[發(fā)明專利]基于GM跟馳模型的高速公路行程時間估計方法

有效

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• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109712397B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設計）人: 呂偉韜;楊樹;陳凝;周東
• 申請（專利權）人: 江蘇智通交通科技有限公司
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/052;G08G1/065
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發(fā)明提供一種基于GM跟馳模型的高速公路行程時間估計方法，將檢測器的實測數(shù)據(jù)對交通流微觀模型進行標定，由虛擬車輛跟馳特性分析路段內的交通微觀運動屬性，進而實現(xiàn)行程時間的估計；該方法能夠實現(xiàn)對路段行程時間的估計，顯著提升數(shù)據(jù)顆粒度，同時能夠保證在擁堵狀況下的行程時間估計精度，滿足當前精細化交通管控對支撐數(shù)據(jù)的要求。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于GM跟馳模型的高速公路行程時間估計方法。

背景技術

行程時間是交通運行管控中的重要參數(shù)指標，能夠表征交通擁堵水平，輔助出行者做出出行決策。行程時間的獲取，包括移動式檢測(如浮動車)以及固定式檢測(如基于號牌識別的數(shù)據(jù)匹配)。移動式交通數(shù)據(jù)采集方式能夠直接獲取到行程時間數(shù)據(jù)，但是卻存在樣本量不足、行程時間波動性過大等問題。而固定式交通數(shù)據(jù)采集方式由于無法直接獲取行程時間數(shù)據(jù)，需要通過檢測設備采集到的道路交通流參數(shù)(流量、速度、占有率)來間接進行行程時間估計。后者也是目前獲取行程時間這一參數(shù)的主要方法。

實現(xiàn)行程時間估計的模型很多，在這類模型中行駛速度都是實現(xiàn)行程時間估計的關鍵參數(shù)，最為典型的就是平均值法估計，即行程時間＝路段長度/路段平均行駛速度，而在不同模型中對路段平均行駛速度也有不一樣的定義，例如以上下游在車輛出發(fā)時刻檢測的速度值的算術平均作為路段平均速度(Instantaneous model)，亦有模型(Time-Slicemodel)從出發(fā)時刻修正角度對平均速度進行優(yōu)化。這類模型均建立在速度連續(xù)這一假設之上，但這顯然是一種較為粗略的估計。車輛在路段上的行駛速度具有明顯的波動性，平均速度無法保留車輛運行過程中的大部分信息。尤其在擁堵狀況下，模型的估計值與真實值具有較大的差異。

上述問題是在高速公路行程時間估計過程中應當予以考慮并解決的問題。

發(fā)明內容

鑒于以上這一缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于GM跟馳模型的高速公路行程時間估計方法，來解決如何提升擁堵狀況下行程時間估計的精度，從而解決現(xiàn)有模型的估計值與真實值具有較大的差異的問題。

本發(fā)明的技術解決方案是：

一種基于GM跟馳模型的高速公路行程時間估計方法，將檢測器的實測數(shù)據(jù)對交通流微觀模型進行標定，由虛擬車輛跟馳特性分析路段內的交通微觀運動屬性，進而實現(xiàn)行程時間的估計；包括以下步驟，

S1、從分別安裝于路段的上游端點Sa、下游端點Sb的檢測器獲取對應斷面的交通檢測數(shù)據(jù)，檢測器的數(shù)據(jù)檢測時間間隔為T_i；

S2、設置虛擬前導車VL與跟馳車VF，兩車初始位置分別位于上游端點Sa、下游端點Sb，初始時刻為T₀，該時刻兩車的車頭間距為路段長度L；

S3、定義虛擬前導車VL與跟馳車VF的運行特征；

S4、根據(jù)上一時間間隔的運行參數(shù)確定虛擬前導車VL在時刻t的運行參數(shù)；

S5、基于GM跟馳模型構建跟馳車VF在路段上游端點Sa至下游端點Sb的行駛軌跡；

S6、由步驟S4、S5對VF在路段全程通行行為進行描述，數(shù)據(jù)顆粒度達到ΔT，路段行駛起始時刻為T₀，路段行駛結束時刻為T_b，即路段行程時間估計值TT＝T_b-T₀。

進一步地，步驟S3中，定義虛擬前導車VL與跟馳車VF的運行特征，具體為，虛擬前導車VL通行不受其他車輛影響，跟馳車VF在駛向下游端點Sb的過程中其行駛速度受到虛擬前導車VL的影響；在跟馳車VF到達下游端點Sb前，在任一時刻t兩車的行駛距離分別為車頭間距

進一步地，步驟S4中，根據(jù)上一時間間隔的運行參數(shù)確定虛擬前導車VL在時刻t的運行參數(shù)，包括行駛速度、行駛距離。