CN111695767A - 高速公路路网通行效率评估方法、电子设备、存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供高速公路路网通行效率评估方法，包括步骤：提取预设周期内高速公路路网车辆通行记录，获得第一记录集，通过第一记录集中车辆的行驶里程、行驶时间和对应的车辆折算系数计算整体路网折算平均行程车速；提取预设周期内各条高速公路路网车辆通行记录，获得第二记录集，通过第二记录集中车辆的行驶里程、行驶时间和对应的车辆折算系数计算各条路段折算行程车速。本发明涉及电子设备与可读存储介质。本发明能够快速、整体地掌握整个高速公路路网或每一条高速公路的车辆通行情况，根据客货车的不同车类增加相应的权重，客观地反映了不同车类客货车辆在计算过程中的影响及高速公路路网、路段的通行效率。

Description

高速公路路网通行效率评估方法、电子设备、存储介质
技术领域
本发明涉及公路交通技术领域，尤其涉及高速公路路网通行效率评估方法、电子设备、存储介质。
背景技术
目前我国的公路运输特别是高速公路运输，在国民经济中起着越来越重要的作用。在交通工程领域中，评价高速公路的通行能力主要是从交通流的三参数流量、密度、速度中的前两个参数展开。在实际中，对于交通流量和交通密度的统计便于进行，但这种方式不太符合非专业技术人员与社会公众的习惯，原因在于一是不太直观，一般人无法从交通流量和交通密度的数值中直观地感受到公路的通行效率，对于普通人来说，速度是交通流中最直观的参数；二是交通流量的增加是道路拥堵的必要条件，而不是充分条件，因此通过交通量的变化不太容易判断整个路网或者若干路段的车辆通行效率。同时，在实际进行高速公路路网通行效率计算时，无法反映不同车类客货车辆在计算过程中的影响，不能客观地反映出高速公路路网、路段的通行效率。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供高速公路路网通行效率评估方法、电子设备、存储介质，能够快速、整体地掌握整个高速公路路网或每一条高速公路的车辆通行情况、路网或路段的通行能力在不同时间的变化情况，根据客货车的不同车类增加相应的权重，客观地反映了不同车类客货车辆在计算过程中的影响及高速公路路网、路段的通行效率。
本发明提供高速公路路网通行效率评估方法，包括以下步骤：
计算整体路网折算平均行程车速，提取预设周期内高速公路路网车辆通行记录，获得第一记录集，通过所述第一记录集中车辆的行驶里程、行驶时间和对应的车辆折算系数计算整体路网折算平均行程车速；
计算各条路段折算行程车速，提取预设周期内各条高速公路路网车辆通行记录，获得第二记录集，通过所述第二记录集中车辆的行驶里程、行驶时间和对应的车辆折算系数计算各条路段折算行程车速。
进一步地，所述计算整体路网折算平均行程车速步骤中，所述第一记录集中的高速公路路网车辆通行记录满足的条件包括平时收费的各类客车、货车；节假日期间收费的各类客车、货车、ETC入且ETC出的免费放行的一类客车；非预先写进入口信息的通行记录；出口时间大于入口时间，且为正常的日期时间数值。
进一步地，所述计算整体路网折算平均行程车速步骤中，所述第一记录集中的高速公路路网车辆通行记录满足的条件还包括各类客车、货车；通过上个门架的时间和计费交费时间是正常的日期时间数值，并且通过上个门架的时间早于计费交费时间；上一个门架的Hex编码不为空；交易结果值为交易成功；剔除门架特情类型为空、门架特情类型为186或193的门架计费扣费交易记录。
进一步地，所述计算各条路段折算行程车速步骤中，所述第二记录集中的各条高速公路路网车辆通行记录满足的条件包括平时收费的各类客车、货车；节假日期间收费的各类客车、货车、ETC入且ETC出的免费放行的一类客车；非预先写进入口信息的通行记录；出口时间大于入口时间，且为正常的日期时间数值；入口路段与出口路段相同。
进一步地，所述计算各条路段折算行程车速步骤中，所述第二记录集中的各条高速公路路网车辆通行记录满足的条件还包括各类客车、货车；通过上个门架的时间和计费交费时间是正常的日期时间数值，并且通过上个门架的时间早于计费交费时间；上一个门架的Hex编码不为空；交易结果值为交易成功；剔除门架特情类型为空、门架特情类型为186或193的门架计费扣费交易记录、为其他收费单元代收费的ETC门架计费扣费交易记录；经过的上一个ETC门架所在路段与当前ETC门架所在路段相同。
进一步地，所述计算整体路网折算平均行程车速步骤和所述计算各条路段折算行程车速步骤均还包括从所述第一记录集中读取一条记录，并计算行程时间，判断所述行程时间是否小于节假日行驶时间参数或小于平时行驶时间参数，若否则从所述第一记录集中读取下一条记录，若是则判断行程车速是否大于行驶车速参数，是则从所述第一记录集中读取下一条记录，否则计算本次通行所属的日期和小时数，读取车辆的客货类型、车型，根据各汽车代表车型及车辆折算系数计算车辆对应的折算系数，通过车辆的行驶里程和所述折算系数计算车辆的折算行驶里程，通过车辆的行驶时间和所述折算系数计算车辆的折算行驶时长，将结果写入第三记录集。
进一步地，所述计算整体路网折算平均行程车速步骤中，在判断所述行程时间是否小于节假日行驶时间参数或小于平时行驶时间参数和判断行程车速是否大于行驶车速参数之间还包括判断计费交费时间是否大于等于预设计费交费时间，是则从所述第一记录集的记录中读取计费里程，通过所述计费里程计算相邻两个门架之间的距离，通过所述相邻两个门架之间的距离和行程时间计算行程车速，否则判断收费单元编号组合是否存在为其他收费单元代收，是则遍历门架收费单元对应关系表，找到上一个门架Hex编码所对应的门架所在收费单元和在收费单元编号组合中按照从左到右顺序取出的每一个收费单元组成收费单元队列，按照先后顺序依次取出两个相邻的收费单元，遍历相邻节点关系表，获得相邻两个收费单元之间的距离，将所有距离相加得到经过的上一个门架到当前门架所在收费单元之间的总距离，计算出行程车速，否则遍历门架收费单元对应关系表，找到上一个门架Hex编码所对应的门架所在收费单元和本次所经门架编号所对应的收费单元，遍历相邻节点关系表，获得上一个门架到当前门架所在收费单元之间的距离，计算出行程车速。
进一步地，所述计算各条路段折算行程车速步骤中，在判断所述行程时间是否小于节假日行驶时间参数或小于平时行驶时间参数和判断行程车速是否大于行驶车速参数之间还包括判断计费交费时间是否大于等于预设计费交费时间，是则从所述第一记录集的记录中读取计费里程，通过所述计费里程计算相邻两个门架之间的距离，通过所述相邻两个门架之间的距离和行程时间计算行程车速，否则遍历门架收费单元对应关系表，找到上一个门架Hex编码所对应的门架所在收费单元和本次所经门架编号所对应的收费单元，遍历相邻节点关系表，获得上一个门架到当前门架所在收费单元之间的距离，计算出行程车速。
进一步地，所述计算本次通行所属的日期为若进入高速和驶出高速公路是同一天，则本次通行所属的日期就是出口日期，否则若出口时间的小时数加入口时间的小时数减24大于等于0，则本次通行日期为出口日期，否则就是入口日期；所述计算本次通行所属的小时数为若进入高速和驶出高速公路是同一天，则本次通行所属的小时数就是出入时间所在的小时数的算术平均数，否则若出口时间的小时数加入口时间的小时数减24大于等于0，则本次通行小时数为出口时间的小时数与入口时间的小时数减24再除以2，否则本次通行所属小时数为24加出口时间的小时数减入口时间的小时数再除以2。
进一步地，所述计算整体路网折算平均行程车速步骤还包括若所述第一记录集中的所有记录都处理完成，则对所述第三记录集，按照车辆驶入高速公路的时间、车辆驶出高速公路的时间、入口客货标识、出口车型、本次通行所属的日期、本次通行所属的小时数分组聚合，汇总统计交通量、行驶里程、行程时间、折算交通量、折算行驶里程、折算行程时间、计算出平均行程车速和折算平均行程车速，生成第一级粒度数据表的结果。
进一步地，所述计算整体路网折算平均行程车速步骤还包括若所述第一记录集中的所有记录都处理完成，则对所述第三记录集，按照通过上个门架的时间、计费交费时间、客货类型、车型、本次通行所属的日期、本次通行所属的小时数分组聚合，汇总统计交通量、行驶里程、行程时间、折算交通量、折算行驶里程、折算行程时间、计算出平均行程车速和折算平均行程车速，生成第一级粒度数据表的结果。
进一步地，所述计算各条路段折算行程车速步骤还包括若所述第一记录集中的所有记录都处理完成，则从所述第三记录集读取一条记录，获取出口路段、入口收费站、出口收费站，从收费站表中读取所对应的入口收费站物理序号和出口收费站物理序号，判断所述入口收费站物理序号是否大于出口收费站物理序号，是则本次通行方向为上行，否则本次通行方向为下行，将第三记录中当前记录加上本次通行方向写入第四记录中，对所述第四记录，按照车辆驶入高速公路的时间、车辆驶出高速公路的时间、入口客货标识、出口车型、出口路段、路段名称、本次通行方向、本次通行所属的日期、本次通行所属的小时数分组聚合，汇总统计交通量、行驶里程、行程时间、折算交通量、折算行驶里程、折算行程时间、计算出平均行程车速和折算平均行程车速，生成第一级粒度数据表的结果。
进一步地，所述计算各条路段折算行程车速步骤中，在通过车辆的行驶里程和所述折算系数计算车辆的折算行驶里程，通过车辆的行驶时间和所述折算系数计算车辆的折算行驶时长与将结果写入第三记录集之间还包括遍历门架收费单元对应关系表，获得本次通行门架编号的路段方向；所述计算各条路段折算行程车速步骤还包括若所述第一记录集中的所有记录都处理完成，则对所述第三记录集，按照车辆驶入高速公路的时间、车辆驶出高速公路的时间、客货类型、车型、收费路段编号、收费路段名称、路段方向、本次通行所属的日期、本次通行所属的小时数分组聚合，汇总统计交通量、行驶里程、行程时间、折算交通量、折算行驶里程、折算行程时间、计算出平均行程车速和折算平均行程车速，生成第一级粒度数据表的结果。
进一步地，还包括以下步骤：
打开所述第一级粒度数据表，得到第一记录集；
从所述第一记录集中读取一条记录，获得驶入高速日期、驶出高速日期、本次通行所属的日期；
判断驶入高速日期、驶出高速日期、本次通行所属的日期是否都在节假日时间表中，是则将当前记录写入第四记录集中，否则从节假日时间表中读出当前记录所对应的节假日名称、是否免费放行，加上当前记录的信息一起写入第三记录集中；
判断所述第一记录集是否读到结尾，否则从所述第一记录集中读取下一条记录，是则对第三记录集按照车辆驶入高速公路的时间、车辆驶出高速公路的时间、客货类型、车型、本次通行所属的日期、本次通行所属的小时数进行分组聚合，汇总统计总车流量、总行程时长、总行程里程，计算平均行程车速，汇总统计折算总车流量、折算总行程时长、折算总行程里程，计算平均折算行程车速。
进一步地，所述折算平均行程车速计算公式为：
Figure BDA0002476640850000071
其中，ωi代表车辆i所对应的车辆折算系数，Si代表车辆i的行程里程，ti代表车辆i的行程时长；
所述平时行驶时间参数为3至5小时，所述节假日行驶时间参数为7至9小时，所述行驶车速参数为170km/h至190km/h。
一种电子设备，包括：处理器；
存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行高速公路路网通行效率评估方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行高速公路路网通行效率评估方法。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供高速公路路网通行效率评估方法，包括以下步骤：计算整体路网折算平均行程车速，提取预设周期内高速公路路网车辆通行记录，获得第一记录集，通过第一记录集中车辆的行驶里程、行驶时间和对应的车辆折算系数计算整体路网折算平均行程车速；计算各条路段折算行程车速，提取预设周期内各条高速公路路网车辆通行记录，获得第二记录集，通过第二记录集中车辆的行驶里程、行驶时间和对应的车辆折算系数计算各条路段折算行程车速。本发明涉及电子设备与可读存储介质，用于执行高速公路路网通行效率评估方法。本发明能够快速、整体地掌握整个高速公路路网或每一条高速公路的车辆通行情况、路网或路段的通行能力在不同时间的变化情况，能够掌握路网的运行情况及规律，方便、准确地制定相应的管理措施，便于社会公众合理地提前安排自己的出行目标，通过实时采集高速公路车辆通行数据，使得交通管理人员和社会公众直观地掌握高速公路路网或每条高速公路的通行情况；根据客货车的不同车类增加相应的权重，能够反映不同车类客货车辆在计算过程中的影响，客观地反映了高速公路路网、路段的通行效率。这种客观性，在中大型车辆在整体车辆中的比例越高时，越能够体现。因为这些车辆占用了更多的道路空间，与小型客车相比，速度相差较大，会降低整体车辆通行能力。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的取消省界收费站之前一段周期内高速公路整体路网的行程车速、折算行程车速计算流程图；
图2为本发明的取消省界收费站之前一段周期内各条高速公路路段的行程车速、折算行程车速计算流程图；
图3为本发明的取消省界收费站之后一段周期内高速公路整体路网的行程车速、折算行程车速计算流程图；
图4为本发明的取消省界收费站之后一段周期内各条高速公路路段的行程车速、折算行程车速计算流程图；
图5为本发明的第二级粒度表中一段周期内各条高速公路路段的行程车速、折算行程车速计算流程图；
图6为本发明实施例中输出各月份高速公路路网通行效率示意图；
图7为本发明实施例中输出各月份高速公路路网通行效率(细分客车、货车)示意图；
图8为本发明实施例中2019年1月1日至2月28日期间每天高速公路路网通行效率(细分客车、货车)示意图；
图9为本发明实施例中2019年2月2日至2月14日期间每小时高速公路路网通行效率示意图；
图10为本发明实施例中2019年劳动节与4月份，每小时高速公路路网通行效率的对比示意图；
图11为本发明实施例中2019年劳动节每日路网内各路段的通行效率示意图；
图12为本发明实施例中2019年劳动节每日路网内各路段的通行效率与4月份平时的对比示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
高速公路路网通行效率评估方法，包括以下步骤：
计算整体路网折算平均行程车速，提取预设周期内高速公路路网车辆通行记录，获得第一记录集，通过第一记录集中车辆的行驶里程、行驶时间和对应的车辆折算系数计算整体路网折算平均行程车速；
计算各条路段折算行程车速，提取预设周期内各条高速公路路网车辆通行记录，获得第二记录集，通过第二记录集中车辆的行驶里程、行驶时间和对应的车辆折算系数计算各条路段折算行程车速。
在一实施例中，结合交通工程学中折算系数的定义，提出折算行程里程、折算行程时长、路网/某一路段整体平均折算行程车速的概念及其计算方法，即首先按照《公路工程技术标准JTG B01----2014》表3.3.2各汽车代表车型及车辆折算系数，对每一辆不同车类的客货车将其行程里程转换为折算里程(折算里程＝行程里程×该车辆折算系数)、将其行程时长转换为折算时长(折算时长＝行程时长×该车辆折算系数)；然后使用所有车辆的折算里程之和除以其折算时长之和计算整体高速公路路网/某一高速公路路段的车辆平均折算行程车速。实现将整个高速公路路网作为一个整体来计算车辆的平均折算行程车速，具体的，折算平均行程车速计算公式为：
Figure BDA0002476640850000101
其中，ωi代表车辆i所对应的车辆折算系数，Si代表车辆i的行程里程(单位为公里)，ti代表车辆i的行程时长(单位为小时)。
这相当于在计算过程中，依据客货车的不同车类增加相应的权重，比较客观地反映了不同车类客货车辆在计算过程中的影响，客观地反映了高速公路路网、路段的通行效率。这种客观性，在中大型车辆在整体车辆中的比例越高时，越能够体现。因为这些车辆占用了更多的道路空间；与小型客车相比，速度相差较大，会降低整体车辆通行能力。
根据交通部公布的数据，2018年全国高速公路总里程14.26万公里，全国收费站9200多个，2个收费站之间的平均距离为16公里左右。全国范围内，虽然内蒙古、新疆这2个自治区的高速公路路网内2个收费站之间的平均距离稍远，但也不超过30公里的平均距离。在2019年底取消省界收费站之后，对于高速公路上行驶车辆的一次通行采用门架进行分段计费并生成门架计费数据，但是各省高速公路路网中2个收费单元之间的平均距离则保持不变。
因此，按照全国高速公路2个收费站之间的平均距离不超过30公里，ETC车辆实施门架分段计费(CPC卡同样也会产生门架计费数据)，正常情况下，车辆通过一个收费单元的时间最多为30公里/60(公里/小时)<0.5小时。
取消省界收费站之前，2018年全国高速公路通行费5168亿元，2018年全国高速公路车流量为96亿次。取消省界收费站之前，由于对于高速公路上行驶车辆的一次通行只是在出口进行一次计费，因此计算下来客货车单次通行收费金额平均54元左右，按照全国收费公路较低的收费标准0.45元/公里，客货车单次通行距离为120公里左右(实际上，货车比客车的单次通行费用要高一些，客车的平均行程距离小于120公里；另一方面，因为货车采取计重收费，2轴以上的货车每公里的收费标准是大于0.45元/公里，所以货车的平均行程距离也同样小于120公里)，因此，车辆的一次通行时间平均为120公里/60(公里/小时)<2小时。
因此，根据以上两种情况下的计算，高速公路上车辆的一次通行时间正常情况下平均不超过1.7个小时，节假日情况下，即使车辆的通行时长比平时增加一倍，也不会超过4个小时。所以这就能够保证根据公式Ti＝(Ts+Te)/2计算获得的车辆通行小时段能够反映车辆的实际通行情况。
取消省界收费站之前一段周期内高速公路整体路网的行程车速、折算行程车速计算流程图如图1所示，计算整体路网折算平均行程车速步骤中，第一记录集中的高速公路路网车辆通行记录满足的条件包括平时收费的各类客车、货车；节假日期间收费的各类客车、货车、ETC入且ETC出的免费放行的一类客车；非预先写进入口信息的通行记录；因为七座以下小型客车在节假日期间免费放行，这类车辆在非ETC车道驶入且ETC车道驶出的情况下，所产生的通行记录入口信息(入口路段、入口收费站、入口时间)均为初始化的默认数值，而非实际数值，而且入/出口车型也是非正常车型。所以在节假日免费放行时，免费放行车辆的通行数据只选择7座以下ETC驶入/ETC驶出高速公路的小型客车通行数据，再加上所有的收费客车、收费货车的通行数据。出口时间大于入口时间，且为正常的日期时间数值。剔除入口时间大于出口时间的异常数据，同时剔除出口时间、入口时间为非正常日期时间数值的异常数据。考虑到算法的通用性、可扩展性，节假日期间将车辆的一次行程时间从前面所计算的4个小时再放大2倍至8个小时，判断行程时间是否小于节假日行驶时间参数或小于平时行驶时间参数，平时行驶时间参数为3至5小时，节假日行驶时间参数为7至9小时，行驶车速参数为170km/h至190km/h。本实施例中，优选的，平时行驶时间参数为4小时，节假日行驶时间参数为8小时，行驶车速参数为180km/h。若是则从第一记录集中读取下一条记录，若否则判断行程车速是否大于行驶车速参数，是则从第一记录集中读取下一条记录，否则计算本次通行所属的日期和小时数，读取车辆的客货类型、车型，根据各汽车代表车型及车辆折算系数计算车辆对应的折算系数，通过车辆的行驶里程和折算系数计算车辆的折算行驶里程，通过车辆的行驶时间和折算系数计算车辆的折算行驶时长，将结果写入第三记录集。
取消省界收费站之前一段周期内各条高速公路路段的行程车速、折算行程车速计算流程图如图2所示，通行记录还要满足驶入与驶出的高速公路为同一条高速公路路段，而在进行高速公路路网整体通行效率算法处理时，包含对这些通行记录的处理。具体的，计算各条路段折算行程车速步骤中，第二记录集中的各条高速公路路网车辆通行记录满足的条件包括平时收费的各类客车、货车；节假日期间收费的各类客车、货车、ETC入且ETC出的免费放行的一类客车；非预先写进入口信息的通行记录；出口时间大于入口时间，且为正常的日期时间数值；入口路段与出口路段相同。
取消省界收费站之后一段周期内高速公路整体路网的行程车速、折算行程车速计算流程图如图3所示，取消省界收费站之后，全国高速公路实施了门架分段计费，为便于计算，只处理数据表ETC门架计费扣费交易记录中的通行数据，因为OBU和CPC卡车辆的通行都会保存在该数据表中。计算车辆通过相邻两个门架的行程车速时，要首先计算出相邻两个门架之间的计费里程。而从2020年4月1日开始，在ETC门架计费扣费交易记录中增加了两个相邻门架之间的计费里程feeMileage，用来记录本次计费的总里程数。具体的，计算整体路网折算平均行程车速步骤中，第一记录集中的高速公路路网车辆通行记录满足的条件还包括各类客车、货车；通过上个门架的时间和计费交费时间是正常的日期时间数值，并且通过上个门架的时间早于计费交费时间；上一个门架的Hex编码不为空；交易结果值为交易成功，本实施例中，0表示交易成功，1表示交易失败；剔除门架特情类型为空、门架特情类型为186或193的门架计费扣费交易记录。
取消省界收费站之后一段周期内各条高速公路路段的行程车速、折算行程车速计算流程图如图4所示，计算各条路段折算行程车速步骤中，第二记录集中的各条高速公路路网车辆通行记录满足的条件还包括各类客车、货车；通过上个门架的时间和计费交费时间是正常的日期时间数值，并且通过上个门架的时间早于计费交费时间；上一个门架的Hex编码不为空；交易结果值为交易成功；剔除门架特情类型为空、门架特情类型为186或193的门架计费扣费交易记录、为其他收费单元代收费的ETC门架计费扣费交易记录；经过的上一个ETC门架所在路段与当前ETC门架所在路段相同。因为为其他收费单元代收费的ETC门架计费扣费交易记录的车辆行程计算比较复杂，要将经过的上一个收费单元、代收的各个收费单元按照从左到右顺序取出的每一个收费单元，形成一个收费单元队列。然后按照先后顺序依次取出两个相邻的收费单元。遍历相依节点关系表NodeRelation，获得相邻两个收费单元之间的距离。最后把这些距离加在一起得到经过的上一个ETC门架到当前ETC门架所在收费单元的之间的总距离。这些代收的收费单元未必在一个高速公路路段，并且没有记录经过这些代收的收费单元的时间，所以没有办法将这些收费单元的处理细分到相关的高速公路路段的通行效率的算法计算之中，所以在进行高速公路路段的通行效率算法处理时，将这些记录忽略，不进行处理。
如图1-图4所示，计算整体路网折算平均行程车速步骤和计算各条路段折算行程车速步骤均还包括从第一记录集中读取一条记录，并计算行程时间，判断行程时间是否小于节假日行驶时间参数或小于平时行驶时间参数，若否则从第一记录集中读取下一条记录，若是则判断行程车速是否大于行驶车速参数，是则从第一记录集中读取下一条记录，否则计算本次通行所属的日期和小时数，读取车辆的客货类型、车型，根据各汽车代表车型及车辆折算系数计算车辆对应的折算系数，通过车辆的行驶里程和折算系数计算车辆的折算行驶里程，通过车辆的行驶时间和折算系数计算车辆的折算行驶时长，将结果写入第三记录集。
取消省界收费站之后一段周期内高速公路整体路网的行程车速、折算行程车速计算过程中，如图3所示，计算整体路网折算平均行程车速步骤中，在判断行程时间是否小于节假日行驶时间参数或小于平时行驶时间参数和判断行程车速是否大于行驶车速参数之间还包括判断计费交费时间是否大于等于预设计费交费时间，本实施例中，预设计费交费时间为2020年4月1日，是则从第一记录集A1的记录中读取计费里程feeMileage，通过计费里程计算相邻两个门架之间的距离S＝feeMileage/1000.0，通过相邻两个门架之间的距离和行程时间计算行程车速V＝S/t，否则判断收费单元编号组合是否存在为其他收费单元代收，是则遍历门架收费单元对应关系表，找到上一个门架Hex编码所对应的门架所在收费单元和在收费单元编号组合中按照从左到右顺序取出的每一个收费单元组成收费单元队列，按照先后顺序依次取出两个相邻的收费单元，遍历相邻节点关系表，获得相邻两个收费单元之间的距离，将所有距离相加得到经过的上一个门架到当前门架所在收费单元之间的总距离，计算出行程车速，否则遍历门架收费单元对应关系表，找到上一个门架Hex编码所对应的门架所在收费单元和本次所经门架编号所对应的收费单元，遍历相邻节点关系表，获得上一个门架到当前门架所在收费单元之间的距离，计算出行程车速。
取消省界收费站之后一段周期内各条高速公路路段的行程车速、折算行程车速计算过程中，如图4所示，计算各条路段折算行程车速步骤中，在判断行程时间是否小于节假日行驶时间参数或小于平时行驶时间参数和判断行程车速是否大于行驶车速参数之间还包括判断计费交费时间是否大于等于预设计费交费时间，本实施例中，预设计费交费时间为2020年4月1日，是则从第一记录集A1的记录中读取计费里程feeMileage，通过计费里程计算相邻两个门架之间的距离S＝feeMileage/1000.0，通过相邻两个门架之间的距离和行程时间计算行程车速V＝S/t，否则遍历门架收费单元对应关系表，找到上一个门架Hex编码所对应的门架所在收费单元和本次所经门架编号所对应的收费单元，遍历相邻节点关系表，获得上一个门架到当前门架所在收费单元之间的距离，计算出行程车速。
对每一个车辆而言，它的一次通行中的行驶时间属于哪个日期、哪个小时段的计算原理如下：
Ti＝(Ts+Te)/2
其中，Ts代表车辆驶入高速公路的时刻，Ts代表车辆驶出高速公路的时刻。若计算本次通行所属的日期为若进入高速和驶出高速公路是同一天，则本次通行所属的日期就是出口日期，否则若出口时间的小时数加入口时间的小时数减24大于等于0，则本次通行日期为出口日期，否则就是入口日期；计算本次通行所属的小时数为若进入高速和驶出高速公路是同一天，则本次通行所属的小时数就是出入时间所在的小时数的算术平均数，否则若出口时间的小时数加入口时间的小时数减24大于等于0，则本次通行小时数为出口时间的小时数与入口时间的小时数减24再除以2，否则本次通行所属小时数为24加出口时间的小时数减入口时间的小时数再除以2。具体计算公式如下：
当Day(Extime)＝Day(Entime)时
Figure BDA0002476640850000161
当Day(Extime)<或>Day(Entime)时
K＝Hour(Extime)+Hour(Entime)-24
当K≥0时
Figure BDA0002476640850000162
当K<0时
Figure BDA0002476640850000163
其中，Entime和Extime分别代表车辆驶入和驶出高速公路的时间；函数Day()为获取时间中的日期，函数Hour()为获取时间中的小时；DAYi、HOURi分别代表车辆i的本次通行在计算通行所属的小时数时，得到的所属通行日期和小时段。
如图1所示，计算整体路网折算平均行程车速步骤还包括若第一记录集中的所有记录都处理完成，则对第三记录集，按照车辆驶入高速公路的时间、车辆驶出高速公路的时间、入口客货标识、出口车型、本次通行所属的日期、本次通行所属的小时数分组聚合，汇总统计交通量、行驶里程、行程时间、折算交通量、折算行驶里程、折算行程时间、计算出平均行程车速和折算平均行程车速，生成第一级粒度数据表的结果。
如图3所示，计算整体路网折算平均行程车速步骤还包括若第一记录集中的所有记录都处理完成，则对第三记录集，按照通过上个门架的时间、计费交费时间、客货类型、车型、本次通行所属的日期、本次通行所属的小时数分组聚合，汇总统计交通量、行驶里程、行程时间、折算交通量、折算行驶里程、折算行程时间、计算出平均行程车速和折算平均行程车速，生成第一级粒度数据表的结果。
如图2所示，计算各条路段折算行程车速步骤还包括若第一记录集中的所有记录都处理完成，则从第三记录集读取一条记录，获取出口路段、入口收费站、出口收费站，从收费站表中读取所对应的入口收费站物理序号和出口收费站物理序号，判断入口收费站物理序号是否大于出口收费站物理序号，是则本次通行方向为上行，否则本次通行方向为下行，将第三记录中当前记录加上本次通行方向写入第四记录中，对第四记录，按照车辆驶入高速公路的时间、车辆驶出高速公路的时间、入口客货标识、出口车型、出口路段、路段名称、本次通行方向、本次通行所属的日期、本次通行所属的小时数分组聚合，汇总统计交通量、行驶里程、行程时间、折算交通量、折算行驶里程、折算行程时间、计算出平均行程车速和折算平均行程车速，生成第一级粒度数据表的结果。
如图4所示，计算各条路段折算行程车速步骤中，在通过车辆的行驶里程和折算系数计算车辆的折算行驶里程，通过车辆的行驶时间和折算系数计算车辆的折算行驶时长与将结果写入第三记录集之间还包括遍历门架收费单元对应关系表，获得本次通行门架编号的路段方向；计算各条路段折算行程车速步骤还包括若第一记录集中的所有记录都处理完成，则对第三记录集，按照车辆驶入高速公路的时间、车辆驶出高速公路的时间、客货类型、车型、收费路段编号、收费路段名称、路段方向、本次通行所属的日期、本次通行所属的小时数分组聚合，汇总统计交通量、行驶里程、行程时间、折算交通量、折算行驶里程、折算行程时间、计算出平均行程车速和折算平均行程车速，生成第一级粒度数据表的结果。
如图5所示，还包括以下步骤：
打开第一级粒度数据表，得到第一记录集；
从第一记录集中读取一条记录，获得驶入高速日期、驶出高速日期、本次通行所属的日期；
判断驶入高速日期、驶出高速日期、本次通行所属的日期是否都在节假日时间表中，是则将当前记录写入第四记录集中，否则从节假日时间表中读出当前记录所对应的节假日名称、是否免费放行，加上当前记录的信息一起写入第三记录集中；
判断第一记录集是否读到结尾，否则从第一记录集中读取下一条记录，是则对第三记录集按照车辆驶入高速公路的时间、车辆驶出高速公路的时间、客货类型、车型、本次通行所属的日期、本次通行所属的小时数进行分组聚合，汇总统计总车流量、总行程时长、总行程里程，计算平均行程车速，汇总统计折算总车流量、折算总行程时长、折算总行程里程，计算平均折算行程车速。
在一实施例中，在软件开发与实现上，使用了数据仓库技术，进行了数据仓库的开发与设计。后台通过建立数据仓库将高速公路车辆通行记录及折算行程里程、折算行程时长和计算出来的折算平均行程车速汇集成不同的粒度。如图6-12所示，前台软件来展示整个高速公路路网/每一条高速公路在若干月份、一段日期内、一段日期的各个小时期间的折算平均速度，以及整个高速公路路网/每一条高速公路在以上的几个统计周期内剔除掉节假日的影响下的折算平均速度，此外，还提供了界面来展示高速公路路网在节假日期间与平时的折算平均速度对比情况，能够非常直观地感受到整个高速公路路网乃至于选中的某一条高速公路的车辆通行情况。
一种电子设备，包括：处理器；
存储器；以及程序，其中程序被存储在存储器中，并且被配置成由处理器执行，程序包括用于执行高速公路路网通行效率评估方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行高速公路路网通行效率评估方法。
本发明提供高速公路路网通行效率评估方法，包括以下步骤：计算整体路网折算平均行程车速，提取预设周期内高速公路路网车辆通行记录，获得第一记录集，通过第一记录集中车辆的行驶里程、行驶时间和对应的车辆折算系数计算整体路网折算平均行程车速；计算各条路段折算行程车速，提取预设周期内各条高速公路路网车辆通行记录，获得第二记录集，通过第二记录集中车辆的行驶里程、行驶时间和对应的车辆折算系数计算各条路段折算行程车速。本发明涉及电子设备与可读存储介质，用于执行高速公路路网通行效率评估方法。本发明能够快速、整体地掌握整个高速公路路网或每一条高速公路的车辆通行情况、路网或路段的通行能力在不同时间的变化情况，能够掌握路网的运行情况及规律，方便、准确地制定相应的管理措施，便于社会公众合理地提前安排自己的出行目标，通过实时采集高速公路车辆通行数据，使得交通管理人员和社会公众直观地掌握高速公路路网或每条高速公路的通行情况；根据客货车的不同车类增加相应的权重，能够反映不同车类客货车辆在计算过程中的影响，客观地反映了高速公路路网、路段的通行效率。这种客观性，在中大型车辆在整体车辆中的比例越高时，越能够体现。因为这些车辆占用了更多的道路空间，与小型客车相比，速度相差较大，会降低整体车辆通行能力。
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (17)

1.高速公路路网通行效率评估方法，其特征在于包括以下步骤：
计算整体路网折算平均行程车速，提取预设周期内高速公路路网车辆通行记录，获得第一记录集，通过所述第一记录集中车辆的行驶里程、行驶时间和对应的车辆折算系数计算整体路网折算平均行程车速；
计算各条路段折算行程车速，提取预设周期内各条高速公路路网车辆通行记录，获得第二记录集，通过所述第二记录集中车辆的行驶里程、行驶时间和对应的车辆折算系数计算各条路段折算行程车速。
2.如权利要求1所述的高速公路路网通行效率评估方法，其特征在于：所述计算整体路网折算平均行程车速步骤中，所述第一记录集中的高速公路路网车辆通行记录满足的条件包括平时收费的各类客车、货车；节假日期间收费的各类客车、货车、ETC入且ETC出的免费放行的一类客车；非预先写进入口信息的通行记录；出口时间大于入口时间，且为正常的日期时间数值。
3.如权利要求1所述的高速公路路网通行效率评估方法，其特征在于：所述计算整体路网折算平均行程车速步骤中，所述第一记录集中的高速公路路网车辆通行记录满足的条件还包括各类客车、货车；通过上个门架的时间和计费交费时间是正常的日期时间数值，并且通过上个门架的时间早于计费交费时间；上一个门架的Hex编码不为空；交易结果值为交易成功；剔除门架特情类型为空、门架特情类型为186或193的门架计费扣费交易记录。
4.如权利要求1所述的高速公路路网通行效率评估方法，其特征在于：所述计算各条路段折算行程车速步骤中，所述第二记录集中的各条高速公路路网车辆通行记录满足的条件包括平时收费的各类客车、货车；节假日期间收费的各类客车、货车、ETC入且ETC出的免费放行的一类客车；非预先写进入口信息的通行记录；出口时间大于入口时间，且为正常的日期时间数值；入口路段与出口路段相同。
5.如权利要求1所述的高速公路路网通行效率评估方法，其特征在于：所述计算各条路段折算行程车速步骤中，所述第二记录集中的各条高速公路路网车辆通行记录满足的条件还包括各类客车、货车；通过上个门架的时间和计费交费时间是正常的日期时间数值，并且通过上个门架的时间早于计费交费时间；上一个门架的Hex编码不为空；交易结果值为交易成功；剔除门架特情类型为空、门架特情类型为186或193的门架计费扣费交易记录、为其他收费单元代收费的ETC门架计费扣费交易记录；经过的上一个ETC门架所在路段与当前ETC门架所在路段相同。
6.如权利要求2-5任意一项所述的高速公路路网通行效率评估方法，其特征在于：所述计算整体路网折算平均行程车速步骤和所述计算各条路段折算行程车速步骤均还包括从所述第一记录集中读取一条记录，并计算行程时间，判断所述行程时间是否小于节假日行驶时间参数或小于平时行驶时间参数，若否则从所述第一记录集中读取下一条记录，若是则判断行程车速是否大于行驶车速参数，是则从所述第一记录集中读取下一条记录，否则计算本次通行所属的日期和小时数，读取车辆的客货类型、车型，根据各汽车代表车型及车辆折算系数计算车辆对应的折算系数，通过车辆的行驶里程和所述折算系数计算车辆的折算行驶里程，通过车辆的行驶时间和所述折算系数计算车辆的折算行驶时长，将结果写入第三记录集。
7.如权利要求6所述的高速公路路网通行效率评估方法，其特征在于：所述计算整体路网折算平均行程车速步骤中，在判断所述行程时间是否小于节假日行驶时间参数或小于平时行驶时间参数和判断行程车速是否大于行驶车速参数之间还包括判断计费交费时间是否大于等于预设计费交费时间，是则从所述第一记录集的记录中读取计费里程，通过所述计费里程计算相邻两个门架之间的距离，通过所述相邻两个门架之间的距离和行程时间计算行程车速，否则判断收费单元编号组合是否存在为其他收费单元代收，是则遍历门架收费单元对应关系表，找到上一个门架Hex编码所对应的门架所在收费单元和在收费单元编号组合中按照从左到右顺序取出的每一个收费单元组成收费单元队列，按照先后顺序依次取出两个相邻的收费单元，遍历相邻节点关系表，获得相邻两个收费单元之间的距离，将所有距离相加得到经过的上一个门架到当前门架所在收费单元之间的总距离，计算出行程车速，否则遍历门架收费单元对应关系表，找到上一个门架Hex编码所对应的门架所在收费单元和本次所经门架编号所对应的收费单元，遍历相邻节点关系表，获得上一个门架到当前门架所在收费单元之间的距离，计算出行程车速。
8.如权利要求6所述的高速公路路网通行效率评估方法，其特征在于：所述计算各条路段折算行程车速步骤中，在判断所述行程时间是否小于节假日行驶时间参数或小于平时行驶时间参数和判断行程车速是否大于行驶车速参数之间还包括判断计费交费时间是否大于等于预设计费交费时间，是则从所述第一记录集的记录中读取计费里程，通过所述计费里程计算相邻两个门架之间的距离，通过所述相邻两个门架之间的距离和行程时间计算行程车速，否则遍历门架收费单元对应关系表，找到上一个门架Hex编码所对应的门架所在收费单元和本次所经门架编号所对应的收费单元，遍历相邻节点关系表，获得上一个门架到当前门架所在收费单元之间的距离，计算出行程车速。
9.如权利要求6所述的高速公路路网通行效率评估方法，其特征在于：所述计算本次通行所属的日期为若进入高速和驶出高速公路是同一天，则本次通行所属的日期就是出口日期，否则若出口时间的小时数加入口时间的小时数减24大于等于0，则本次通行日期为出口日期，否则就是入口日期；所述计算本次通行所属的小时数为若进入高速和驶出高速公路是同一天，则本次通行所属的小时数就是出入时间所在的小时数的算术平均数，否则若出口时间的小时数加入口时间的小时数减24大于等于0，则本次通行小时数为出口时间的小时数与入口时间的小时数减24再除以2，否则本次通行所属小时数为24加出口时间的小时数减入口时间的小时数再除以2。
10.如权利要求6所述的高速公路路网通行效率评估方法，其特征在于：所述计算整体路网折算平均行程车速步骤还包括若所述第一记录集中的所有记录都处理完成，则对所述第三记录集，按照车辆驶入高速公路的时间、车辆驶出高速公路的时间、入口客货标识、出口车型、本次通行所属的日期、本次通行所属的小时数分组聚合，汇总统计交通量、行驶里程、行程时间、折算交通量、折算行驶里程、折算行程时间、计算出平均行程车速和折算平均行程车速，生成第一级粒度数据表的结果。
11.如权利要求7所述的高速公路路网通行效率评估方法，其特征在于：所述计算整体路网折算平均行程车速步骤还包括若所述第一记录集中的所有记录都处理完成，则对所述第三记录集，按照通过上个门架的时间、计费交费时间、客货类型、车型、本次通行所属的日期、本次通行所属的小时数分组聚合，汇总统计交通量、行驶里程、行程时间、折算交通量、折算行驶里程、折算行程时间、计算出平均行程车速和折算平均行程车速，生成第一级粒度数据表的结果。
12.如权利要求6所述的高速公路路网通行效率评估方法，其特征在于：所述计算各条路段折算行程车速步骤还包括若所述第一记录集中的所有记录都处理完成，则从所述第三记录集读取一条记录，获取出口路段、入口收费站、出口收费站，从收费站表中读取所对应的入口收费站物理序号和出口收费站物理序号，判断所述入口收费站物理序号是否大于出口收费站物理序号，是则本次通行方向为上行，否则本次通行方向为下行，将第三记录中当前记录加上本次通行方向写入第四记录中，对所述第四记录，按照车辆驶入高速公路的时间、车辆驶出高速公路的时间、入口客货标识、出口车型、出口路段、路段名称、本次通行方向、本次通行所属的日期、本次通行所属的小时数分组聚合，汇总统计交通量、行驶里程、行程时间、折算交通量、折算行驶里程、折算行程时间、计算出平均行程车速和折算平均行程车速，生成第一级粒度数据表的结果。
13.如权利要求8所述的高速公路路网通行效率评估方法，其特征在于：所述计算各条路段折算行程车速步骤中，在通过车辆的行驶里程和所述折算系数计算车辆的折算行驶里程，通过车辆的行驶时间和所述折算系数计算车辆的折算行驶时长与将结果写入第三记录集之间还包括遍历门架收费单元对应关系表，获得本次通行门架编号的路段方向；所述计算各条路段折算行程车速步骤还包括若所述第一记录集中的所有记录都处理完成，则对所述第三记录集，按照车辆驶入高速公路的时间、车辆驶出高速公路的时间、客货类型、车型、收费路段编号、收费路段名称、路段方向、本次通行所属的日期、本次通行所属的小时数分组聚合，汇总统计交通量、行驶里程、行程时间、折算交通量、折算行驶里程、折算行程时间、计算出平均行程车速和折算平均行程车速，生成第一级粒度数据表的结果。
14.如权利要求10-13任意一项所述的高速公路路网通行效率评估方法，其特征在于，还包括以下步骤：
打开所述第一级粒度数据表，得到第一记录集；
从所述第一记录集中读取一条记录，获得驶入高速日期、驶出高速日期、本次通行所属的日期；
判断驶入高速日期、驶出高速日期、本次通行所属的日期是否都在节假日时间表中，是则将当前记录写入第四记录集中，否则从节假日时间表中读出当前记录所对应的节假日名称、是否免费放行，加上当前记录的信息一起写入第三记录集中；
判断所述第一记录集是否读到结尾，否则从所述第一记录集中读取下一条记录，是则对第三记录集按照车辆驶入高速公路的时间、车辆驶出高速公路的时间、客货类型、车型、本次通行所属的日期、本次通行所属的小时数进行分组聚合，汇总统计总车流量、总行程时长、总行程里程，计算平均行程车速，汇总统计折算总车流量、折算总行程时长、折算总行程里程，计算平均折算行程车速。
15.如权利要求6所述的高速公路路网通行效率评估方法，其特征在于：所述折算平均行程车速计算公式为：
Figure FDA0002476640840000061
其中，ωi代表车辆i所对应的车辆折算系数，Si代表车辆i的行程里程，ti代表车辆i的行程时长；
所述平时行驶时间参数为3至5小时，所述节假日行驶时间参数为7至9小时，所述行驶车速参数为170km/h至190km/h。
16.一种电子设备，其特征在于包括：处理器；
存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行权利要求1任意一项所述的方法。
17.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行如权利要求1任意一项所述的方法。
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