CN117292547B - 一种大型活动多级影响区路网连通性评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型活动多级影响区路网连通性评价方法，包括以下步骤：S1：基于加权距离空间，确定大型活动多级影响区范围包括核心影响区、次级影响区和潜在影响区；S2：建立带交通状态权重的多级影响区路网有向拓扑；S3：对核心影响区及非核心影响区采用两种不同路网连通性计算方法，其中非核心影响区为次级影响区和潜在影响区。本发明具有分层级优化路网连通情况、缓解区域交通拥堵、提升路网运行效率的优点。

Description

一种大型活动多级影响区路网连通性评价方法

技术领域

本发明涉及交通流参数检测技术领域，特别是涉及一种大型活动多级影响区路网连通性评价方法。

背景技术

随着我国城市化进程的加快，城市道路网络愈发庞大且复杂，城市交通拥堵问题日益严峻，尤其在大型活动举办地等特殊地点周围的路网中更为突出。这些地区在特定时段内的交通流量很大，对路网造成较大冲击，因此需要采取交通管控手段限制车辆通行，缓解区域交通拥堵。

在大型活动期间，为了降低来往活动举办地车辆对周围路网的影响，往往会对周围道路采用交通管制，部分路段被封闭，这也导致了路网拓扑结构发生变化。活动举办地不同程度距离的路网会采取不同的交通管制，距离越近的路网会采取更严苛的交通管制手段，如举办地中心区域只允许会场车辆通行，禁止社会车辆进入，或是在外围的某些重要节点禁止驶入会场方向的车辆转向，而这些管控条件会导致周围的路网存在不同连通程度。此外，当突发事件发生时，应急疏散路径的确定还需要考虑路网节点间的拥堵状况，并根据节点间的拥堵动态变化进行进一步规划。因此，对于大型活动不同层级范围的路网连通性需要采取不同的方法进行评价。

目前，国内对于城市道路网络连通性的相关研究还相对较少，一般通过连接度指数来反映，即各网络节点相连接边的总数与整个网络节点总数的比值。而国外的主要通过指标、指标、指标等连通性指标来评价城市道路网络连通性。在现有的路网连通性评价中，大多是根据路网构建无向拓扑图后，采用统一指标评价不同路网类型或区域的路网连通性，而没有考虑交通运行条件对网络连通性及不同区域管控限制对路网连通性的影响。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本专利申请所要解决的技术问题是如何提供一种分层级优化路网连通情况、缓解区域交通拥堵、提升路网运行效率的大型活动多级影响区路网连通性评价方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种大型活动多级影响区路网连通性评价方法，包括以下步骤：包括以下步骤：S1：基于加权距离空间，确定大型活动多级影响区范围包括核心影响区、次级影响区和潜在影响区；S2：建立带交通状态权重的多级影响区路网有向拓扑；S3：对核心影响区及非核心影响区采用两种不同路网连通性计算方法，其中非核心影响区为次级影响区和潜在影响区。

作为优化，在进行多级影响区范围划分时，按照核心影响区属于路网中受影响最大的区域，只能允许特定车辆(如会场穿梭车等)在内行驶，不对外车辆开放；次级影响区和潜在影响区，这两个区域均可对社会车辆通行，但会采取一定交通管控措施，其管控强度逐层降低，次级影响区部分道路会增设临时管控，潜在影响区的道路通行条件与原来的基本一致。

作为优化，步骤S2中建立带交通状态权重的多级影响区路网有向拓扑时，将道路网络中的交叉口视为节点，路段视为边，城市道路网络可抽象为一个简化的网络图；该网络图由有限个“节点”集合V与“边”集合E构成，用G表示，即该网络可表示为G(V,E)；在该网络当中，将交叉口视为节点，V＝{v₁,v₂,v₃,v₄,...,v_n}是交叉口节点的集合，路网中相邻交叉口之间的路段即为连接各个节点的边，E＝{e₁,e₂,e₃,...,e_n}是边的集合；边权为路段交通运行状态，记为ω_ij，可描述道路连通情况受路段交通运行状态的影响情况；拥堵理解为不连通，路段权值为0，ω_ij＝0；缓行及畅通行驶都表示节点之间可连通，但二者的连通程度不同，缓行时ω_ij＝1，畅通行驶时ω_ij＝2，边权越大，表示两个相邻节点之间的连通程度越大。

作为优化，步骤S3中对核心影响区限流下拓扑网络连通性计算时，由于核心区域只允许特定车辆通行，不对社会车辆开发，因此采取管控后连通路段数量与原本连通路段数量的比值来评价核心区的路网连通性，若一条道路双向连通，则其道路数量记为2，若单向连通则道路数量记为1，具体计算公式如下

式中，M_管控为管控后路网中连通道路的数量，M_实际为路网无管控条件下连通道路的数量。

作为优化，步骤S3中，对次级影响区和潜在影响区限流下拓扑网络连通性计算时，将道路网络抽象为带交通运行状态权重的有向拓扑图，整体路网连通性就可以用整个抽象网络的效率来评价，两点间边的权重为交通运行状态ω_ij，则边的距离d_ij＝1/ω_ij，此时两节点之间的通行效率为ε_ij＝1/d_ij，求路网总效率公式如下所示：

式中，L_c为路网总效率，∑ε_ij为所有边效率之和，N为路网中的节点数量。

综上，本方案针对大型大型活动举办区域不同层级范围的路网连通性，采取距离权重划分道路影响区，并针对不同影响区采取不同的道路网络连通性评价方法，同时考虑道路交通运行状态对道路连通的影响，能更准确地反映受大型活动影响下的道路网络连通性，为优化路网连通情况、缓解交通拥堵提供支持。

附图说明

图1为本发明所述的一种大型活动多级影响区路网连通性评价方法的流程图。

图2为多级影响区的划分示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“上、下”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

如图1-2所示，一种大型活动多级影响区路网连通性评价方法，包括以下步骤：包括以下步骤：S1：基于加权距离空间，确定大型活动多级影响区范围包括核心影响区、次级影响区和潜在影响区；S2：建立带交通状态权重的多级影响区路网有向拓扑；S3：对核心影响区及非核心影响区采用两种不同路网连通性计算方法，其中非核心影响区为次级影响区和潜在影响区。

本实施例中，在进行多级影响区范围划分时，按照核心影响区属于路网中受影响最大的区域，只能允许特定车辆(如会场穿梭车等)在内行驶，不对外车辆开放；次级影响区和潜在影响区，这两个区域均可对社会车辆通行，但会采取一定交通管控措施，其管控强度逐层降低，次级影响区部分道路会增设临时管控，潜在影响区的道路通行条件与原来的基本一致。

本实施例中，步骤S2中建立带交通状态权重的多级影响区路网有向拓扑时，将道路网络中的交叉口视为节点，路段视为边，城市道路网络可抽象为一个简化的网络图；该网络图由有限个“节点”集合V与“边”集合E构成，用G表示，即该网络可表示为G(V,E)；在该网络当中，将交叉口视为节点，V＝{v₁,v₂,v₃,v₄,...,v_n}是交叉口节点的集合，路网中相邻交叉口之间的路段即为连接各个节点的边，E＝{e₁,e₂,e₃,...,e_n}是边的集合；边权为路段交通运行状态，记为ω_ij，可描述道路连通情况受路段交通运行状态的影响情况；拥堵理解为不连通，路段权值为0，ω_ij＝0；缓行及畅通行驶都表示节点之间可连通，但二者的连通程度不同，缓行时ω_ij＝1，畅通行驶时ω_ij＝2，边权越大，表示两个相邻节点之间的连通程度越大。

本实施例中，步骤S3中对核心影响区限流下拓扑网络连通性计算时，由于核心区域只允许特定车辆通行，不对社会车辆开发，因此采取管控后连通路段数量与原本连通路段数量的比值来评价核心区的路网连通性，若一条道路双向连通，则其道路数量记为2，若单向连通则道路数量记为1，具体计算公式如下

式中，M_管控为管控后路网中连通道路的数量，M_实际为路网无管控条件下连通道路的数量。

本实施例中，步骤S3中，对次级影响区和潜在影响区限流下拓扑网络连通性计算时，将道路网络抽象为带交通运行状态权重的有向拓扑图，整体路网连通性就可以用整个抽象网络的效率来评价，两点间边的权重为交通运行状态ω_ij，则边的距离d_ij＝1/ω_ij，此时两节点之间的通行效率为ε_ij＝1/d_ij，求路网总效率公式如下所示：

式中，L_c为路网总效率，∑ε_ij为所有边效率之和，N为路网中的节点数量。

综上，本方案针对大型大型活动举办区域不同层级范围的路网连通性，采取距离权重划分道路影响区，并针对不同影响区采取不同的道路网络连通性评价方法，同时考虑道路交通运行状态对道路连通的影响，能更准确地反映受大型活动影响下的道路网络连通性，为优化路网连通情况、缓解交通拥堵提供支持。

最后应说明的是：本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等统计数的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (2)

1.一种大型活动多级影响区路网连通性评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：基于加权距离空间，确定大型活动多级影响区范围包括核心影响区、次级影响区和潜在影响区；

S2：建立带交通状态权重的多级影响区路网有向拓扑；

建立带交通状态权重的多级影响区路网有向拓扑时，将道路网络中的交叉口视为节点，路段视为边，城市道路网络可抽象为一个简化的网络图；该网络图由有限个“节点”集合V与“边”集合E构成，用G表示，即该网络可表示为G(V,E)；在该网络当中，将交叉口视为节点，V＝{v₁,v₂,v₃,v₄,...,v_n}是交叉口节点的集合，路网中相邻交叉口之间的路段即为连接各个节点的边，E＝{e₁,e₂,e₃,...,e_n}是边的集合；边权为路段交通运行状态，记为ω_ij，可描述道路连通情况受路段交通运行状态的影响情况；拥堵理解为不连通，路段权值为0，ω_ij＝0；缓行及畅通行驶都表示节点之间可连通，但二者的连通程度不同，缓行时ω_ij＝1，畅通行驶时ω_ij＝2，边权越大，表示两个相邻节点之间的连通程度越大；

S3：对核心影响区及非核心影响区采用两种不同路网连通性计算方法，其中非核心影响区为次级影响区和潜在影响区；

步骤S3中，对核心影响区限流下拓扑网络连通性计算时，由于核心区域只允许特定车辆通行，不对社会车辆开发，因此采取管控后连通路段数量与原本连通路段数量的比值来评价核心区的路网连通性，若一条道路双向连通，则其道路数量记为2，若单向连通则道路数量记为1，具体计算公式如下

式中，M_管控为管控后路网中连通道路的数量，M_实际为路网无管控条件下连通道路的数量；

对次级影响区和潜在影响区限流下拓扑网络连通性计算时，将道路网络抽象为带交通运行状态权重的有向拓扑图，整体路网连通性就用整个抽象网络的效率来评价，两点间边的权重为交通运行状态ω_ij，则边的距离d_ij＝1/ω_ij，此时两节点之间的通行效率为ε_ij＝1/d_ij，求路网总效率公式如下所示：

式中，L_c为路网总效率，∑ε_ij为所有边效率之和，N为路网中的节点数量。

2.根据权利要求1所述的一种大型活动多级影响区路网连通性评价方法，其特征在于，在进行多级影响区范围划分时，按照核心影响区属于路网中受影响最大的区域，只能允许会场穿梭车在内行驶，不对外车辆开放；次级影响区和潜在影响区，这两个区域均可对社会车辆通行，但会采取一定交通管控措施，其管控强度逐层降低，次级影响区部分道路会增设临时管控，潜在影响区的道路通行条件与原来的基本一致。