[發(fā)明專利]一種突發(fā)事故下路段交通流分配快速預(yù)測的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811385418.3
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109615852B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張方偉;趙顗;尹傳忠;莫明鳳;王舒鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G06Q10/04;G06Q50/26
• 代理公司: 遼寧鴻文知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21102
• 代理人: 苗青

1.一種突發(fā)事故下路段交通流分配快速預(yù)測的方法，其特征在于，步驟如下：

獲取城市道路網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括事故發(fā)生日之前每一天相應(yīng)時(shí)段各路段的歷史交通流數(shù)據(jù)，各路段X的歷史交通流數(shù)據(jù)記為H_X；事故發(fā)生日當(dāng)天，在事故發(fā)生前一定時(shí)間段內(nèi)，時(shí)間區(qū)間記為t₀，各路段X的交通流數(shù)據(jù)記為事故發(fā)生之后至開始預(yù)測的時(shí)間段t₁內(nèi)各路段X的交通流數(shù)據(jù)記為預(yù)測未來時(shí)段t₂內(nèi)各路段X的交通流數(shù)據(jù)記為

分析事故當(dāng)天路網(wǎng)交通流與歷史交通流H_X的差異化程度：當(dāng)天路網(wǎng)交通流相對于歷史交通流的時(shí)間遲滯為Δt；分析t₀范圍內(nèi)事故當(dāng)天路網(wǎng)交通流與歷史交通流存在總體規(guī)模的變化，總體規(guī)模系數(shù)為λ；

突發(fā)事故影響范圍判斷：東南西北四個(gè)方向的影響邊界分別為第n_E、n_S、n_W、n_N條道路；

突發(fā)事故影響范圍內(nèi)的編號說明：路網(wǎng)中標(biāo)記處的箭頭方向流向發(fā)生突發(fā)事故并導(dǎo)致車道阻斷，事故發(fā)生點(diǎn)所在道路有兩個(gè)標(biāo)記W1和E1，南北向道路中事故點(diǎn)以東的道路記為Ek，事故點(diǎn)以西的道路記為Wk，東西向道路中事故點(diǎn)以北的道路標(biāo)記為Nk，事故點(diǎn)以南道路標(biāo)記為Sk，其中k表示各個(gè)方向的第k條道路；每條道路又劃分為很多路段，路段編號用兩個(gè)連續(xù)數(shù)字表示，第一個(gè)數(shù)字表示路段相對于事故點(diǎn)的方向，每一條道路的各路段有兩個(gè)走向，因此第一個(gè)數(shù)字取值1或者2，第二個(gè)數(shù)字表示路段的序號，距離事故點(diǎn)越遠(yuǎn)，序號越大，事故點(diǎn)所在道路編號為W1或E1，路段標(biāo)號為11或21，因此W1(11)、W1(21)、E1(11)、E1(21)均表示事故點(diǎn)路段；

構(gòu)建事故發(fā)生后的影響范圍內(nèi)道路網(wǎng)交通流分布模型，模型中共包含4+2*(n_N+n_S)個(gè)未知數(shù)，用未知數(shù)表示各路段X在事故發(fā)生后的飽和度增加幅度為利用時(shí)間段t₁下路網(wǎng)預(yù)期交通量和實(shí)際交通量的差異化分析，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)對模型參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，最后根據(jù)模型對時(shí)間段t₂下事故影響范圍內(nèi)的各路段交通量進(jìn)行預(yù)測，各路段的交通量表示為

分析事故當(dāng)天路網(wǎng)交通量與歷史交通量H_X的差異化程度，步驟如下：

劃定事故發(fā)生點(diǎn)四個(gè)方向各延伸5條道路作為分析范圍；

根據(jù)最小二乘法判斷分析范圍內(nèi)與歷史交通流是否存在時(shí)間的提前或延遲，當(dāng)存在時(shí)段Δt，將統(tǒng)計(jì)時(shí)段t₀的起始和結(jié)束時(shí)間同步增加Δt后，記新的統(tǒng)計(jì)時(shí)段為記為t₀(Δt)，與歷史交通流的誤差平方和取得最小值，則認(rèn)為當(dāng)天路網(wǎng)交通流相對于歷史交通流的時(shí)間遲滯為Δt，Δt不大于0.5h；

根據(jù)最小二乘法求總體規(guī)模系數(shù)λ，使得與的誤差平方和最??；

突發(fā)事故影響范圍判斷，步驟如下：

突發(fā)事故影響范圍內(nèi)僅考慮次干道及以上等級道路，根據(jù)t₁時(shí)段內(nèi)事故周邊路網(wǎng)的交通流與經(jīng)調(diào)整后的同期歷史交通流進(jìn)行方差分析，確定事故點(diǎn)東南西北四個(gè)方向的影響邊界，影響范圍內(nèi)與存在顯著性差異；記事故點(diǎn)東南西北四個(gè)方向的影響邊界分別為第n_E、n_S、n_W、n_N條道路；

事故發(fā)生后影響范圍內(nèi)道路網(wǎng)交通流分布模型、模型參數(shù)的標(biāo)定及未來流量分布進(jìn)行預(yù)測，步驟如下：

事故發(fā)生后的南北向道路網(wǎng)交通流分布模型為，設(shè)東西兩側(cè)第2條道路E2和W2上與路段E1(11)平行的路段E2(11)和W2(11)的飽和度增加幅度分別為和則東西兩側(cè)第k條道路上與路段11平行路段的飽和度增加幅度為：

東側(cè)：其中k∈[2,n_E]；

西側(cè)：其中k∈[2,n_W]；

東西兩側(cè)第k條道路上與路段21平行路段的飽和度增加幅度為與路段11相同；

東西兩側(cè)第k條道路第l路段的飽和度增加幅度為，

東側(cè)第k條道路以北第l路段：其中l(wèi)∈[1,n_N]；

東側(cè)第k條道路以南第l路段：其中l(wèi)∈[1,n_N]；

k表示各個(gè)方向的第k條道路；

西側(cè)第k條道路第l路段的飽和度增加幅度和東側(cè)算法一致；

事故發(fā)生后的東西向道路網(wǎng)交通流分布模型為，事故點(diǎn)南側(cè)道路記為Sk，設(shè)道路Sk在標(biāo)號為11和21的路段處飽和度增加幅度分別為和事故點(diǎn)北側(cè)道路記為Nk，設(shè)道路Nk在標(biāo)號為11和21的路段處飽和度增加幅度分別為和則東西向道路其它路段的飽和度增加幅度分別為，

其中l(wèi)∈[1,n_W]；

其中l(wèi)∈[1,n_E]；

其中l(wèi)∈[1,n_W]；

其中l(wèi)∈[1,n_E]；

事故發(fā)生后事故所在道路的交通量分布模型為，設(shè)路段E1(12)和E1(22)的飽和度增加幅度分別為和則道路E1上其它路段的飽和度增加幅度分別為：

其中l(wèi)∈[2,n_N]；

其中l(wèi)∈[2,n_S]；

預(yù)測模型參數(shù)標(biāo)定：事故發(fā)生后的交通流分布模型中共包含4+2*(n_N+n_S)個(gè)未知數(shù)；當(dāng)沒有發(fā)生交通事故，則時(shí)間段t₁下路網(wǎng)的各路段X交通量表示為事故發(fā)生后路段X的實(shí)際交通量為構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)其中X表示事故影響范圍內(nèi)的各路段，表示各路段在事故發(fā)生后的路段飽和度增加幅度；通過對目標(biāo)函數(shù)的求解，求得事故發(fā)生后交通分布模型中的4+2*(n_N+n_S)個(gè)未知數(shù)值；

未來流量分布進(jìn)行預(yù)測：當(dāng)沒有發(fā)生交通事故，則時(shí)間段t₂下路網(wǎng)的各路段X交通量表示為而在交通事故發(fā)生后的飽和度增加幅度為預(yù)測在時(shí)間段t₂下事故影響范圍內(nèi)的各路段交通流表示為