CN111986479A - 一种城市道路车道通行效率评估方法、系统及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种城市道路车道通行效率评估方法、系统及存储介质，包括以下步骤：计算相关路段车道组交通流特征指标；基于车道交通流特征指标计算设计通行能力下的车道通行效率；基于车道交通流特征指标计算路段流量供需平衡度；基于车道交通流特征指标计算路段流量占比，并通过统计极差方差处理，计算直行车道分布平衡度。本发明具体通过计算车道级交通流指标，计算车道通行效率、供需平衡度指标，计算直行车道分布平衡度，利用各车道的流量占比的方差波动等多个新指标，反应车道级交通流的平衡情况，可用于评估与直行车道相关的组内车道的平衡关系，进而为路口渠化的调整提供决策依据。本发明可用于新指标的数据排行以及城市道路规划设计参考。

Description

一种城市道路车道通行效率评估方法、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及城市交通管理技术领域，具体涉及一种城市道路车道通行效率评估方法、系统及存储介质。
背景技术
城市道路交叉口的渠化(特别是车道属性)设置，会直接影响到路口的通行服务能力，难以匹配路口实际的通行需求，交叉口控制失衡进而引发交通拥堵，特别是一直直行和左转、直行和右转复合设置的路口，因转向的不同，导致车道的使用效率很难得到保证。
发明内容
本发明提出的一种城市道路车道通行效率评估方法及系统，可解决背景技术中的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种城市道路车道通行效率评估方法及系统，包括以下步骤：
S01、计算相关路段车道组交通流特征指标；
S02、基于车道交通流特征指标计算设计通行能力下的车道通行效率；
S03、基于车道交通流特征指标计算路段流量供需平衡度；
S04、基于车道交通流特征指标计算路段流量占比，并通过统计极差方差处理，计算直行车道分布平衡度。
进一步的，所述S02中车道通行效率的计算公式如下：
Figure BDA0002647151440000011
flowlane-T为路口一个信号周期内，通过车道的流量；
flane-T为车道一个信号周期内的设计通行能力，根据相关标准转换到真实信号周期内的设计；
TRlane为车道通行效率，信号周期内实际通行流量与设计通行能力的占比。
进一步的，所述S03中路段流量供需平衡度的计算公式如下：
Figure BDA0002647151440000021
Ωup为路段上游路口可驶入的车道集合；
Ωcurrent为当前路段所有车道集合；
flowup-lane为上游驶入车道流量；
flowcurrent-lane为当前路段的车道流量；
U阈值为供需差阈值，用于判定平衡度的最终结果；
U供需为供需平衡度，上下游流量差计算。
进一步的，所述S04直行车道分布平衡度的计算公式如下：
Figure BDA0002647151440000022
Figure BDA0002647151440000023
Figure BDA0002647151440000024
其中，Ω直行为路段直行车道集合，车道数大于2；flowi为单个直行车道流量/饱和度；αi为单个直行车道流量/饱和度占比；
Figure BDA0002647151440000025
为直行车道流量/饱和度平均值；
d极差为直行车道流量/饱和度极差；u0,d0为直行车道平衡度阈值、极差阈值；U直行为直行车道平衡度，由各直行车道在路段中的流量/饱和度占比的方差决定。
进一步的，所述S01中的相关路段车道组交通流特征指标包括驶入路段总流量，驶出路段各车道流量，精细路段车道渠化信息；
其中，
所述车道渠化信息包括路段的车道数组成，各车道的转向属性，各转向能够驶入的路段关联信息；
所述各车道流量信息包括通过设备过车数据统计，或者流量检测设备直接获取；
所述路段流量包括统计关联的所有车道，聚合流量。
另一方面，本发明还公开一种城市道路车道通行效率评估系统，
包括以下单元：
相关路段车道组交通流特征指标单元用于计算相关路段车道组交通流特征指标；
车道通行效率确定单元，用于基于车道交通流特征指标计算设计通行能力下的车道通行效率；
路段流量供需平衡度确定单元，用于基于车道交通流特征指标计算路段流量供需平衡度；
路段流量占比确定单元，用于基于车道交通流特征指标计算路段流量占比，并通过统计极差方差处理，计算直行车道分布平衡度。
第三方面，本发明还公开一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上述方法的步骤。
由上述技术方案可知，本发明的城市道路车道通行效率评估方法、系统及存储介质，具体通过计算车道级交通流指标，计算车道通行效率、供需平衡度指标，计算直行车道分布平衡度，利用各车道的流量占比的方差波动等多个新指标，反应车道级交通流的平衡情况，可用于评估与直行车道相关的组内车道的平衡关系，进而为路口渠化的调整提供决策依据。本发明可用于新指标的数据排行以及城市道路规划设计参考。
附图说明
图1是本发明的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，本实施例所述的城市道路车道通行效率评估方法，包括：
一种城市道路车道通行效率评估方法，包括如下步骤：
S01、计算相关路段车道组交通流特征指标；
S02、基于车道交通流特征指标计算设计通行能力下的车道通行效率；
S03、基于车道交通流特征指标计算路段流量供需平衡度；
S04、基于车道交通流特征指标计算路段流量占比，并通过统计极差方差处理，计算直行车道分布平衡度。
以下具体说明：
在步骤S01中，计算车道组交通流特征指标。其中包括：驶入路段总流量，驶出路段各车道流量，精细路段车道渠化信息；
车道渠化信息：路段的车道数组成，各车道的转向属性，各转向能够驶入的路段关联信息。
各车道流量信息：通过设备过车数据统计，或者流量检测设备直接获取；
路段流量：统计关联的所有车道，聚合流量；
即flowlane为路口所有方向下各个车道的流量，数据来自过车数据统计或者相关检测设备提供；
在步骤S02中，基于车道组交通流特征指标，以及路网车道设计通行能力，计算车道通行效率：实际通行流量对车道设计通行能力的占比，公式如下：
Figure BDA0002647151440000051
flowlane-T为路口一个信号周期内，通过车道的流量；
flane-T为车道一个信号周期内的设计通行能力，根据相关标准转换到真实信号周期内的设计；
TRlane为车道通行效率，信号周期内实际通行流量与设计通行能力的占比。
在步骤S03中，基于车道组交通流特征指标，设定流量供需差阈值，并通过一定时间段出入路段的流量差比较，等到路段供需平衡状态，公式如下：
Figure BDA0002647151440000052
Ωup为路段上游路口可驶入的车道集合(左转驶入、直行驶入、右转驶入)；
Ωcurrent为当前路段所有车道集合；
flowup-lane为上游驶入车道流量；
flowcurrent-lane为当前路段的车道流量；
U阈值为供需差阈值，用于判定平衡度的最终结果；
U供需为供需平衡度，上下游流量差计算；
在步骤S04中，基于车道组交通流特征指标，计算各转向车道流量占比，利用统计方差方法，衡量直行车道平衡情况，具体步骤如下：计算一定时间周期T车道＝15分钟内各直行车道(含左直、右直)的流量占整个路段所有直行车道流量的比例：
Figure BDA0002647151440000061
利用各流量占比计算相关统计特征：最大值：αmax，最小值：αmin，平均值：
Figure BDA0002647151440000062
方差：
Figure BDA0002647151440000063
极差：d＝αmax-αmin，具体为：
Figure BDA0002647151440000064
通过方差和极差判定平衡情况，方差、极差越大，平衡性越差。
Figure BDA0002647151440000065
具体为：
Figure BDA0002647151440000066
其中，Ω直行为路段直行车道集合(车道数大于2)；flowi为单个直行车道流量/饱和度；αi为单个直行车道流量/饱和度占比；
Figure BDA0002647151440000067
为直行车道流量/饱和度平均值；
d极差为直行车道流量/饱和度极差；u0,d0为直行车道平衡度阈值、极差阈值；U直行为直行车道平衡度，由各直行车道在路段中的流量/饱和度占比的方差决定。
综上所述，本发明可做如下应用：
a.车道通行效率，可用于对车道的设计合理性进行评判，长期车道通行效率低下，可提供给城市道路规划部门重新设计组织车道，调整车道宽度、车道数等相关优化，改善道路通行环境。
b.直行车道分布平衡度，可判定对直行车道较多的大路口直行车道设计的合理性，提供给交管部门，对相关直行车道的转向进行优化修改，修改成左、右转或考虑利用相关设施改成可变车道。
c.路段流量供需平衡度，分析两个路口间的路段流量的进出平衡情况，规划各种城市POI(医院、学校、商圈、大型场馆)等的位置，减小对交通带来的影响。
另一方面，本发明还公开一种城市道路车道通行效率评估系统，
包括以下单元：
相关路段车道组交通流特征指标单元用于计算相关路段车道组交通流特征指标；
车道通行效率确定单元，用于基于车道交通流特征指标计算设计通行能力下的车道通行效率；
路段流量供需平衡度确定单元，用于基于车道交通流特征指标计算路段流量供需平衡度；
路段流量占比确定单元，用于基于车道交通流特征指标计算路段流量占比，并通过统计极差方差处理，计算直行车道分布平衡度。
第三方面，本发明还公开一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上述方法的步骤。
可理解的是，本发明实施例提供的系统与本发明实施例提供的方法相对应，相关内容的解释、举例和有益效果可以参考上述方法中的相应部分。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种城市道路车道通行效率评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01、计算相关路段车道组交通流特征指标；
S02、基于车道交通流特征指标计算设计通行能力下的车道通行效率；
S03、基于车道交通流特征指标计算路段流量供需平衡度；
S04、基于车道交通流特征指标计算路段流量占比，并通过统计极差方差处理，计算直行车道分布平衡度。
2.根据权利要求1所述的城市道路车道通行效率评估方法，其特征在于：所述S02中车道通行效率的计算公式如下：
Figure FDA0002647151430000011
flowlane-T为路口一个信号周期内，通过车道的流量；
flane-T为车道一个信号周期内的设计通行能力，根据相关标准转换到真实信号周期内的设计；
TRlane为车道通行效率，信号周期内实际通行流量与设计通行能力的占比。
3.根据权利要求1所述的城市道路车道通行效率评估方法，其特征在于：所述S03中路段流量供需平衡度的计算公式如下：
Figure FDA0002647151430000012
Ωup为路段上游路口可驶入的车道集合；
Ωcurrent为当前路段所有车道集合；
flowup-lane为上游驶入车道流量；
flowcurrent-lane为当前路段的车道流量；
U阈值为供需差阈值，用于判定平衡度的最终结果；
U供需为供需平衡度，上下游流量差计算。
4.根据权利要求1所述的城市道路车道通行效率评估方法，其特征在于：所述S04直行车道分布平衡度的计算公式如下：
Figure FDA0002647151430000021
Figure FDA0002647151430000022
Figure FDA0002647151430000023
其中，Ω直行为路段直行车道集合，车道数大于2；flowi为单个直行车道流量/饱和度；αi为单个直行车道流量/饱和度占比；
Figure FDA0002647151430000024
为直行车道流量/饱和度平均值；
d极差为直行车道流量/饱和度极差；u0,d0为直行车道平衡度阈值、极差阈值；U直行为直行车道平衡度，由各直行车道在路段中的流量/饱和度占比的方差决定。
5.根据权利要求1所述的城市道路车道通行效率评估方法，其特征在于：所述S01中的相关路段车道组交通流特征指标包括驶入路段总流量，驶出路段各车道流量，精细路段车道渠化信息；
其中，
所述车道渠化信息包括路段的车道数组成，各车道的转向属性，各转向能够驶入的路段关联信息；
所述各车道流量信息包括通过设备过车数据统计，或者流量检测设备直接获取；
所述路段流量包括统计关联的所有车道，聚合流量。
6.一种城市道路车道通行效率评估系统，其特征在于：
包括以下单元：
相关路段车道组交通流特征指标单元用于计算相关路段车道组交通流特征指标；
车道通行效率确定单元，用于基于车道交通流特征指标计算设计通行能力下的车道通行效率；
路段流量供需平衡度确定单元，用于基于车道交通流特征指标计算路段流量供需平衡度；
路段流量占比确定单元，用于基于车道交通流特征指标计算路段流量占比，并通过统计极差方差处理，计算直行车道分布平衡度。
7.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
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