[發明專利]一種降雨天氣下城市道路間斷交通流延誤時間預測方法

有效

• 申請號: 201811316035.0
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109559506B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 唐少虎;朱偉;鄭建春;王晶晶;劉夢婷
• 申請（專利權）人: 北京城市系統工程研究中心
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/065
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 黃雪

1.一種降雨天氣下城市道路間斷交通流延誤時間預測方法，其特征在于，該方法包括：

步驟1：氣象數據、交通流數據篩選預處理，基于氣象數據分析降水強度等級、車輛檢測器檢測得到交通流數據，整理獲取的交通流量、速度、占有率等基礎道路交通運行數據；

步驟2：根據降水強度等級劃分標準，建立不同等級下氣象數據和交通數據的對應關系，搭建降雨情景下道路交通流數據映射環境，基本數據關系表達如下：

式中，和分別為在降雨強度等級l下的氣象數據和交通數據，r_lower,r_upper分別為降水量的上下限，q,u分別為交通流量和交通速度；

步驟3：針對不同降水強度等級，融合相關氣象和交通數據，分別建立相應的交通流關系方程，構建降水條件下的路段交通流參數關系模型

F_i＝f_i(l,q,u)

式中，l代表降水強度等級，q代表此時的交通流量，u代表路段平均交通流速度；

步驟4：構建信號控制交叉口交通流集散波基礎模型，分析在不同降水強度等級下信號控制交叉口交通流的集結波、消散波運行規律，分別獲取相應的集散波波速參數等，基于集散波理論形成降水條件下的交叉口交通流集散波模型為

式中，w為交通流集散波波速，q₁和q₂分別代表上游和下游的交通流量，k₁和k₂分別代表上游和下游的交通流密度，u₂和u₁分別代表上游和下游的交通流平均速度；

步驟5：計算交通流集散波波速w

計算集結波的波速

w₁＝q₁u₁/(q₁-u₁k_lm)，

計算消散波的波速

w₂＝k_lmu_lm/k_lm-k_lj，

式中，w₁為路口紅燈時交通流在進口排隊的波速，w₂為路口綠燈后排隊的交通流相繼駛離路口的波速，k_lm為降水強度等級l下的飽和交通密度，u_lm為降水強度等級l下的飽和交通流速度，k_lj為降水強度等級l下的堵塞交通密度；

步驟6：交通狀態判別，分析判別道路交叉口交通流運行狀態，基于集散波模型，以車輛通過交叉口的排隊次數為參考，當車輛沒有停車或只有一次停車排隊即可通過路口時，初步判定此時交通處于欠飽和狀態，當車輛在路口排隊等待的停車次數超過一次時，初步判定此時交通處于過飽狀態，當車輛均需一次排隊停車等待或者接近停車狀態才能通過路口，判定交通處于臨界飽和狀態；

步驟7：道路交通間斷流延誤時間分析，兩個相鄰路口之間，機動車i通過上下游交叉口的時間分別為t’_i,t_i，通過上游交叉口后機動車i以速度u_i行駛至排隊車輛隊尾并停車等待，下游交叉口綠燈放行后，機動車i以飽和交通速度u_m通過交叉口，根據機動車通過無信號控制交叉口條件下的理論時間t_n，和實際機動車通過下游交叉口的實際時間t_i，計算延誤時間T_delay；

式中，t_i為機動車通過下游交叉口的實際時間，t_n為機動車通過無信號控制交叉口條件下的理論時間，l為路段長度，d為同方向的交叉口寬度；

步驟8：基于實際集散波的道路交通間斷流延誤預測結果，結合路口交通信號控制參數，構建實際道路交通間斷流集散波模型，獲得在不同降水強度等級下相應的延誤時間預測結果。