[發明專利]一種用于交通路徑選擇的生態阻抗計算方法

有效

• 申請號: 201510072813.6
• 申請日: 2015-02-11
• 公開（公告）號: CN104680788B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 宋國華;王霞;于雷
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G06F19/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司11257
• 代理人: 張雪梅

1.一種用于交通路徑選擇的生態阻抗計算方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

S1、建立路段生態阻抗模型，路段生態阻抗模型公式為：

$y={\mathrm{\α}}_1\·{v_a}^{{\mathrm{\β}}_1}$

公式中，v_a為路段a上的平均速度，單位km/h；y為油耗排放因子，單位為ml/km或g/km；α₁、β₁均為油耗排放因子速度擬合系數；

S2、建立節點生態阻抗模型，節點生態阻抗模型公式為：

y'＝α₂t_w+β₂

公式中，t_w為交叉口延誤，單位是s；y’為油耗排放因子延誤修正系數；α₂、β₂均為油耗排放因子延誤擬合系數；

S3、根據路段生態阻抗模型和節點生態阻抗模型，計算路段生態阻抗的油耗排放因子和節點生態阻抗的油耗排放因子，選擇路段生態阻抗的油耗排放因子和節點生態阻抗的油耗排放因子之和最小的交通路徑。

2.根據權利要求1所述的用于交通路徑選擇的生態阻抗計算方法，其特征在于，步驟S1進一步包括如下子步驟：

S1.1、計算路段a上的平均速度v_a；

S1.2、建立基于機動車比功率VSP的路段油耗排放因子速度修正模型，作為路段生態阻抗模型；

步驟S2進一步包括如下子步驟：

S2.1、計算交叉口延誤t_w；

S2.2、計算一個信號周期內每輛車的平均停車次數；

S2.3、建立交叉口油耗排放因子延誤修正模型，作為節點生態阻抗模型；

步驟S1.1中計算路段a上的平均速度v_a的公式為：

$v_a=L_a/t_0\[1+\mathrm{\α}{\left(\frac{q_a}{c_a}\right)}^{\mathrm{\β}}\]$

公式中，L_a為路段a的長度；t_a為路段a的阻抗；t₀為零流阻抗；q_a為路段a的交通量；c_a為路段a的實際通過能力；α、β均為阻滯系數；

步驟S1.2進一步包括子步驟：

S1.2.1、計算輕型車逐秒的瞬時VSP值，公式如下：

VSP＝v·(1.1a`+0.132)+0.000302·v³

公式中，v為輕型車的逐秒速度，單位為m/s；a`為輕型車的逐秒加速度，單位為m/s²，VSP的單位為kW/t；

S1.2.2、以1kW/t為步長對逐秒的瞬時VSP值進行聚類，將逐秒的瞬時VSP值按照區間劃分原則劃分為區間單元VSPBin，公式如下：

$VSPBin=i,\∀:VSP\∈\[i,i+1)$

公式中，i的取值范圍為[-20,20]之間的整數；

S1.2.3、以60s為時間粒度，劃分短行程，并通過對連續60s的各個行程速度取平均值計算得到每個短行程的平均速度；

S1.2.4、以2km/h為步長對每個短行程的平均速度進行區間劃分，判斷每個短行程的平均速度所在的速度區間，對所有速度區間的左端點值Int Speed相同的數據進行聚類，統計各速度區間的左端點值Int Speed對應的各區間單元VSPBin各自的個數及逐秒的瞬時VSP值的總個數，計算每一個Int Speed下各VSPBin的分布率，公式如下：

$R_{i,k}=\frac{N_{i,k}}{N_k}$

公式中，k是速度區間的左端點值Int Speed的取值；i是區間單元VSPBin的取值，取值范圍為[-20,20]之間的整數；R_i，k是速度區間的左端點值Int Speed為k時第i個區間單元VSPBin的分布率；N_k是Int Speed為k時逐秒的瞬時VSP值的總數；N_i，k是Int Speed為k時區間單元VSPBin為i的逐秒的瞬時VSP值個數；

S1.2.5、計算各速度區間對應的油耗排放因子，公式如下：

${\mathrm{EF}}_{j,k}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_i{\mathrm{er}}_{i,j}\×R_{i,k}}{k+1}$

公式中，EF_j,k為速度區間的左端點值Int Speed為k時第j種油耗因子或污染物的排放因子，污染物包括CO、NO_X和HC；er_i,j為第i個區間單元VSPBin中第j種油耗率或污染物的排放率；R_i,k是速度區間的左端點值Int Speed為k時第i個區間單元VSPBin的分布率；

S1.2.6、建立基于VSP的路段油耗排放因子速度修正模型，作為路段生態阻抗模型，公式如下：

$y={\mathrm{\α}}_1\·{v_a}^{{\mathrm{\β}}_1}$

公式中，v_a是在路段a上的平均速度，單位km/h；y為油耗排放因子，單位為ml/km或g/km；α₁、β₁均為油耗排放因子速度擬合系數，α₁、β₁根據每個速度區間下對應的各油耗因子或污染物的排放因子EF_j,k和平均速度的關系圖擬合的負冪函數取值。