CN113299060B - 一种基于实测数据车辆信息系数获取系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于实测数据车辆信息系数获取系统。本发明基于区域特征的现场实测数据进行车辆类型的分类和车辆参数输入，综合考虑车辆组成、路线线形指标以及交通管制等多因素的复杂作用机理，获取的车辆折算系数更加符合实际交通过程的多因素综合作用过程，其结果更加准确的应用于道路实际作用过程。

Description

一种基于实测数据车辆信息系数获取系统

技术领域

本发明属于信息技术领域，特别涉及一种基于实测数据车辆信息系数获取系统。

背景技术

高速公路改扩建工程投资巨大，确定高速公路改扩建标准具有重大意义。改扩建标准如果制定过高，就会出现交通量明显不足，造成道路资源的闲置和浪费；当改扩建标准制定过低，就会导致高速公路的车流量提前达到饱和状态，道路通行能力不足，服务水平降低，影响高速公路快捷高效的通行。为准确地分析通道路行能力，需要进行车辆折算系数的进一步研究。

交通流中非标准车与标准车之间的当量关系为车辆折算系数。在中国发明专利说明书CN104916135A中，其考虑车型在车辆组成、运行速度、车头时距等因素，计算非跟驰状态下以及跟驰状态下车辆的折算系数。其针对于客货分离式高速公路，对于客货混行高速公路路段并不适用，且其考虑的因素少，未考虑多因素的组合作用。

目前的车辆折算系数的计算方法，主要有车头时距法、延误法等，其研究的方法多基于理论研究，缺少现场实测数据的校正，且在实际的高速公路中，影响道路通行能力的因素较多，多因素之间在实际交通过程中作用机理复杂，仅考虑单因素单独作用，忽略了道路线形因素(如坡度、坡长、圆曲线半径等)、车辆组成、车速限制等多因素的组合作用对于车辆折算系数的影响，难以精确计算每条车道的通行能力，不够全面和准确。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于实测数据车辆信息系数获取系统。

技术方案如下：

一种基于实测数据车辆信息系数获取系统，包括：

1)信息采集模块：获取高速公路目标路段的道路几何数据、交通数据和交通管制数据，统计道路几何数据中的坡度、坡长、曲线半径参数；统计交通数据，根据车辆的功率重量比将统计的交通参数中车辆划分为M个车辆类型，选取车辆类型的代表车型，将代表车型的外廓尺寸和轴距参数作为此车辆类型的代表参数；

2)交通仿真模型建立模块：对采集的交通数据进行分析处理，完成车辆输入和流量设置，建立不同坡度、坡长、圆曲线半径、交通组成变量的交通仿真模型，同时匹配现场实测数据设置车辆参数；

3)仿真模拟模块：设置数据检测点和道路交通仿真参数，完成交通仿真模拟和仿真数据的输出，在已建立的交通仿真模型各个车道上设置数据采集点，检测通过道路断面的车辆数；在多个交通量水平下进行数据收集，仿真过程平稳运行Δt₀，使得采集的数据趋于稳定，收集时间间隔Δt内的交通量q_i；

4)仿真模拟数据分析模块：识别不同情况下道路的混合流汽车小时交通容量C_混和标准汽车小时交通容量C_标，其中，标准汽车小时交通容量C_标：

混合流汽车小时交通容量C_混:

建立λ与坡长、坡度、圆曲线半径、车辆组成因素的散点图，进行非线性回归拟合建立λ与各个因素的拟合函数表达式，其中，λ与各因素的函数关系表达式：

其中，

C_标:标准汽车小时交通容量；

C_混：混合流汽车小时交通容量；

λ：C标与C混的比值；

λ₁：坡长调整系数函数；

λ₂：坡度调整系数函数；

λ₃：圆曲线半径调整系数函数；

λ₄：车辆组成调整系数函数；

代入函数表达式：

C_标＝C_混·P·PCE+C_混·(1-P)

其中，PCE为车辆折算系数；P：混合流汽车中非标准车所占百分比。

本发明基于区域特征的现场实测数据进行车辆类型的分类和车辆参数输入，综合考虑车辆组成、路线线形指标以及交通管制等多因素的复杂作用机理，获取的车辆折算系数更加符合实际交通过程的多因素综合作用过程，其结果更加准确的应用于道路实际作用过程。

附图说明

图1是基于实测数据车辆信息系数获取系统的流程图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明提供的一种基于实测数据车辆信息系数获取系统进行详细描述。以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。

实施例1

本实例所描述的一种基于实测数据车辆信息系数获取系统，流程如图1所示，具体实施方式包括以下模块：

采集分析路段高速公路路段交通信息，所述的交通信息至少应包括交通量、车辆的运行车速、车辆的重量功率比；采集分析路段高速公路的道路几何参数，包括道路车道数、坡度、坡长、圆曲线半径等。

作为一种具体的实现方式，道路的车道数、坡度、坡长、曲线曲率等参数，可以遍历高速公路的设计文件获取，合理的设置道路几何参数的变化范围，建立多种条件下的交通仿真情景。高速公路路段的交通信息的相关参数可以通过交通视频设备进行交通视频录制，后期对数据信息进行处理识别各个车辆的型号，根据各个型号的重量功率比，将所有车型划分为M个车辆类型，统计车辆类型比例。统计车辆类型中各个型号车辆的频率，选取频率最高的型号作为代表车型；代表车型的长、宽、高、重量、功率、轴距、车速等作为所在车辆类型的代表参数。

依据道路几何参数建立仿真模型，输入交通参数。车辆输入为标准小汽车车辆输入以及混合车流车辆输入，其中混合车流车辆输入应依据现场采集数据合理设置各车型的比例。在仿真过程中车辆输入逐步增加，在多个交通量水平下进行数据收集，应让软件平稳运行Δt₀，使得采集的数据趋于稳定，收集时间间隔Δt内的交通量q_i。

对仿真数据及进行处理，标准汽车小时交通容量C_标：

混合流汽车小时交通容量C_混:

依据坡长、坡度、圆曲线半径、车辆组成采用上述公式求取λ，建立单个参数与λ的散点图。

建立各个因素与λ的散点图，进行非线性回归拟合通过拟合函数表达式可以求解调整系数在坡度、坡长、圆曲线半径、车辆组成的函数关系式λ₁、λ₂、λ₃、λ₄：

其中

C_标:标准汽车小时交通容量；

C_混：混合流汽车小时交通容量；

λ：C标与C混的比值；

λ₁：坡长调整系数函数；

λ₂：坡度调整系数函数；

λ₃：圆曲线半径调整系数函数；

λ₄：车辆组成调整系数函数；

依据所建立的函数关系式，在不同的情况下，仅需输入不同的参数变量，可以计算出λ值，代入函数表达式：

C_标＝C_混·P·PCE+C_混·(1-P)

其中，PCE：车辆折算系数；P：混合流汽车中非标准车所占百分比；求得对应情况下的车辆信息折算系数。

本发明基于区域特征的现场实测数据进行车辆类型的分类和车辆参数输入，较为全面的考虑车辆组成、路线线形指标以及交通管制等多因素的复杂作用机理，获取的车辆折算系数更加符合实际交通过程的多因素综合作用过程，其结果更加准确的应用于道路实际作用过程，可较精确计算每条车道的通行能力。

上面结合实施例对本发明的实例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化，也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于实测数据车辆信息系数获取系统，其特征在于，包括：

1)信息采集模块：获取高速公路目标路段的道路几何数据、交通数据和交通管制数据，统计道路几何数据中的坡度、坡长、曲线半径参数；统计交通数据，根据车辆的功率重量比将统计的交通参数中车辆划分为M个车辆类型，选取车辆类型的代表车型，将代表车型的外廓尺寸和轴距参数作为此车辆类型的代表参数；

2)交通仿真模型建立模块：对采集的交通数据进行分析处理，完成车辆输入和流量设置，建立不同坡度、坡长、圆曲线半径、交通组成变量的交通仿真模型，同时匹配现场实测数据设置车辆参数；

3)仿真模拟模块：设置数据检测点和道路交通仿真参数，完成交通仿真模拟和仿真数据的输出，在已建立的交通仿真模型各个车道上设置数据采集点，检测通过道路断面的车辆数；在多个交通量水平下进行数据收集，仿真过程平稳运行Δt₀，使得采集的数据趋于稳定，收集时间间隔Δt内的交通量q_i；

4)仿真模拟数据分析模块：识别不同情况下道路的混合流汽车小时交通容量C_混和标准汽车小时交通容量C_标，其中，标准汽车小时交通容量C_标：

混合流汽车小时交通容量C_混:

建立λ与坡长、坡度、圆曲线半径、车辆组成因素的散点图，进行非线性回归拟合建立λ与各个因素的拟合函数表达式，其中，λ与各因素的函数关系表达式：

其中，

C_标:标准汽车小时交通容量；

C_混：混合流汽车小时交通容量；

λ：C标与C混的比值；

λ₁：坡长调整系数函数；

λ₂：坡度调整系数函数；

λ₃：圆曲线半径调整系数函数；

λ₄：车辆组成调整系数函数；

代入函数表达式：

C_标＝C_混·P·PCE+C_混·(1-P)

其中，PCE为车辆折算系数；P：混合流汽车中非标准车所占百分比。

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