CN114611932B - 基于仿真和变道冲突的入口加速车道服务水平分级方法 - Google Patents
基于仿真和变道冲突的入口加速车道服务水平分级方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114611932B CN114611932B CN202210240034.2A CN202210240034A CN114611932B CN 114611932 B CN114611932 B CN 114611932B CN 202210240034 A CN202210240034 A CN 202210240034A CN 114611932 B CN114611932 B CN 114611932B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- interval
- lane
- value
- service level
- conflict
- 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.)
- Active
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 230000008859 change Effects 0.000 title claims abstract description 41
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 26
- 230000035772 mutation Effects 0.000 claims description 94
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 6
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 claims description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 6
- 206010039203 Road traffic accident Diseases 0.000 abstract description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000012351 Integrated analysis Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
- G06Q10/06393—Score-carding, benchmarking or key performance indicator [KPI] analysis
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/16—Matrix or vector computation, e.g. matrix-matrix or matrix-vector multiplication, matrix factorization
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/067—Enterprise or organisation modelling
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/10—Services
- G06Q50/26—Government or public services
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Economics (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Marketing (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Algebra (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- Evolutionary Biology (AREA)
- Probability & Statistics with Applications (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
一种基于VISSIM仿真和变道冲突的入口加速车道服务水平分级方法，本发明涉及基于VISSIM仿真和变道冲突的入口加速车道服务水平分级方法。本发明的目的是为了对已建成高速公路或城市快速路的入口加速车道服务水平进行分级，并为之后的道路设计、改造提升提供依据，解决目前入口加速车道通行效率低、交通事故率高等问题。过程为：1：确定仿真参数；2：输出主线与匝道运行轨迹；得到变道冲突数值，基于变道冲突数值形成主线与匝道不同交通量组合下的变道冲突数值对应表；3：确定匝道入口加速车道服务水平分级界限值；4：绘制不同交通量组合下的入口加速车道服务水平分级表。本发明用于高速公路或城市快速路设计领域。
Description
技术领域
本发明属于高速公路或城市快速路设计领域，具体涉及基于VISSIM仿真和变道冲突的入口加速车道服务水平分级方法。
背景技术
随着经济社会的快速发展，高速公路与城市快速路的建设如火如荼。但是随着后期交通量的增加，其通行能力已经不堪重负，严重降低了原设计的服务水平。尤其是在入口加速车道汇入处，因此处交通量较大、主线运行速度与匝道汇入速度相差较大等原因，极易造成交通事故，降低通行能力与服务水平。所以为了提升入口加速车道的服务水平，首先需要对目前的入口加速车道进行分级，同时也为之后服务水平的提升提供依据。
针对入口加速车道的传统研究主要聚焦于加速车道长度的计算与应用，并未对当前已建成的入口加速车道服务水平分级进行研究，所以基于当前主线与匝道交通量的不同组合，对现有入口加速车道服务水平分级进行研究就显得很有意义。
发明内容
本发明的目的是为了对已建成高速公路或城市快速路的入口加速车道服务水平进行分级，并为之后的道路设计、改造提升提供依据，解决目前入口加速车道通行效率低、交通事故率高等问题，而提出一种基于VISSIM仿真和变道冲突的入口加速车道服务水平分级方法。
一种基于VISSIM仿真和变道冲突的入口加速车道服务水平分级方法具体过程为：
步骤1：确定仿真参数；
步骤2：将步骤1的仿真参数作为VISSIM仿真建模参数，将不同主线交通量和匝道交通量的组合输入VISSIM仿真建模软件，输出主线与匝道运行轨迹；
将主线与匝道运行轨迹导入交通冲突分析软件SSAM中分析得到变道冲突数值，基于变道冲突数值形成主线与匝道不同交通量组合下的变道冲突数值对应表；
步骤3：将变道冲突数值进行等步长的区间划分和数量统计，同时利用尖点突变理论找出变道冲突数值的突变位置，确定匝道入口加速车道服务水平分级界限值；
步骤4：基于步骤3确定的匝道入口加速车道服务水平分级界限值，对步骤2得出的主线与匝道不同交通值组合下的变道冲突数量对应表进行服务水平分级，并绘制不同交通量组合下的入口加速车道服务水平分级表。
本发明的有益效果为：
本发明聚焦高速公路或城市快速路的入口加速车道，通过对主线与匝道不同交通量组合下的VISSIM仿真分析，采用SSAM分析得到变道冲突数量，之后再对其进行服务水平分级。该发明具有使用成本较低、可操作性强，并且仿真结果真实可靠，可以适用于各类入口加速车道的服务水平分级分析；同时，分级结果可为入口匝道的设计、提升、改造和评估提供重要依据与参照；解决现有主线运行速度与匝道汇入速度相差较大，导致极易造成交通事故，通行效率低的问题，提高了通行效率。
附图说明
图1为本发明方法流程图；
图2为入口加速车道示意图；
图3为基于突变点对变道冲突数量的划分示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种基于VISSIM仿真和变道冲突的入口加速车道服务水平分级方法具体过程为：
步骤1：结合入口加速车道的具体情况(车道长度与宽度、加速车道型式等)，确定仿真参数；
步骤2：将步骤1的仿真参数作为VISSIM仿真建模参数，将不同主线交通量和匝道交通量的组合输入VISSIM仿真建模软件，输出主线与匝道运行轨迹(速度、加速度、位置等)；
将主线与匝道运行轨迹导入交通冲突分析软件SSAM中分析得到变道冲突数值，基于变道冲突数值形成主线与匝道不同交通量组合下的变道冲突数值对应表；
步骤3：综合分析变道冲突数量，将变道冲突数值进行等步长的区间划分和数量统计，同时利用尖点突变理论找出变道冲突数值的突变位置，确定匝道入口加速车道(图2中入口加速车道)服务水平分级界限值；
步骤4：基于步骤3确定的匝道入口加速车道服务水平分级界限值，对步骤2得出的主线与匝道不同交通量组合下的变道冲突数值对应表进行服务水平分级，并绘制不同交通量组合下的匝道入口加速车道(图2中入口加速车道)服务水平分级表。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述步骤1中结合入口加速车道的具体情况(车道长度与宽度、加速车道型式等)，确定仿真参数：
仿真参数包括：主线限速值(比如高速公路运行速度限速120)、匝道限速值、匝道单车道加速车道长度(匝道为单车道)、主线交通量、匝道交通量、交通组成(小客车、中型车、大型车和汽车列车所占比例的交通组成)、车辆运行速度等。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是，所述步骤3中综合分析变道冲突数量，将变道冲突数值进行等步长的区间划分和数量统计；具体过程为：
将步骤2得到的变道冲突数值对应表进行整理分析，找到变道冲突数值对应表中最大和最小的冲突数分别为max和min；
设置步长b(b≤3)，将冲突数值分别划入到由[min,min+b]、(min+b,min+2b]···(max-b,max]([min,min+b]、(min+b,min+2b]···(max-b,max]共t组)组成的t组区间内，并统计被划入各个区间的数据个数y，形成横坐标为区间中位数x、纵坐标为区间内统计得到的个数y的关系表。
其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是，所述步骤3中利用尖点突变理论找出变道冲突数值的突变位置(公式(7)判断)；具体过程为：
步骤31、建立各个区间的数据个数y与区间中位数x的尖点突变模型(1)；
步骤32、将步骤31建立各个区间的数据个数y与区间中位数x的尖点突变模型(1)进行变形，得到变形后的尖点突变模型(简化后的尖点突变模型为(3))；
步骤33、将变形后的尖点突变模型简化为尖点突变的标准函数形式，将尖点突变的标准函数进行处理得到突变特征值；
步骤34、根据突变理论，突变特征值Δ＞0则不存在突变；Δ≤0则存在突变。
其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是，所述步骤31中建立各个区间的数据个数y与区间中位数x的尖点突变模型(1)；具体过程为：
采用四次多项式来拟合区间内数据个数与区间中位数的函数关系式：
y＝a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4 (1)
式中，a0，a1，a2，a3，a4为待拟合参数；
采用广义线形回归，由最小二乘法求得拟合参数：
[a0 a1 a2 a3 a4]T＝(XT·X)-TXT[y1 y2···yt]T (2)
式中，
式中，T为转置；X为参数的矩阵；y1为第1个区间的冲突数据个数；yt为第t个区间的冲突数据个数，x1为第1个区间的中位数，xt为第t个区间的中位数。
其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是，所述步骤32中将步骤31建立各个区间的数据个数y与区间中位数x的尖点突变模型(1)进行变形，得到变形后的尖点突变模型(简化后的尖点突变模型为(3))；具体过程为：
变形后的尖点突变模型为：
y＝c4h4+c2h2+c1h+c0 (3)。
其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是，所述变形后的尖点突变模型具体求解过程为：
令h＝x+A，
式中，h为取代区间中位数x后新的自变量；A为常数；
设置c0、c1、c2、c4与a0，a1，a2，a3，a4的关系如下：
式中，C为待拟合参数矩阵；c0、c1、c2、c4为待拟合参数；
则变形后的尖点突变模型为：
y＝c4h4+c2h2+c1h+c0 (3)。
其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是，所述步骤33中将变形后的尖点突变模型简化为尖点突变的标准函数形式，将尖点突变的标准函数进行处理得到突变特征值；具体过程为：
略去对突变无意义的常数项c0，式(3)进一步简化为尖点突变的标准函数形式：
式中，为尖点突变函数的因变量，/>u为尖点突变函数的参数，
v为尖点突变函数的参数，/>
对式(4)一次求导和二次求导为零：
一次求导为零：
二次求导为零：
联立方程(5)和(6)得到突变特征值：
Δ＝4u3+27v2(7)。
其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是，所述步骤3中确定匝道入口加速车道服务水平分级界限值；具体过程为：
计算每个区间的突变特征值Δ的结果，找出突变值小于等于零的区间；
若突变值小于等于零的区间为一个，则选该区间及其相对应的区间最大值，最大值则为匝道入口加速车道服务水平分级界限值；
若突变值小于等于零的区间为二个，则选突变值小于等于零的二个区间及其相对应的区间最大值，二个区间最大值则为匝道入口加速车道服务水平分级界限值；
若突变值小于等于零的区间为三个，则选突变值小于等于零的三个区间及其相对应的区间最大值，三个区间最大值则为匝道入口加速车道服务水平分级界限值；
若突变值小于等于零的区间大于三个，则任选突变值小于等于零的三个区间及其相对应的区间最大值，三个区间最大值则为匝道入口加速车道服务水平分级界限值。
其它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是，所述步骤4中基于步骤3确定的匝道入口加速车道服务水平分级界限值，在步骤2得出的主线与匝道不同交通量组合下的变道冲突数量对应表中进行服务水平分级，并绘制不同交通量组合下的匝道入口加速车道服务水平分级表；具体过程为：
基于步骤3得出的匝道入口加速车道服务水平分级界限值，对主线与匝道不同交通量组合下的冲突数量进行服务水平分级，分别形成I级、II级、III级和IV级的服务水平，并绘制不同交通量组合下的匝道入口加速车道服务水平分级表。
其它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
如图1所示，为本发明的一种基于VISSIM仿真和变道冲突的入口加速车道服务水平分级方法的流程图，包括以下步骤：
步骤1：步骤1：结合入口加速车道的具体情况(车道长度与宽度、加速车道型式等)，确定仿真参数；
首先确定合流影响区的界定范围。我国现行的《公路通行能力手册》规定，合流影响区是指入口匝道与主线连接处至下游450米范围内，为了确保仿真正常进行，将其前后均延长至1km范围。但是分析其变道冲突数量的区域仅限于加速车道区段，包含加速车道及与加速车道相邻的第1车道的区域。
然后，确定主线运行速度与匝道限速值，搜集整理主线与匝道道路参数，确定单车道加速车道长度、交通量、交通组成等，最终形成如表1所示的取值：
表1基于VISSIM仿真计算参数的选取
然后，确定主线运行速度与匝道限速值，搜集整理高速公路主线与匝道道路参数，确定单车道加速车道长度、交通量、交通组成等，最终形成如表1所示的取值：
步骤2：基于步骤1的仿真参数，利用VISSIM仿真建立不同交通量下的仿真场景，导入SSAM软件进行变道冲突分析，得出主线与匝道不同交通量组合下的变道冲突数量对应表2所示：
表2主线与匝道不同交通量组合下的变道冲突数对应表
步骤3：综合分析变道冲突数量，将变道冲突数量进行等步长的区间划分和数量统计，同时利用尖点突变理论找出变道冲突数量的突变位置，确定其分级的界限值；
首先，对冲突数据进行整理分析，找到其中最大和最小的冲突数分别为75和0；并且设置步长b＝3(b≤3)，将冲突数值分别划入到各组成的区间内，区间组数t＝26，并统计被划入各个区间的数据个数y，形成横坐标为区间中位数x、纵坐标为区间内统计得到的个数y的关系表3所示。
表3区间(区间中位数x)与数据个数y的对应表
然后，采用四次多项式拟合区间内数据个数与区间中位数的函数关系式：
y＝a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4 (1)
式中，a0，a1，a2，a3，a4为待拟合参数
采用广义线形回归，由最小二乘法求得拟合参数：
[a0 a1 a2 a3 a4]T＝(XT·X)-TXT[y1 y2···yt]T (2)
式中，
式中，T为转置；X为参数的矩阵；y1为第1个区间的冲突数据个数；yt为第t个区间的冲突数据个数，x1为第1个区间的中位数，xt为第t个区间的中位数；
改变各个区间的数据个数y与区间中位数x的尖点突变模型(改变后为(3))，具体过程为：
令h＝x+A，
式中，h为取代区间中位数x后新的自变量；A为常数；
设置c0、c1、c2、c4与a0，a1，a2，a3，a4的关系如下：
式中，C为待拟合参数矩阵；c0、c1、c2为、c4为待拟合参数；
则区间的数据个数y与区间中位数x的关系式简化为：
y＝c4h4+c2h2+c1h+c0 (3)
略去对突变无意义的常数项(微小常数量)，式(3)进一步简化为尖点突变的标准函数形式：
式中，为尖点突变函数的因变量，/>u为尖点突变函数的参数，v为尖点突变函数的参数，/>
通过对式(4)一次求导和二次求导为零；
一次求导为零：
二次求导为零：
联立方程(5)和(6)得到突变特征方程：
Δ＝4u3+27v2 (7)
根据突变理论，突变特征值Δ＞0则不存在突变；Δ≤0则存在突变，最终得到的结果如表4所示：
表4突变特征值Δ的结果
| 区间 | [0,3) | [3,6) | [6,9) | [9,12) | [12,15) |
| Δ | 2.1002e+12 | 7.1804e+10 | 1.7187e+11 | 1.1619e+12 | -1.1223e+13 |
| 区间 | [15,18) | [18,21) | [21,24) | [24,27) | [27,30) |
| Δ | 1.3364e+12 | 3.9317e+11 | 9.1129e+10 | 1.9286e+13 | 7.8636e+09 |
| 区间 | [30,33) | [33,36) | [36,39) | [39,42) | [42,45) |
| Δ | 5.9029e+14 | -9.1221e+12 | -7.8372e+13 | 1.3977e+11 | 1.8163e+14 |
| 区间 | [45,48) | [48,51) | [51,54) | [54,57) | [57,60) |
| Δ | 4.354541e+15 | 6.1393e+15 | 1.0839e+16 | -6.7087e+12 | 7.7068e+12 |
综合分析数据中Δ≤0的区间存在于[12,15)、[33,36)、[36,39)和[54,57)这四个区间，所以最终确定变道冲突数为14、38和56三个值为服务水平分级的界限值，如图3所示，其服务水平分级如下表5所示：
表5服务水平分级
| 服务水平等级 | I级 | II级 | III级 | IV级 |
| 变道冲突数 | [0,14] | (14,38] | (38,56] | (56,∞) |
最终，绘制不同交通量组合下的入口加速车道服务水平分级表，为了确保服务水平的连续性，个别出现了同一变量下交通量更高，但变道冲突更少的情况，此时交通量高的服务水平分级应当遵循交通量低的服务水平分级，如表6所示：
表6入口加速车道服务水平分级表
本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种基于VISSIM仿真和变道冲突的入口加速车道服务水平分级方法，其特征在于：所述方法具体过程为：
步骤1：确定仿真参数；
步骤2：将步骤1的仿真参数作为VISSIM仿真建模参数，将不同主线交通量和匝道交通量的组合输入VISSIM仿真建模软件，输出主线与匝道运行轨迹；
将主线与匝道运行轨迹导入交通冲突分析软件SSAM中分析得到变道冲突数值，基于变道冲突数值形成主线与匝道不同交通量组合下的变道冲突数值对应表；
步骤3：将变道冲突数值进行等步长的区间划分和数量统计，同时利用尖点突变理论找出变道冲突数值的突变位置，确定匝道入口加速车道服务水平分级界限值；
步骤4：基于步骤3确定的匝道入口加速车道服务水平分级界限值，对步骤2得出的主线与匝道不同交通量组合下的变道冲突数值对应表进行服务水平分级，并绘制不同交通量组合下的匝道入口加速车道服务水平分级表；
所述步骤1中确定仿真参数包括：
主线限速值、匝道限速值、匝道单车道加速车道长度、主线交通量、匝道交通量、交通组成、车辆运行速度；
所述步骤3中将变道冲突数值进行等步长的区间划分和数量统计；具体过程为：
将步骤2得到的变道冲突数值对应表进行整理分析，找到变道冲突数值对应表中最大和最小的冲突数分别为max和min；
设置步长b，将冲突数值分别划入到由[min,min+b]、(min+b,min+2b]···(max-b,max]组成的t组区间内，并统计被划入各个区间的数据个数y，形成横坐标为区间中位数x、纵坐标为区间内统计得到的数据个数y的关系表；
所述步骤3中利用尖点突变理论找出变道冲突数值的突变位置；具体过程为：
步骤31、建立各个区间的数据个数y与区间中位数x的尖点突变模型；
步骤32、将步骤31建立各个区间的数据个数y与区间中位数x的尖点突变模型进行变形，得到变形后的尖点突变模型；
步骤33、将变形后的尖点突变模型简化为尖点突变的标准函数形式，将尖点突变的标准函数进行处理得到突变特征值；
步骤34、根据突变理论，突变特征值Δ＞0则不存在突变；Δ≤0则存在突变；
所述步骤31中建立各个区间的数据个数y与区间中位数x的尖点突变模型；具体过程为：
采用四次多项式来拟合区间内数据个数y与区间中位数x的函数关系式：
y＝a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4 (1)
式中，a0、a1、a2、a3、a4为待拟合参数；
采用广义线形回归，由最小二乘法求得拟合参数：
[a0 a1 a2 a3 a4]T＝(XT·X)-TXT[y1 y2···yt]T (2)式中，
式中，T为转置；X为参数的矩阵；y1为第1个区间的冲突数据个数；yt为第t个区间的冲突数据个数，x1为第1个区间的中位数，xt为第t个区间的中位数；
所述步骤32中将步骤31建立各个区间的数据个数y与区间中位数x的尖点突变模型进行变形，得到变形后的尖点突变模型；具体过程为：
变形后的尖点突变模型为：
y＝c4h4+c2h2+c1h+c0 (3)
所述变形后的尖点突变模型具体求解过程为：
令h＝x+A，
式中，h为取代区间中位数x后新的自变量；A为常数；
设置c0、c1、c2、c4与a0、a1、a2、a3、a4的关系如下：
式中，C为待拟合参数矩阵；c0、c1、c2、c4为待拟合参数；
则变形后的尖点突变模型为：
y＝c4h4+c2h2+c1h+c0 (3)
所述步骤33中将变形后的尖点突变模型简化为尖点突变的标准函数形式，将尖点突变的标准函数进行处理得到突变特征值；具体过程为：
略去对突变无意义的常数项c0，式(3)进一步简化为尖点突变的标准函数形式：
式中，为尖点突变函数的因变量，/>u为尖点突变函数的参数，/>v为尖点突变函数的参数，/>
对式(4)一次求导和二次求导为零：
一次求导为零：
二次求导为零：
联立方程(5)和(6)得到突变特征值：
Δ＝4u3+27v2 (7)。
2.根据权利要求1所述一种基于VISSIM仿真和变道冲突的入口加速车道服务水平分级方法，其特征在于：所述步骤3中确定匝道入口加速车道服务水平分级界限值；具体过程为：
计算每个区间的突变特征值Δ的结果，找出突变值小于等于零的区间；
若突变值小于等于零的区间为一个，则选该区间及其相对应的区间最大值，最大值则为匝道入口加速车道服务水平分级界限值；
若突变值小于等于零的区间为二个，则选突变值小于等于零的二个区间及其相对应的区间最大值，二个区间最大值则为匝道入口加速车道服务水平分级界限值；
若突变值小于等于零的区间为三个，则选突变值小于等于零的三个区间及其相对应的区间最大值，三个区间最大值则为匝道入口加速车道服务水平分级界限值；
若突变值小于等于零的区间大于三个，则任选突变值小于等于零的三个区间及其相对应的区间最大值，三个区间最大值则为匝道入口加速车道服务水平分级界限值。
3.根据权利要求2所述一种基于VISSIM仿真和变道冲突的入口加速车道服务水平分级方法，其特征在于：所述步骤4中基于步骤3确定的匝道入口加速车道服务水平分级界限值，在步骤2得出的主线与匝道不同交通量组合下的变道冲突数量对应表中进行服务水平分级，并绘制不同交通量组合下的匝道入口加速车道服务水平分级表；具体过程为：
基于步骤3得出的匝道入口加速车道服务水平分级界限值，对主线与匝道不同交通量组合下的冲突数量进行服务水平分级，分别形成I级、II级、III级和IV级的服务水平，并绘制不同交通量组合下的匝道入口加速车道服务水平分级表。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210240034.2A CN114611932B (zh) | 2022-03-10 | 2022-03-10 | 基于仿真和变道冲突的入口加速车道服务水平分级方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210240034.2A CN114611932B (zh) | 2022-03-10 | 2022-03-10 | 基于仿真和变道冲突的入口加速车道服务水平分级方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114611932A CN114611932A (zh) | 2022-06-10 |
| CN114611932B true CN114611932B (zh) | 2023-09-05 |
Family
ID=81864089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210240034.2A Active CN114611932B (zh) | 2022-03-10 | 2022-03-10 | 基于仿真和变道冲突的入口加速车道服务水平分级方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114611932B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115240419B (zh) * | 2022-07-22 | 2023-05-23 | 重庆交通大学 | 一种超高速工况下智能网联车辆加速车道确定方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102521438A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-06-27 | 东南大学 | 交通冲突仿真两阶段参数标定方法 |
| KR20160002547A (ko) * | 2014-06-30 | 2016-01-08 | 아주대학교산학협력단 | 고속도로의 화물차 진입제어 방법 및 장치 |
| WO2016169290A1 (zh) * | 2015-04-21 | 2016-10-27 | 华南理工大学 | 一种面向道路交通事故应急处置的决策支持系统及方法 |
| CN107562983A (zh) * | 2017-07-17 | 2018-01-09 | 北京工业大学 | 一种城市快速路匝道区域换道空间优化方法及装置 |
| CN109272744A (zh) * | 2018-08-10 | 2019-01-25 | 东南大学 | 一种基于排队长度的城市快速路入口匝道控制系统及控制方法 |
| CN110120151A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-08-13 | 华南理工大学 | 一种高速公路入口匝道合流区车辆冲突概率预测方法 |
| JP2019189216A (ja) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | 本田技研工業株式会社 | 予想的車線変更のためのシステム及び方法 |
| CN111695241A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-09-22 | 东南大学 | 一种基于vissim仿真的左入匝道合流区加速车道长度确定方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8798897B2 (en) * | 2010-11-01 | 2014-08-05 | International Business Machines Corporation | Real-time traffic analysis through integration of road traffic prediction and traffic microsimulation models |
| CN108932855A (zh) * | 2017-05-22 | 2018-12-04 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 道路交通控制系统、方法以及电子设备 |
-
2022
- 2022-03-10 CN CN202210240034.2A patent/CN114611932B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102521438A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-06-27 | 东南大学 | 交通冲突仿真两阶段参数标定方法 |
| KR20160002547A (ko) * | 2014-06-30 | 2016-01-08 | 아주대학교산학협력단 | 고속도로의 화물차 진입제어 방법 및 장치 |
| WO2016169290A1 (zh) * | 2015-04-21 | 2016-10-27 | 华南理工大学 | 一种面向道路交通事故应急处置的决策支持系统及方法 |
| CN107562983A (zh) * | 2017-07-17 | 2018-01-09 | 北京工业大学 | 一种城市快速路匝道区域换道空间优化方法及装置 |
| JP2019189216A (ja) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | 本田技研工業株式会社 | 予想的車線変更のためのシステム及び方法 |
| CN109272744A (zh) * | 2018-08-10 | 2019-01-25 | 东南大学 | 一种基于排队长度的城市快速路入口匝道控制系统及控制方法 |
| CN110120151A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-08-13 | 华南理工大学 | 一种高速公路入口匝道合流区车辆冲突概率预测方法 |
| CN111695241A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-09-22 | 东南大学 | 一种基于vissim仿真的左入匝道合流区加速车道长度确定方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "城市道路冲突点交通安全间接评价模型研究";张宁;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 (基础科学辑)》(第2017年第03期);第2页第2段-第61页最后1段 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114611932A (zh) | 2022-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106355907B (zh) | 基于车辆轨迹的信号控制交叉口排队长度实时估计方法 | |
| CN103778429B (zh) | 一种车载激光扫描点云中道路信息自动提取方法 | |
| CN105825669A (zh) | 一种识别城市快速路交通瓶颈的系统和方法 | |
| CN114611932B (zh) | 基于仿真和变道冲突的入口加速车道服务水平分级方法 | |
| CN105070056A (zh) | 一种基于浮动车的交叉口交通拥堵指数计算方法 | |
| CN109859468A (zh) | 基于YOLOv3的多车道车流量计数及车辆跟踪方法 | |
| CN103942359B (zh) | 无信号交叉口自行车冲突避让行为仿真模型的建模方法 | |
| CN111402613B (zh) | 一种自动驾驶车辆收费站车道选择方法 | |
| CN108804810A (zh) | 基于社会力的交叉口横跨式施工区交通流模型建立方法 | |
| CN109920251B (zh) | 一种城市道路交叉口交通组织合理性诊断分析方法及系统 | |
| CN104700634A (zh) | 基于最小生成树聚类改进遗传算法的相邻交叉口干道协调控制方法 | |
| CN111882858A (zh) | 一种基于多源数据的高速公路异常事件排队长度预测方法 | |
| CN109405962B (zh) | 一种道路交通噪声频谱计算方法 | |
| CN110070720B (zh) | 提高交叉口占道施工区通行能力模型拟合度的计算方法 | |
| CN112991726B (zh) | 一种城市快速路交织区道路标线设置方法 | |
| CN111968373A (zh) | 一种改扩建高速公路交通控制区的换道特性确定方法 | |
| CN108898857A (zh) | 一种考虑安全可靠性的交叉口机动车绿灯间隔设置方法 | |
| CN110097757B (zh) | 一种基于深度优先搜索的交叉口群关键路径识别方法 | |
| CN114170794B (zh) | 基于vissim仿真的城市快速路交织区动态影响范围计算方法 | |
| CN114387778B (zh) | 一种城市快速路拥堵原因分析的方法 | |
| CN113299060B (zh) | 一种基于实测数据车辆信息系数获取系统 | |
| Joseph et al. | Analysis of surrogate safety performance parameters for an interurban corridor | |
| CN106997678B (zh) | 快速路出口匝道上游车载指路信息优化设计方法 | |
| CN115547060B (zh) | 一种考虑车辆轮廓的交叉口交通冲突指标计算方法 | |
| CN107945515A (zh) | 基于车辆运行速度的道路交通能见度分级方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |