-流量图。
步骤S14：调整所述预设仿真路网模型，使所述模拟的速度与流量之间的关系与所述实际的速度与流量之间的关系之间的偏差在设定阈值范围内。该步骤的涵义为：对预设的仿真路网模型进行标定，使其能真实的模拟该段高速公路的路况，具体的实现方式可以为：调整VISSIM仿真平台中的各项参数，如：驾驶员行为、车道变化、自由流状态下期望速度分布中的相关参数，使得运行VISSIM仿真平台所得到的速度-流量曲线图与标定目标在一定置信度下通过验证，一般情况下运行误差应能满足0.95的置信水平，即偏差在设定阈值范围内。
步骤S15：调整后的所述预设仿真路网模型即为该段高速公路的仿真路网模型,即：完成了对VISSIM仿真平台的标定，将标定后的VISSIM仿真平台作为该段高速公路的仿真路网模型，该模型能真实的模拟路况。
步骤S2：根据标定好的仿真路网模型，依据单一变量控制原则设计仿真方案，求解影响主辅分离式多车道高速公路通行能力的六个修正系数：转换车道修正系数、重型车混入比例修正系数、主幅外侧车道修正系数、辅幅外侧车道修正系数、主幅内侧车道修正系数和辅幅内侧车道修正系数。该步骤的具体过程为：
构建基准仿真方案，所述基准仿真方案中车道数为：基准车道数，重型车混入比例为：基准重型车混入比例，其中，所述基准车道数可以为2条，所述基准重型车混入比例可以为重型车混入比例等于0％；重型车可以指除了小客车外的车型；
根据该仿真方案，获取车道主线上的通行能力，并将此通行能力作为基准通行能力；车道主线指高速公路的基本路段；
根据该仿真方案，获取出口匝道减速车道上游和入口匝道加速车道下游处的通行能力，利用出口匝道减速车道上游和入口匝道加速车道下游的通行能力类比转换车道的通行能力，并结合所述基准通行能力得到转换车道修正系数；
构建第一仿真方案，所述第一仿真方案中车道数为：基准车道数，重型车混入比例为：预设重型车混入比例，获取该仿真方案中车道主线上的通行能力，并结合所述基准通行能力得到与所述预设重型车混入比例对应的重型车混入比例修正系数；
构建第二仿真方案，所述第二仿真方案中车道数为：预设车道数，重型车混入比例为：基准重型车混入比例；
根据该仿真方案获取主幅最外侧的M条车道的通行能力和辅幅最外侧的M条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力分别得到主幅外侧车道修正系数和辅幅外侧车道修正系数，其中，M等于可以该段高速公路出口匝道或入口匝道数或者M取值为2；
根据该仿真方案获取主幅内侧的(Ni-M)条车道的通行能力和辅幅内侧的(No-M)条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力分别得到主幅内侧车道修正系数和辅幅内侧车道修正系数；其中，Ni：单向主幅车道数；No：单向辅幅车道数。
作为一种具体实现方式，构建第二仿真方案的具体方式为：
A:当单向主幅车道数Ni等于单向辅幅车道数No情况下：
预设车道数S需选取为：S＝Ni＝No，此时，获取最外侧的M条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力得到外侧车道修正系数，主幅外侧车道修正系数和辅幅外侧车道修正系数均等于所述外侧车道修正系数；获取内侧的(S-M)条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力得到内侧车道修正系数，主幅内侧车道修正系数和辅幅内侧车道修正系数均等于所述内侧车道修正系数；
B:当单向主幅车道数Ni不等于单向辅幅车道数No情况下：
获得主幅外侧车道修正系数和主幅内侧车道修正系数时，预设车道数需选取为Ni条；此时，获取最外侧的M条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力得到主幅外侧车道修正系数；获取内侧的(Ni-M)条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力得到主幅内侧车道修正系数；
获得辅幅外侧车道修正系数和辅幅内侧车道修正系数时，预设车道数需选取为No条时；此时，获取最外侧的M条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力得到辅幅外侧车道修正系数；获取内侧的(No-M)条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力分别得到辅幅内侧车道修正系数。
在步骤S2中，得到上述各修正系数的步骤具体为：各通行能力与所述基准通行能力的比值即为该通行能力对应的修正系数。
步骤S3：根据上述各修正系数结合交通通行能力计算模型得到该段高速公路在任意重型车混入比例情况下的通行能力。
步骤S3中的交通通行能力计算模型可以通过以下方式实现：
CAP＝CD×fp×fHV×[N-M(1-fOLi)-M(1-fOLo)-(Ni-M)(1-fILi)-(No-M)(1-fILo)-2(1-fLC)]；其中，
CAP：主辅分离式多车道高速公路的通行能力；
CD：所述主辅分离式多车道高速公路单车道的设计通行能力；
Ni：单向主幅车道数；
No：单向辅幅车道数；
N：单向车道数，N＝Ni+No，N≥4,Ni∈Z；
fp：驾驶员总体特征修正系数，该系数表示驾驶员对行走路段是否熟悉，通过调研的方式获取，如：在收费站设置口头问答，统计驾驶员对行走路段是否熟悉，熟悉时通常取fp＝1.0，不熟悉时通常取fp＝0.8，根据调研总体中回答为熟悉与不熟悉的驾驶员比例，计算fp的取值；
fHV：重型车混入比例修正系数；
fOLi：主幅外侧车道修正系数；
fOLo：辅幅外侧车道修正系数；
fILi：主幅内侧车道修正系数；
fILo：辅幅内侧车道修正系数；
fLC：转换车道修正系数。
本实施例提供一种获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法，充分考虑了影响主辅分离式多车道高速公路通行能力的各影响因素，确定了六个修正系数：转换车道修正系数、重型车混入比例修正系数、主幅外侧车道修正系数、辅幅外侧车道修正系数、主幅内侧车道修正系数和辅幅内侧车道修正系数；同时，充分考虑各段高速公路上交通信息数据的不同，获取各段高速公路对应的仿真路网模型，使得该仿真路网模型能真实的模拟实际的交通情况；利用该仿真路网模型，根据单一变量控制原则，求解各种情况下的通行能力，继而求出上述各系数；最后根据上述各修正系数结合交通通行能力计算模型得到该段高速公路在任意重型车混入比例情况下的通行能力。
作为一种具体实现方式，当某段高速公路的设计时速为120km/h，单向车道数N＝6，Ni＝No＝3，设计通行能力CD＝2200veh/h，重型车混入比例为：60％，则需要设计如下的仿真方案求解上述各修正系数：
构建基准仿真方案，所述基准仿真方案中单向车道数为：2条，重型车混入比例为：0％，即交通组成为全为小客车；将检测器每隔500m设置于主线各车道上，并将检测器每隔500m设置于出口匝道减速车道上游和入口匝道加速车道下游处，所述检测器用于采集通过该断面的交通流量和平均速度；
构建第一仿真方案，所述第一仿真方案中车道数为：2条，重型车混入比例为：60％，并将检测器每隔500m设置于主线各车道上；
构建第二仿真方案，所述第二仿真方案中车道数为：3条，重型车混入比例为：0％，并将检测器每隔500m设置于主线各车道上；
不断调整加载交通量，使得上述仿真方案在不同服务水平下运行，并绘制各仿真方案运行的速度-流量图，具体为：
运行基准仿真方案，采集每次运行结果中设置于主线上的检测器记录的交通流量和平均速度，并绘制基准速度流量曲线，如图3a所示，其速度-流量曲线中流量最大值即为基准通行能力，图3a的速度-流量曲线中流量最大值为2196veh/h，即：基准通行能力为：2196veh/h；
运行基准仿真方案，采集每次运行结果中设置于出口匝道减速车道上游和入口匝道加速车道下游上的检测器记录的交通流量和平均速度，并绘制用于求解转换车道系数fLC的速度流量曲线，如图3b所示，图3b对应的通行能力为：2077veh/h，则转换车道系数fLC＝2077/2196＝0.95；
运行第一仿真方案，采集每次运行结果中所有检测器记录的交通流量和平均速度，并绘制用于求解重型车混入比例修正系数fHV 60％的速度流量曲线，如图3c所示，图3c对应的通行能力为：1346veh/h，则重型车混入比例修正系数fHV 60％＝1346/2196＝0.61；
运行第二仿真方案，采集每次运行结果中靠外侧的两条车道上的检测器记录的交通流量和平均速度，并绘制用于求解主幅外侧车道修正系数fOLi和辅幅外侧车道修正系数fOLo的速度流量曲线，如图3d所示，图3d对应的通行能力为：2053veh/h，则主幅外侧车道修正系数fOLi＝辅幅外侧车道修正系数fOLo＝2053/2196＝0.94；
运行第二仿真方案，采集每次运行结果中除了靠外侧的两条车道上的检测器记录的交通流量和平均速度，并绘制用于求解主幅内侧车道修正系数fILi和辅幅内侧车道修正系数fILo的速度流量曲线，如图3e所示，图3e对应的通行能力为：2102veh/h，则主幅内侧车道修正系数fILi＝辅幅内侧车道修正系数fILo＝2102/2196＝0.96；
该实施例中，车辆多为过境车辆，驾驶员对道路情况熟悉程度为一般，驾驶员总体特征修正系数fp取0.981，则将上述各系数代入交通通行能力计算模型则可以计算出该主辅分离式高速公路的通行能力
CAP＝CD×fp×fHV×[N-2(1-fOLi)-2(1-fOLo)-(Ni-2)(1-fILi)-(No-2)(1-fILo)-2(1-fLC)]＝2200×0.981×0.61×[6-2(1-0.94)-2(1-0.94)-(3-2)(1-0.96)-(3-2)(1-0.96)-2(1-0.95)]＝7346pcu/h。
实施例2
如图4所示，本实施例提供一种获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的系统，可以包括：
获取仿真路网模型单元，用于获取一段高速公路的仿真路网模型，采用所述仿真路网模型结合该段高速公路的交通信息数据模拟得到的速度与流量间的关系与该段高速公路实际的速度与流量间的关系之间的偏差在设定的阈值范围内；其中，速度与流量间的关系中出现的最大流量值即为该交通信息数据对应的通行能力；
获取修正系数单元，用于根据所述仿真路网模型，得到基准车道数，基准重型车混入比例情况下：
车道主线上的通行能力，并将此通行能力作为基准通行能力；和
出口匝道减速车道上游和入口匝道加速车道下游处的通行能力，并结合所述基准通行能力得到转换车道修正系数；
还用于进一步获取：
基准车道数，预设重型车混入比例情况下:
车道主线上的通行能力，并结合所述基准通行能力得到与所述预设重型车混入比例对应的重型车混入比例修正系数；
基准重型车混入比例，预设车道数情况下：
主幅最外侧的M条车道的通行能力和辅幅最外侧的M条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力分别得到主幅外侧车道修正系数和辅幅外侧车道修正系数；
主幅内侧的(Ni-M)条车道的通行能力和辅幅内侧的(No-M)条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力分别得到主幅内侧车道修正系数和辅幅内侧车道修正系数；其中，Ni：单向主幅车道数；No：单向辅幅车道数；
获得通行能力单元，用于根据上述各修正系数结合交通通行能力计算模型得到该段高速公路在任意重型车混入比例情况下的通行能力。
在上述方案的基础上，所述获得通行能力单元中的所述交通通行能力计算模型可以通过以下方式实现：
CAP＝CD×fp×fHV×[N-M(1-fOLi)-M(1-fOLo)-(Ni-M)(1-fILi)-(No-M)(1-fILo)-2(1-fLC)]；其中，
CAP：主辅分离式多车道高速公路的通行能力；
CD：所述主辅分离式多车道高速公路单车道的设计通行能力；
Ni：单向主幅车道数；
No：单向辅幅车道数；
N：单向车道数，N＝Ni+No，N≥4,Ni∈Z；
fp：驾驶员总体特征修正系数；
fHV：重型车混入比例修正系数；
fOLi：主幅外侧车道修正系数；
fOLo：辅幅外侧车道修正系数；
fILi：主幅内侧车道修正系数；
fILo：辅幅内侧车道修正系数；
fLC：转换车道修正系数。
本实施例提供一种获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的系统，充分考虑了影响主辅分离式多车道高速公路通行能力的各影响因素，确定了六个修正系数：转换车道修正系数、重型车混入比例修正系数、主幅外侧车道修正系数、辅幅外侧车道修正系数、主幅内侧车道修正系数和辅幅内侧车道修正系数；同时，充分考虑各段高速公路上交通信息数据的不同，获取各段高速公路对应的仿真路网模型，使得该仿真路网模型能真实的模拟实际的交通情况；利用该仿真路网模型，根据单一变量控制原则，求解各种情况下的通行能力，继而求出上述各系数；最后根据上述各修正系数结合交通通行能力计算模型得到该段高速公路在任意重型车混入比例情况下的通行能力。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取一段高速公路的仿真路网模型，采用所述仿真路网模型结合该段高速公路的交通信息数据模拟得到的速度与流量间的关系与该段高速公路实际的速度与流量间的关系之间的偏差在设定的阈值范围内；其中，速度与流量间的关系中出现的最大流量值即为该交通信息数据对应的通行能力；
根据所述仿真路网模型，得到基准车道数，基准重型车混入比例情况下：
车道主线上的通行能力，并将此通行能力作为基准通行能力；和
出口匝道减速车道上游和入口匝道加速车道下游处的通行能力，并结合所述基准通行能力得到转换车道修正系数；
进一步获取：
基准车道数，预设重型车混入比例情况下:
车道主线上的通行能力，并结合所述基准通行能力得到与所述预设重型车混入比例对应的重型车混入比例修正系数；
基准重型车混入比例，预设车道数情况下：
主幅最外侧的M条车道的通行能力和辅幅最外侧的M条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力分别得到主幅外侧车道修正系数和辅幅外侧车道修正系数；
主幅内侧的(Ni-M)条车道的通行能力和辅幅内侧的(No-M)条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力分别得到主幅内侧车道修正系数和辅幅内侧车道修正系数；其中，Ni：单向主幅车道数；No：单向辅幅车道数；
根据上述各修正系数结合交通通行能力计算模型得到该段高速公路在任意重型车混入比例情况下的通行能力。
2.根据权利要求1所述的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法，其特征在于，得到上述各修正系数的步骤具体为：各通行能力与所述基准通行能力的比值即为该通行能力对应的修正系数。
3.根据权利要求1或2所述的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法，其特征在于，所述根据上述各修正系数结合交通通行能力计算模型得到该段高速公路在任意重型车混入比例情况下的通行能力的步骤中，所述交通通行能力计算模型通过以下方式实现：
CAP＝CD×fp×fHV×[N-M(1-fOLi)-M(1-fOLo)-(Ni-M)(1-fILi)-(No-M)(1-fILo)-2(1-fLC)]；其中，
CAP：主辅分离式多车道高速公路的通行能力；
CD：所述主辅分离式多车道高速公路单车道的设计通行能力；
Ni：单向主幅车道数；
No：单向辅幅车道数；
N：单向车道数，N＝Ni+No，N≥4,Ni∈Z；
fp：驾驶员总体特征修正系数；
fHV：重型车混入比例修正系数；
fOLi：主幅外侧车道修正系数；
fOLo：辅幅外侧车道修正系数；
fILi：主幅内侧车道修正系数；
fILo：辅幅内侧车道修正系数；
fLC：转换车道修正系数。
4.根据权利要求1所述的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法，其特征在于，所述基准车道数为2条，所述基准重型车混入比例为重型车混入比例等于0％。
5.根据权利要求1所述的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法，其特征在于，M等于该段高速公路出口匝道或入口匝道数。
6.根据权利要求1所述的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法，其特征在于，M取值为2。
7.根据权利要求1或2或6所述的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法，其特征在于，基准重型车混入比例，预设车道数情况下获取主幅外侧车道修正系数、辅幅外侧车道修正系数、主幅内侧车道修正系数和辅幅内侧车道修正系数的具体过程为：
当单向主幅车道数Ni等于单向辅幅车道数No情况下：
预设车道数S需选取为：S＝Ni＝No条，此时，获取最外侧的M条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力得到外侧车道修正系数，主幅外侧车道修正系数和辅幅外侧车道修正系数均等于所述外侧车道修正系数；获取内侧的(S-M)条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力得到内侧车道修正系数，主幅内侧车道修正系数和辅幅内侧车道修正系数均等于所述内侧车道修正系数；
当单向主幅车道数Ni不等于单向辅幅车道数No情况下：
获得主幅外侧车道修正系数和主幅内侧车道修正系数时，预设车道数需选取为Ni条；此时，获取最外侧的M条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力得到主幅外侧车道修正系数；获取内侧的(Ni-M)条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力得到主幅内侧车道修正系数；
获得辅幅外侧车道修正系数和辅幅内侧车道修正系数时，预设车道数需选取为No条；此时，获取最外侧的M条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力分别得到辅幅外侧车道修正系数；获取内侧的(No-M)条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力分别得到辅幅内侧车道修正系数。
8.根据权利要求1所述的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法，其特征在于，所述获取一段高速公路的仿真路网模型的步骤具体包括：
采集一段高速公路上的交通信息数据，所述交通信息数据包括：单向主幅车道数及设计速度、单向辅幅车道数及设计速度、出口匝道的设计速度、入口匝道的设计速度、每个车道的分车型交通量、每个车道的分车型运行速度、车头时距和车间距离；
将采集到的每个车道的分车型交通量和每个车道的分车型运行速度汇总，得到该段高速公路上行驶的各个车型实际的速度和流量之间的关系；
将所述交通信息数据与预设的仿真路网模型结合，得到该段高速公路上行驶的各个车型模拟的速度和流量之间的关系；
调整所述预设仿真路网模型，使所述模拟的速度与流量之间的关系与所述实际的速度与流量之间的关系之间的偏差在设定阈值范围内；
调整后的所述预设仿真路网模型即为该段高速公路的仿真路网模型。
9.一种获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的系统，其特征在于，包括：
获取仿真路网模型单元，用于获取一段高速公路的仿真路网模型，采用所述仿真路网模型结合该段高速公路的交通信息数据模拟得到的速度与流量间的关系与该段高速公路实际的速度与流量间的关系之间的偏差在设定的阈值范围内；其中，速度与流量间的关系中出现的最大流量值即为该交通信息数据对应的通行能力；
获取修正系数单元，用于根据所述仿真路网模型，得到基准车道数，基准重型车混入比例情况下：
车道主线上的通行能力，并将此通行能力作为基准通行能力；和
出口匝道减速车道上游和入口匝道加速车道下游处的通行能力，并结合所述基准通行能力得到转换车道修正系数；
还用于进一步获取：
基准车道数，预设重型车混入比例情况下:
车道主线上的通行能力，并结合所述基准通行能力得到与所述预设重型车混入比例对应的重型车混入比例修正系数；
基准重型车混入比例，预设车道数情况下：
主幅最外侧的M条车道的通行能力和辅幅最外侧的M条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力分别得到主幅外侧车道修正系数和辅幅外侧车道修正系数；
主幅内侧的(Ni-M)条车道的通行能力和辅幅内侧的(No-M)条车道的通行能力，并结合所述基准通行能力分别得到主幅内侧车道修正系数和辅幅内侧车道修正系数；其中，Ni：单向主幅车道数；No：单向辅幅车道数；
获得通行能力单元，用于根据上述各修正系数结合交通通行能力计算模型得到该段高速公路在任意重型车混入比例情况下的通行能力。
10.根据权利要求9所述的获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的系统，其特征在于，所述获得通行能力单元中的所述交通通行能力计算模型通过以下方式实现：
CAP＝CD×fp×fHV×[N-M(1-fOLi)-M(1-fOLo)-(Ni-M)(1-fILi)-(No-M)(1-fILo)-2(1-fLC)]；其中，
CAP：主辅分离式多车道高速公路的通行能力；
CD：所述主辅分离式多车道高速公路单车道的设计通行能力；
Ni：单向主幅车道数；
No：单向辅幅车道数；
N：单向车道数，N＝Ni+No，N≥4,Ni∈Z；
fp：驾驶员总体特征修正系数；
fHV：重型车混入比例修正系数；
fOLi：主幅外侧车道修正系数；
fOLo：辅幅外侧车道修正系数；
fILi：主幅内侧车道修正系数；
fILo：辅幅内侧车道修正系数；
fLC：转换车道修正系数。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510349887.XA CN104952252B (zh) | 2015-06-19 | 2015-06-19 | 获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法和系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510349887.XA CN104952252B (zh) | 2015-06-19 | 2015-06-19 | 获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法和系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104952252A true CN104952252A (zh) | 2015-09-30 |
| CN104952252B CN104952252B (zh) | 2016-06-01 |
Family
ID=54166872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510349887.XA Active CN104952252B (zh) | 2015-06-19 | 2015-06-19 | 获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法和系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104952252B (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106710245A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-24 | 西华大学 | 基于密度的快速路多车道匝道控制方法 |
| CN106780622A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-05-31 | 常州智行科技有限公司 | 一种用于汽车前碰预警及车道偏离预警的摄像头标定方法 |
| CN109118770A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-01-01 | 东南大学 | 一种基于交通监测数据的路段通行能力挖掘方法 |
| CN109147329A (zh) * | 2018-09-18 | 2019-01-04 | 银江股份有限公司 | 基于通行能力的区域交通运行状态指数计算及可视化方法 |
| CN111311930A (zh) * | 2018-12-12 | 2020-06-19 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 一种获取车流量的方法及其装置 |
| CN112785847A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-11 | 林同棪国际工程咨询（中国）有限公司 | 立交基本段通行能力评估模型建模方法 |
| CN113299061A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-08-24 | 东南大学 | 一种智能网联环境双车道高速公路车道资源配置方法 |
| CN113313946A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-27 | 长安大学 | 一种多车道高速公路客货车协同控制方法、装置和设备 |
| CN113919157A (zh) * | 2021-10-14 | 2022-01-11 | 华中科技大学 | 考虑不同制式自动驾驶车辆的高速公路通行能力计算方法 |
| CN114170793A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-03-11 | 江苏大学 | 一种高速公路车道动态管控方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101246514A (zh) * | 2008-03-20 | 2008-08-20 | 天津市市政工程设计研究院 | 城市快速路互通立交仿真设计系统及建立设计模型的方法 |
| JP2010086234A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Nissan Motor Co Ltd | 交差点特徴推定装置及び交差点特徴推定方法 |
| CN102156790A (zh) * | 2011-04-27 | 2011-08-17 | 天津市市政工程设计研究院 | 基于延误与通行能力的快速路主路多功能车道设计方法 |
| CN103956053A (zh) * | 2014-05-15 | 2014-07-30 | 东南大学 | 两相位信号控制交叉口非机动车提前停车线设置方法 |
-
2015
- 2015-06-19 CN CN201510349887.XA patent/CN104952252B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101246514A (zh) * | 2008-03-20 | 2008-08-20 | 天津市市政工程设计研究院 | 城市快速路互通立交仿真设计系统及建立设计模型的方法 |
| JP2010086234A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Nissan Motor Co Ltd | 交差点特徴推定装置及び交差点特徴推定方法 |
| CN102156790A (zh) * | 2011-04-27 | 2011-08-17 | 天津市市政工程设计研究院 | 基于延误与通行能力的快速路主路多功能车道设计方法 |
| CN103956053A (zh) * | 2014-05-15 | 2014-07-30 | 东南大学 | 两相位信号控制交叉口非机动车提前停车线设置方法 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106780622A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-05-31 | 常州智行科技有限公司 | 一种用于汽车前碰预警及车道偏离预警的摄像头标定方法 |
| CN106780622B (zh) * | 2016-12-05 | 2020-06-02 | 常州智行科技有限公司 | 一种用于汽车前碰预警及车道偏离预警的摄像头标定方法 |
| CN106710245A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-24 | 西华大学 | 基于密度的快速路多车道匝道控制方法 |
| CN109118770A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-01-01 | 东南大学 | 一种基于交通监测数据的路段通行能力挖掘方法 |
| CN109147329A (zh) * | 2018-09-18 | 2019-01-04 | 银江股份有限公司 | 基于通行能力的区域交通运行状态指数计算及可视化方法 |
| CN111311930B (zh) * | 2018-12-12 | 2022-05-31 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 一种获取车流量的方法及其装置 |
| CN111311930A (zh) * | 2018-12-12 | 2020-06-19 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 一种获取车流量的方法及其装置 |
| CN112785847A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-11 | 林同棪国际工程咨询（中国）有限公司 | 立交基本段通行能力评估模型建模方法 |
| CN113299061B (zh) * | 2021-04-30 | 2022-05-03 | 东南大学 | 一种智能网联环境双车道高速公路车道资源配置方法 |
| CN113299061A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-08-24 | 东南大学 | 一种智能网联环境双车道高速公路车道资源配置方法 |
| CN113313946A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-27 | 长安大学 | 一种多车道高速公路客货车协同控制方法、装置和设备 |
| CN113919157A (zh) * | 2021-10-14 | 2022-01-11 | 华中科技大学 | 考虑不同制式自动驾驶车辆的高速公路通行能力计算方法 |
| CN113919157B (zh) * | 2021-10-14 | 2024-04-30 | 华中科技大学 | 考虑不同制式自动驾驶车辆的高速公路通行能力计算方法 |
| CN114170793A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-03-11 | 江苏大学 | 一种高速公路车道动态管控方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104952252B (zh) | 2016-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104952252B (zh) | 获取主辅分离式多车道高速公路通行能力的方法和系统 | |
| CN107490384B (zh) | 一种基于城市路网的最优静态路径选择方法 | |
| CN104575050B (zh) | 一种基于浮动车的快速路匝道智能诱导方法及装置 | |
| CN104916135A (zh) | 获取客货分离式高速公路货运车道通行能力的方法和系统 | |
| CN101510355B (zh) | 一种交叉口进口道禁止变换车道线长度的确定方法 | |
| DE102014224090A1 (de) | Planung für multimodale strecke | |
| CN110264724B (zh) | 一种交互式高速公路交通事故预测方法 | |
| DE102015215605B4 (de) | Verfahren zum Steuern einer Verkehrssteueranlage | |
| CN105136264A (zh) | 一种基于多站点联合称重的重量获取方法及装置、称重系统 | |
| CN101930670A (zh) | 公交行驶路段社会车辆运行时间预测方法 | |
| EP2507588A1 (de) | Verfahren und steuergerät zur steuerung eines hybridantriebs eines fahrzeugs | |
| CN103778784B (zh) | 基于手机数据实时获取高速公路路段交通状态信息的方法 | |
| DE102016010062A1 (de) | Technik zur Längsführung in einem Fahrzeugverband | |
| WO2002007125A1 (de) | Verfahren zur ermittlung von verkehrslageinformationen | |
| CN104192148A (zh) | 一种基于交通信号信息预知的主干道车速规划方法 | |
| CN103017781A (zh) | 用于计算机动车至少一条行驶路线的方法以及机动车导航系统 | |
| CN112712714A (zh) | 一种基于卡口监控设备的红绿灯配时优化方法及仿真系统 | |
| DE102013009945A1 (de) | Ansteuerung eines Triebstrangs eines Fahrzeugs auf Basis einer digitalen Straßenkarte | |
| Wang et al. | Analysis of the driver’s behavior characteristics in low volume freeway interchange | |
| CN108389404B (zh) | 道路交通拥堵治理方法 | |
| CN114898555A (zh) | 一种道路交叉口综合评估方法 | |
| DE102015211910A1 (de) | Verfahren und Anordnung zur Routenführung von Fahrzeugen im Straßenverkehr | |
| DE102008041348A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Berechnung einer Fahrroute | |
| CN107205046B (zh) | 面向智能网联车辆的未来运行工况信息获取系统 | |
| CN106997678B (zh) | 快速路出口匝道上游车载指路信息优化设计方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 110166 No. 42 Li Dao Road, Heping District, Liaoning, Shenyang Co-patentee after: Nanjing Quan Sida transport science and techonologies company limited Patentee after: Liaoning communication planning and Design Institute Co., Ltd. Address before: 110166 No. 42-2 Li Dao Road, Heping District, Liaoning, Shenyang Co-patentee before: Nanjing Quan Sida transport science and techonologies company limited Patentee before: Liaoning Provincial Communication Planning & Design Institute |