[發明專利]一種考慮路段關鍵度的城市區域路網運行狀態評價方法

有效

• 申請號: 201710583431.9
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107248283B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 王云鵬;楊剛;于海洋;任毅龍;吳志海;楊帥;李屹;陳鵬
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G06K9/62
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本專利公開了一種考慮路段關鍵度的城市區域路網運行狀態評價方法方法，包括，步驟一：獲取浮動車GPS數據及固定檢測器數據并預處理；步驟二：城市路網重要路段識別；步驟三：城市路網薄弱路段識別；步驟四：城市路網關鍵路段識別及分層；步驟五：城市路網運行狀態指數構建。本專利通過考慮衡量路段重要程度的交通流量和衡量路段薄弱程度的平均速度變異系數，對路段的關鍵度進行了聚類劃分，對路網的擁堵評價更貼合實際，且更敏感。

技術領域

本發明涉及城市道路交通中的運行狀態評價領域，具體涉及一種從城市區域路網交通指標參數中提取信息，并運用聚類的方法對路段的關鍵度進行劃分，從而對區域路網的運行狀態進行評價的方法。

背景技術

隨著城市化的發展和機動化進程的加快，我國的機動車保有量迅速增長，城市道路交通網絡所面臨的擁堵問題日益嚴重。通過對城市路網擁堵狀態進行評價，有助于從總體上把握交通擁堵程度及擁堵的影響范圍和發展蔓延的趨勢，為交通管理部門分析和研究擁堵現象提供理論依據；也有助于交通管理部門合理引導公眾的交通需求，提高關鍵路段的通行能力，并制定有效的擁堵緩解應急措施，從而緩解交通擁擠程度，改善道路服務水平，減少出行延誤，降低環境污染。

浮動車技術(Floating Car Data,FCD)的發展，為識別和評價路網交通擁堵狀況，進而緩解道路交通擁堵問題提供了極大的便利。利用浮動車技術，可以實時采集車輛的位置、速度、加速度、轉向角等信息，從而對車輛的軌跡進行重構，并計算得到每條路段的實時平均速度等信息。而固定檢測器技術作為檢測交通數據的一種傳統技術，通過安裝在路網橫斷面的檢測器裝置可以獲取通過截面車輛的數據信息。將浮動車和固定檢測器采集的交通信息進行數據融合，可以在一定程度上減少單一檢測手段存在的誤差，從而提高采集信息的準確度和可靠性。

在以往的研究中，重點考慮的是路段或路口的時空特征，采用路段平均行程速度、交叉口延誤、平均行程時間延誤等參數，運用模糊評價的方法對路段或路網的運行狀況進行評價。這種方法對城市道路的拓撲特征和結構特征考慮不足，且參數的權重和隸屬度函數的選取依賴于專家經驗，具有很強的主觀性，容易造成與實際不符的現象。例如，北京、廣州的擁堵指數采用車公里數為權重對擁堵里程比例進行加權計算得到，該方法易于計算和理解，但在計算時僅考慮了最擁堵等級的路段，忽略了其他等級路段的影響。另外，基于機器學習和神經網絡對交通擁堵進行判別的方法，其實時性和穩定性不能得到保證，在模型的訓練過程中容易陷入局部最優。

考慮到道路交通的隨機性、動態性和復雜性，即使是道路等級相同的路段，不同的節點或路段受路網結構和交通流分布的影響，在路網中的作用并不相同。

因此，現有技術中需要一種能夠考慮不同路段對于路網擁堵程度的影響不同，而更加貼近實際交通運行狀況的擁擠評價方法。

發明內容

本發明正是基于現有技術的上述需求而提出的，本發明要解決的技術問題是克服現有技術主觀性較強、未考慮道路特性及實時性較差的缺點，充分利用道路交通信息，提出一種貼近實際交通運行狀況的交通擁擠評價方法。

為了解決上述問題，本發明提供的技術方案包括：

一種考慮路段關鍵度的城市區域路網運行狀態評價方法方法，所述方法包括如下步驟：

步驟一：獲取浮動車GPS數據及固定檢測器數據并預處理

在本步驟中，所述浮動車GPS數據通過浮動車上設置的GPS模塊來獲取；所述固定檢測器數據通過設置在路段上的固定檢測器來獲取；獲取原始數據后，對原始數據進行預處理，所述預處理包括修復丟失的數據；

步驟二：城市路網重要路段識別

要應用路段交通流量來衡量路段的重要程度，即某時段某路段的流量越高，便認為該路段在路網中的作用越重要；ID路段在t時段的流量q_ID,t由固定檢測器直接采集；