CN116758750B - 城市隧道施工区最优出口选择系统、方法及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种城市隧道施工区最优出口选择系统、方法及存储介质，属于土木工程建造与智能化管理领域。最优出口选择系统包括分别用于计算机动车、自行车、行人及交叉口的延误分项的各分项计算模块，还包括最优出口选择模块，最优出口选择模块依次接收每个待选出口对应的交叉口延误分项计算结果，然后筛选出最小交叉口延误分项，将最小交叉口延误分项对应的交叉口所相邻的出口作为最优出口。本发明充分考虑了大型吊机交通属性信息、与城市隧道施工区出口相邻的交叉口信息，兼顾自行车和行人利益，选出最优出口，在保障施工安全和交通安全的前提下，将大型吊机驶离隧道施工区的负面影响降至最低，保障了整个交通系统的综合效益。

Description

城市隧道施工区最优出口选择系统、方法及存储介质
技术领域
本发明属于土木工程建造与管理领域，尤其涉及一种城市隧道施工区最优出口选择系统、方法及存储介质。
背景技术
城市隧道施工需要多台大型吊机负责吊装工作，而完成这些工作之后，大型吊机需要驶离施工区。但大型吊机尺寸较大、行动缓慢，进而在驶离施工区的过程中，对路面交通影响较大。对于设置多个出口的城市隧道施工区，如何选择大型吊机的驶离出口是城市隧道施工区科学高效管理的关键问题，选择了最优出口则能够对路面交通的负面影响降至最低，而目前的管理通常都是根据吊机司机经验以及习惯自行驶入相应出口，并未考虑各出口处的交通属性信息，容易导致选择出口不正确，影响其他交通的通行效率，甚至引发交通事故。已有研究的精细化程度不足，尚未考虑面向城市隧道施工区的大型吊机最优出口选择方法的交通组织问题，而该问题的解决，不仅有利于保证交通通行效率，也能够使交通安全和施工安全得到充分保障，是施工区精细化管理、交通精细化组织的具体体现，是科学指导施工的技术保障。为解决上述问题，本发明设计了一种城市隧道施工区最优出口选择系统、方法及存储介质。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种城市隧道施工区最优出口选择系统、方法及存储介质，能够更加科学合理地选出最优出口，在保障施工安全和交通安全的前提下，将大型吊机驶离隧道施工区的负面影响降至了最低。
本发明通过以下技术手段实现上述技术目的。
一种城市隧道施工区最优出口选择系统，包括用于接收交通基础数据的机动车延误分项计算模块、自行车延误分项计算模块、行人延误分项计算模块、交叉口延误分项计算模块；
机动车延误分项计算模块、自行车延误分项计算模块、行人延误分项计算模块分别用于计算各出口相邻的交叉口对应的机动车延误分项、自行车延误分项、行人延误分项，并传递至交叉口延误分项计算模块，交叉口延误分项计算模块用于计算与各出口相邻的交叉口对应的交叉口延误分项，并传递至最优出口选择模块；
最优出口选择模块用于筛选出最小交叉口延误分项，并将最小交叉口延误分项对应的交叉口所相邻的出口作为大型吊机驶离城市隧道施工区的最优出口。
一种利用上述城市隧道施工区最优出口选择系统的城市隧道施工区最优出口选择方法，包括如下过程：
步骤1：获取交通基础数据，即大型吊机交通属性信息、与城市隧道施工区出口相邻的交叉口交通信息，然后输入对应分项计算模块中；
步骤2：机动车延误分项计算模块基于交通基础数据计算与各出口相邻的交叉口对应的机动车延误分项，并将计算结果传递至交叉口延误分项计算模块；
步骤3：自行车延误分项计算模块基于交通基础数据计算与各出口相邻的交叉口对应的自行车延误分项，并将计算结果传递至交叉口延误分项计算模块；
步骤4：行人延误分项计算模块基于交通基础数据计算与各出口相邻的交叉口对应的行人延误分项，并将计算结果传递至交叉口延误分项计算模块；
步骤5：交叉口延误分项计算模块接收交通基础数据，同时接收机动车延误分项计算模块、自行车延误分项计算模块以及行人延误分项计算模块计算结果数据，然后计算与各出口相邻的交叉口对应的交叉口延误分项；
步骤6：最优出口选择模块依次接收交叉口延误分项计算模块传递的每个出口对应的交叉口延误分项，筛选出最小交叉口延误分项，将最小交叉口延误分项对应的交叉口所相邻的出口作为大型吊机驶离城市隧道施工区的最优出口。
进一步地，所述步骤2中，机动车延误分项通过下式计算得到：
式中，为大型吊机进入交叉口后所在车道的平均流量，且/>，为交叉口所有进口道的平均流量，/>为交叉口进口道数量；/>为大型吊机驶离隧道施工区过程所影响的机动车车道数；/>为通过交叉口时所有车辆的平均启动时间；/>为大型吊机通过交叉口时的启动时间；/>为第/>条机动车车道的平均流量；/>为第/>条机动车车道所受大型吊机驶离隧道施工区过程影响的时间；/>为交叉口信号周期。
进一步地，所述步骤3中，自行车延误分项通过下式计算得到：
式中，为非机动车延误计算时间，且/>，/>为非机动车受到大型吊机驶离隧道施工区过程影响的时间；/>为自行车流量。
进一步地，所述步骤4中，行人延误分项通过下式计算得到：
式中，为行人流量；/>为非机动车受到大型吊机驶离隧道施工区过程影响的时间；/>为非机动车延误计算时间，且/>。
进一步地，所述步骤5中，交叉口延误分项通过下式计算得到：
式中，、/>、/>均为单项延误的系数；/>为机动车延误分项；/>为自行车延误分项；/>为行人延误分项。
一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述城市隧道施工区最优出口选择方法的步骤。
本发明具有如下有益效果：
本发明充分考虑了大型吊机交通属性信息、与城市隧道施工区出口相邻的交叉口信息，将自行车和行人延误纳入总延误内，兼顾自行车和行人的利益，选出最优的出口，在保障施工安全和交通安全的前提下，将大型吊机驶离隧道施工区的负面影响降至了最低，保障了整个交通系统的综合效益，同时有助于实现施工区的科学化、精细化管理。
附图说明
图1为本发明所述城市隧道施工区最优出口选择方法流程图；
图2为实施例2中交通状况示意图；
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1：
本发明所述城市隧道施工区最优出口选择系统，包括机动车延误分项计算模块、自行车延误分项计算模块、行人延误分项计算模块、交叉口延误分项计算模块、最优出口选择模块。机动车延误分项计算模块、自行车延误分项计算模块、行人延误分项计算模块、交叉口延误计算模块分别用于机动车延误分项、自行车延误分项、行人延误分项、交叉口延误分项的计算。最优出口选择模块用于根据各延误分项计算模块计算的数据进行大型吊机最优出口的选择。
利用上述城市隧道施工区最优出口选择系统的城市隧道施工区最优出口选择方法如图1所示，包括如下过程：
步骤1：获取交通基础数据，即大型吊机交通属性信息、与城市隧道施工区出口相邻的交叉口交通信息，然后输入各分项计算模块中；
其中，交通基础数据具体包括：大型吊机驶离隧道施工区过程所影响的机动车车道数、第/>条机动车车道的平均流量/>、第/>条机动车车道所受大型吊机驶离隧道施工区过程影响的时间/>、大型吊机进入交叉口后所在车道的平均流量/>、大型吊机通过交叉口时的启动时间/>、通过交叉口时所有车辆的平均启动时间/>、交叉口信号周期/>、交叉口所有进口道的平均流量/>、交叉口进口道数量/>、自行车流量、行人流量/>、非机动车受到大型吊机驶离隧道施工区过程影响的时间/>、非机动车延误计算时间/>、城市隧道施工区出口的数量/>。
步骤2：机动车延误分项计算模块接收交通基础数据后，利用下式计算与各出口相邻的交叉口对应的机动车延误分项，并将计算结果传递至交叉口延误分项计算模块：
式中，为大型吊机进入交叉口后所在车道的平均流量，且/>。
步骤3：自行车延误分项计算模块接收交通基础数据后，利用下式计算与各出口相邻的交叉口对应的自行车延误分项，并将计算结果传递至交叉口延误分项计算模块：
式中，为非机动车延误计算时间，且/>。
步骤4：行人延误分项计算模块接收交通基础数据后，利用下式计算与各出口相邻的交叉口对应的行人延误分项，并将计算结果传递至交叉口延误分项计算模块：
。
步骤5：交叉口延误分项计算模块接收交通基础数据，同时接收机动车延误分项计算模块、自行车延误分项计算模块以及行人延误分项计算模块计算结果数据，然后利用下式依次计算与各出口相邻的交叉口对应的交叉口延误分项：
式中，表示交叉口延误分项；/>、/>、/>均为单项延误的系数。
步骤6：最优出口选择模块依次接收交叉口延误分项计算模块传递的每个待选出口对应的交叉口延误分项：，/>，……，/>，其中，/>、/>、分别为第1、2、最后一个待选出口对应的交叉口延误分项，/>表示城市隧道施工区出口的总数量；然后筛选出最小交叉口延误分项：
将最小交叉口延误分项对应的交叉口所相邻的待选出口作为大型吊机驶离城市隧道施工区的最优出口。
本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述最优出口选择方法的步骤。
实施例2：
参照图2，某城市隧道施工区共设置了三个出口（分别命名为出口A、出口B、出口C），如图2所示，均可供大型吊机进出，交通基础数据收集如下表1所示：
表1 交通基础数据表
注：*表示大型吊机进入交叉口后所在车道。
本实施例中，单项延误的系数、/>、/>分别取值为0.5、0.25、0.25；
则：
交叉口1的机动车延误分项为：
；
交叉口2的机动车延误分项为：
；
交叉口3的机动车延误分项为：
；
交叉口1的自行车延误分项为：
；
交叉口2的自行车延误分项为：
；
交叉口3的自行车延误分项为：
；
交叉口1的行人延误分项为：
；
交叉口2的行人延误分项为：
；
交叉口3的行人延误分项为：
；
则：
交叉口1的延误分项为：
；
交叉口2的延误分项为：
；
交叉口3的延误分项为：
；
由此可见，交叉口1对应的是最小交叉口延误分项，因此，交叉口1所相邻的待选出口A即为大型吊机驶离城市隧道施工区的最优出口。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种城市隧道施工区最优出口选择方法，其特征在于，包括如下过程：
步骤1：获取交通基础数据，即大型吊机交通属性信息、与城市隧道施工区出口相邻的交叉口交通信息，然后输入对应分项计算模块中；
步骤2：机动车延误分项计算模块基于交通基础数据计算与各出口相邻的交叉口对应的机动车延误分项，并将计算结果传递至交叉口延误分项计算模块；
步骤3：自行车延误分项计算模块基于交通基础数据计算与各出口相邻的交叉口对应的自行车延误分项，并将计算结果传递至交叉口延误分项计算模块；
步骤4：行人延误分项计算模块基于交通基础数据计算与各出口相邻的交叉口对应的行人延误分项，并将计算结果传递至交叉口延误分项计算模块；
步骤5：交叉口延误分项计算模块接收交通基础数据，同时接收机动车延误分项计算模块、自行车延误分项计算模块以及行人延误分项计算模块计算结果数据，然后计算与各出口相邻的交叉口对应的交叉口延误分项；
步骤6：最优出口选择模块依次接收交叉口延误分项计算模块传递的每个出口对应的交叉口延误分项，筛选出最小交叉口延误分项，将最小交叉口延误分项对应的交叉口所相邻的出口作为大型吊机驶离城市隧道施工区的最优出口。
2.根据权利要求1所述的城市隧道施工区最优出口选择方法，其特征在于，所述步骤2中，机动车延误分项 通过下式计算得到：
；
式中，为大型吊机进入交叉口后所在车道的平均流量，且/>，为交叉口所有进口道的平均流量，/>为交叉口进口道数量；/>为大型吊机驶离隧道施工区过程所影响的机动车车道数；/>为通过交叉口时所有车辆的平均启动时间；/>为大型吊机通过交叉口时的启动时间；/>为第/>条机动车车道的平均流量；/>为第/>条机动车车道所受大型吊机驶离隧道施工区过程影响的时间；/>为交叉口信号周期。
3.根据权利要求1所述的城市隧道施工区最优出口选择方法，其特征在于，所述步骤3中，自行车延误分项通过下式计算得到：
；
式中，为非机动车延误计算时间，且/>，/>为非机动车受到大型吊机驶离隧道施工区过程影响的时间；/>为自行车流量。
4.根据权利要求1所述的城市隧道施工区最优出口选择方法，其特征在于，所述步骤4中，行人延误分项通过下式计算得到：
；
式中，为行人流量；/>为非机动车受到大型吊机驶离隧道施工区过程影响的时间；/>为非机动车延误计算时间，且/>。
5.根据权利要求1所述的城市隧道施工区最优出口选择方法，其特征在于，所述步骤5中，交叉口延误分项通过下式计算得到：
；
式中，、/>、/>均为单项延误的系数；/>为机动车延误分项；/>为自行车延误分项；/>为行人延误分项。
6.一种用于实现权利要求1所述城市隧道施工区最优出口选择方法的系统，其特征在于，包括用于接收交通基础数据的机动车延误分项计算模块、自行车延误分项计算模块、行人延误分项计算模块、交叉口延误分项计算模块；
机动车延误分项计算模块、自行车延误分项计算模块、行人延误分项计算模块分别用于计算各出口相邻的交叉口对应的机动车延误分项、自行车延误分项、行人延误分项，并传递至交叉口延误分项计算模块，交叉口延误分项计算模块用于计算与各出口相邻的交叉口对应的交叉口延误分项，并传递至最优出口选择模块；
最优出口选择模块用于筛选出最小交叉口延误分项，并将最小交叉口延误分项对应的交叉口所相邻的出口作为大型吊机驶离城市隧道施工区的最优出口。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1中所述城市隧道施工区最优出口选择方法的步骤。
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