[發(fā)明專利]一種降雨天氣下城市道路間斷交通流延誤時(shí)間預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811316035.0
• 申請(qǐng)日: 2018-11-07
• 公開（公告）號(hào): CN109559506B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐少虎;朱偉;鄭建春;王晶晶;劉夢(mèng)婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京城市系統(tǒng)工程研究中心
• 主分類號(hào): G08G1/01
• 分類號(hào): G08G1/01;G08G1/065
• 代理公司: 北京德崇智捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 黃雪

本發(fā)明提供了一種降雨天氣下城市道路間斷交通流延誤時(shí)間預(yù)測(cè)方法，針對(duì)降雨天氣下城市道路交通流難以準(zhǔn)確有效預(yù)測(cè)的問題，通過挖掘分析氣象數(shù)據(jù)、交通流數(shù)據(jù)的關(guān)系，分析降雨天氣下道路交通流運(yùn)行特性和規(guī)律，構(gòu)建了不同降水強(qiáng)度等級(jí)下的城市道路間斷交通流關(guān)系模型，結(jié)合道路交叉口信號(hào)控制參數(shù)，采用集散波理論分析了城市道路間斷交通流的延誤時(shí)間，考慮欠飽和、飽和等不同交通運(yùn)行狀態(tài)，給出相應(yīng)的延誤時(shí)間計(jì)算方法，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)降雨天氣下城市道路間斷交通流延誤時(shí)間的預(yù)測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種降雨天氣下城市道路間斷交通流延誤時(shí)間預(yù)測(cè)方法，屬于惡劣天氣下城市交通間斷流預(yù)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

由于城市道路交通流具有不確定性、隨機(jī)性和非線性等特性，城市交通系統(tǒng)是一個(gè)多變的復(fù)雜系統(tǒng)，這些特性也增加了城市交通管理的難度，并導(dǎo)致交通擁堵、安全事故等一系列問題。為了改善城市交通管理的有效性和安全性并提升道路交通精確感知和預(yù)測(cè)能力，加強(qiáng)對(duì)城市道路交通流的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)已經(jīng)成為解決當(dāng)前復(fù)雜交通系統(tǒng)有效監(jiān)控和管理的必要手段。由于城市交通流的實(shí)時(shí)波動(dòng)等特性，道路交通流預(yù)測(cè)技術(shù)難點(diǎn)主要是針對(duì)短時(shí)交通流進(jìn)行預(yù)測(cè)，現(xiàn)有方法一般建立各種預(yù)測(cè)模型，如多元回歸模型、時(shí)間序列模型、歷史趨勢(shì)模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、卡爾曼濾波模型等進(jìn)行短時(shí)預(yù)測(cè)，由于交通流在外界干擾因素影響下會(huì)發(fā)生相應(yīng)的波動(dòng)，如城市降雨天氣將影響道路交通的常態(tài)運(yùn)行，現(xiàn)有方法技術(shù)很少考慮降雨情景下的城市道路交通流預(yù)測(cè)，由于無法有效估計(jì)和預(yù)測(cè)交通流運(yùn)行特性，也無法開展有針對(duì)性的交通管理和控制，在此背景情況下，城市道路交通運(yùn)行效率變得極為低下，交通擁堵、延誤等情況變得更加嚴(yán)重。

針對(duì)現(xiàn)有城市道路交通流預(yù)測(cè)技術(shù)的不足，本方法將建立降雨天氣下城市道路交通流預(yù)測(cè)方法技術(shù)，由于城市道路交通受到交叉口信號(hào)控制影響，結(jié)合交叉口的控制信號(hào)，考慮不同降水強(qiáng)度等級(jí)下的道路交通流運(yùn)行特性和規(guī)律，對(duì)此天氣背景下的城市道路間斷交通流的延誤時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)，提高降雨天氣下城市道路交通流的有效估計(jì)和準(zhǔn)確預(yù)測(cè)能力。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有點(diǎn)在于以下幾點(diǎn)：

1)融合降雨氣象數(shù)據(jù)、道路交通流檢測(cè)數(shù)據(jù)，充分考慮降雨天氣對(duì)城市交通流的影響，針對(duì)不同降雨強(qiáng)度等級(jí)，分別建立相應(yīng)的城市道路交通流關(guān)系模型，可根據(jù)不同的降雨強(qiáng)度等級(jí)情景應(yīng)用模型對(duì)應(yīng)的交通流關(guān)系方程，從而提高城市道路間斷流預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性和有效性。

2)綜合考慮城市間斷交通流特性，分析和判別道路交叉口交通流運(yùn)行狀態(tài)，采用集散波理論構(gòu)建城市道路間斷交通流運(yùn)行機(jī)理模型，使之更符合實(shí)際城市道路交通流的運(yùn)行特點(diǎn)和規(guī)律，從而更加直觀明顯的獲得城市道路間斷交通流延誤時(shí)間的預(yù)測(cè)結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決降雨天氣下城市道路間斷交通流難以有效預(yù)測(cè)等問題，公開一種降雨情景下城市道路間斷交通流延誤時(shí)間預(yù)測(cè)方法，該方法綜合降雨量等氣象數(shù)據(jù)、交通流量等道路交通檢測(cè)數(shù)據(jù)，通過分析不同降水強(qiáng)度等級(jí)下降雨量和交通數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，構(gòu)建降水條件下的路段交通流參數(shù)關(guān)系模型，進(jìn)一步分析在不同降水強(qiáng)度等級(jí)下信號(hào)控制交叉口交通流的集結(jié)波、消散波運(yùn)行規(guī)律，構(gòu)建信號(hào)控制交叉口交通流集散波基礎(chǔ)模型，在集散波波速計(jì)算、交通狀態(tài)判別以及延誤時(shí)間分析的基礎(chǔ)上，給出了不同降水強(qiáng)度等級(jí)下相應(yīng)交通狀態(tài)下的延誤時(shí)間計(jì)算方法，結(jié)合路口交通信號(hào)控制參數(shù)，可構(gòu)建實(shí)際道路交通間斷流集散波模型，最后可得到降雨天氣下城市道路間斷交通流延誤時(shí)間預(yù)測(cè)結(jié)果，從而最終實(shí)現(xiàn)對(duì)降雨天氣城市交通流延誤時(shí)間進(jìn)行估計(jì)預(yù)測(cè)的目標(biāo)。本發(fā)明基本方法流程如圖1所示，具體采用的如下方案：

步驟1：氣象數(shù)據(jù)、交通流數(shù)據(jù)篩選預(yù)處理，基于氣象數(shù)據(jù)分析降水強(qiáng)度等級(jí)、車輛檢測(cè)器檢測(cè)得到交通流數(shù)據(jù)，整理獲取的交通流量、速度、占有率等基礎(chǔ)道路交通運(yùn)行數(shù)據(jù)；

步驟2：根據(jù)降水強(qiáng)度等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，建立不同等級(jí)下氣象數(shù)據(jù)和交通數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，搭建降雨情景下道路交通流數(shù)據(jù)映射環(huán)境，基本數(shù)據(jù)關(guān)系表達(dá)如下。