[發(fā)明專利]提高交叉口占道施工區(qū)通行能力模型擬合度的計算方法

有效

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• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110070720B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設計）人: 李丹娜;郄恩田;周傳輝;孟飛鴿
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 艾小倩

1.一種提高交叉口占道施工區(qū)通行能力模型擬合度的計算方法，其特征在于：它包括以下步驟：

(1)交叉口占道施工區(qū)交通信息數(shù)據(jù)采集：通過視頻錄像提取交叉口占道施工區(qū)信號相位、道路車輛數(shù)、公交專用車道；利用人工統(tǒng)計法統(tǒng)計以下信息數(shù)據(jù)：交叉口施工占道區(qū)信號相位及配時、施工區(qū)斷面交通量、施工占用交叉口幾何條件、車型、車速和車輛進出交叉口時間；

(2)確定交叉口占道施工區(qū)通行能力影響因素：此影響因素由占道施工區(qū)前后通行能力數(shù)據(jù)對比分析得出，從以下方面考慮：交叉口幾何條件、車輛運行、施工區(qū)占道形式；

(3)通行能力影響因素分類：分為獨立因素和交叉因素：

獨立因素：各單獨的因素直接對車道飽和流量產(chǎn)生影響，包括交叉口施工占道區(qū)信號相位及配時、車型、車速、圍擋占道形式和車道寬度；

交叉因素：兩個或兩個以上的因素交互對車道飽和流率產(chǎn)生影響；由于單個因素對結果的影響較弱，若考慮多個因素組合影響則效果較顯著，包括車道縮減比和限制車速、作業(yè)區(qū)長度和施工占道寬度、下雨天氣和限制車速；

(4)獨立影響因素分析：相關性分析：利用相關系數(shù)r的大小判斷各變量間相關關系的密切程度，具體為：

相關系數(shù)：當0.8≤|r|≤1時，呈極強相關；當0.6≤|r|0.8時，呈強相關；當0.4≤|r|0.6時，呈中等程度相關；當0.2≤|r|0.4時，呈弱相關；當0≤|r|0.2時，呈極弱相關或無相關，且飽和流率模型建模時將此部分變量數(shù)據(jù)剔除；

(5)交叉影響因素分析：多因素方差分析：利用多因素方差分析方法分析因素間交互作用對飽和流率的影響，具體為：

S²_E＝S²_T-S²_A-S²_B-S²_A*B (5)

其中，x_ijm為對應于行因素的第i個水平和列因素的第j個水平的第m次的觀察值；為行因素的第i個水平的樣本均值；為列因素的第j個水平的樣本均值；對應于行因素的第i個水平和列因素的第j個水平組合的樣本均值；為全部n個觀察值的總均值，m為重復試驗次數(shù)；K為第i個控制變量的水平數(shù)；r為第j個控制變量的水平數(shù)；m為重復試驗次數(shù)；X._j為列因素的第j個水平的樣本值；X_ijk為對應于行因素的第i個水平和列因素的第j個水平的第K次觀察值；S²_T為觀測變量的總離差平方和；S²_A為控制變量A獨立作用引起的離差平方和，S²_B為控制變量B獨立作用引起的離差平方和；P_A*B為A、B交互作用產(chǎn)生的概率；

其中P值和F值由SPSS統(tǒng)計分析軟件進行多因素方差分析，當P_A*B0.5時，多因素交互作用對車道飽和流率產(chǎn)生顯著影響；當P_A*B0.5時，多因素交互作用對飽和流率影響不顯著，因此，在建立飽和流率模型時應將此部分影響因素數(shù)據(jù)剔除；

(6)建立考慮交叉因素影響的飽和流率回歸模型：

Sa＝a₀+a₁·J_k+a₂·Z_c+a₃·Z_k+a₄·D_c+a₅·Z_z+a₆·F_j+a₇·J_f+a₈·J_c+a₉·D_c*J_c+a₁₀·Z_c*D_c+a₁₁·Z_k*Z_c+a₁₂·J_c*Z_c+a₁₃·J_k*Z_k

式中Sa表示平均單車道飽和流率，J_k為進口道寬度，Z_c為施工區(qū)占用交叉口的長度，Z_k為施工區(qū)占用交叉口的寬度，D_c為大型車的比例，Z_z為左轉車比例，F(xiàn)_j為非機動車數(shù)量，J_f為機非隔離狀況，J_c為進出口車道數(shù)折減，其中a₀常數(shù)，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆、a₇、a₈、a₉、a₁₀、a₁₁、a₁₂、a₁₃為待標定的參數(shù)；

(7)計算交叉口占道施工區(qū)通行能力：信號交叉口總通行能力則為各進口道所有車道組通行能力之和：

C＝∑C_i＝∑S_i(g/t)_i

式中Ci表示第i個進口道或車道組的通行能力，以輛/h計；Si表示飽和流率，以輛/綠燈小時計；(g/t)_i表示第i個進口道或車道組的綠信比；t表示第i個進口道或車道組一個信號周期的總時長，以s計；其中，飽和流率指在假定進口道全綠燈的條件下，允許通過的最大車流量，以輛/h計，與信號配時無關；模型擬合度對比分析：利用均方根誤差計算將仿真模型值、無交叉因素影響的飽和流率回歸模型值、考慮交叉因素影響的飽和流率回歸模型值與實測值進行對比分析；

其中，C_i為各模型的計算值，C₀為實測值，n為交叉口調研個數(shù)。