[發明專利]一種城市路網運行狀態的“紅綠”區域識別和評價方法

有效

• 申請號: 201910122166.3
• 申請日: 2019-02-18
• 公開（公告）號: CN109785625B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 李大慶;劉詩炎
• 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
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

本發明提供一種城市路網運行狀態的“紅綠”區域識別和評價方法，步驟如下：A：識別城市路網中的“紅綠”邊；B：挖掘城市路網運行狀態的“紅綠”區域；C：提出基于“紅綠”區域的路網運行可靠性指標；D：分析“紅綠”區域的涌現及演化特征。針對現有的路網運行狀態評價方法在路網可靠性管理決策中存在抽象、靜態、統計性偏差、穩定性較差等局限性，引入動態連通子圖的概念，構建出一種城市路網運行狀態的“紅綠”區域識別和評價方法。本發明直觀地將路網劃分為不同運行態勢的區域，通過對其涌現和演化特征進行分析，可以讓管理者準確地把握路網運行的實時狀態以制定科學高效的交通管理方案，具有全局性、穩定性、易研判、應用廣等優點。

技術領域

本發明提出了一種城市路網運行狀態的“紅綠”區域識別和評價方法，它涉及一種城市路網運行狀態的“紅綠”區域識別和評價方法，屬于可靠性與交通科學的交叉技術領域。

背景技術

當今城市交通量高速增長，日益加劇的交通擁堵給居民的工作和生活帶來了極大的不便，阻礙了城市的發展。據高德《2018年度中國主要城市交通分析報告》顯示，在高德交通大數據監測的361個城市中，有15％的城市在高峰時段處于擁堵狀態，59％的城市處于緩行狀態，僅有26％的城市通勤不受擁堵威脅。由于城市道路交通資源的有限性，當前解決擁堵的關鍵在于如何合理利用有限的交通資源來提高城市路網的運行效率。因此，準確、深入地對城市路網的運行狀態進行評估與推理變得尤為關鍵。

當前，國內外學者主要從連通可靠性、行程時間可靠性、路網容量可靠性等角度對城市交通運行評價指標進行構建。連通可靠性(Connectivity Reliability,CR)是由日本學者Mine和Kawai于1982年首先提出的概念，其意指路網中兩兩節點之間保持連通狀態的概率。連通可靠性指標主要從靜態角度對路網結構進行評價，忽略了路網中的動態交通流。行程時間可靠性(Travel Time Reliability,TTR)是1991年由日本學者Asakura和Kashiwadani首先提出的概念，其定義是出行者在規定時間內從起點出發能夠到達終點的概率值，或者是出行者在實際出行中從起點到達終點所花費的時間不超過預估交通出行時間的概率值。當前在國內廣泛應用的擁堵延遲指數(Congestion Delay Index,CDI)是在該指標的基礎上提出。行程時間可靠性指標的局限性在于，出行時間的計算是在出行軌跡完成的基礎上進行的，不能得到實時結果；而且容易受到軌跡數據自身的統計偏差影響，僅僅反映部分用戶在部分路段(特別是擁堵路段)的行程體驗。路網容量可靠性是由美國猶他州州立大學的學者Anthony Chen等在1999年提出的概念，其含義是指在出行者可以接受的服務水平條件下，交通路網能夠容納一定交通量的概率值。在此基礎上，Lindley用道路當前時刻的車流量比道路容量提出了流量容量比(Volume/Capacity，V/C)指標。然而，路網容量可靠性指標計算比較復雜，較難反映路網中各條路段的實時運行狀況及其內在相互作用。

綜上，目前的路網運行狀態指標主要存在以下問題。首先，上述指標的穩定性較差，容易受到個別極端道路的影響，從而導致對路網可靠性的估計形成統計性偏差；其次，上述指標往往忽略了不同路段、不同路網區域之間運行狀態的相互作用，不能在全局、動態的層面上衡量城市路網的運行可靠性；第三，上述指標主要從出行者視角出發來度量其出行難易程度，較少支撐交通管理者對城市路網整體態勢的研判決策需求。

本發明針對以上問題提出了一種有效的解決方案。本方案主要在考慮到交通管理者研判決策需求的前提下，引入動態連通子圖的概念，通過識別不同運行狀態的路段所組成的動態且穩定的路網區域，對城市路網的整體運行態勢進行評價和推理。本發明采用的城市路網運行狀態的“紅綠”區域識別和評價方法，解決了現有的路網運行狀態評價方法抽象、靜態、統計性偏差、穩定性較差等在路網可靠性管理決策中的局限性。

發明內容