[發明專利]一種城市交通承載力計算與預測方法

在審

• 申請號: 201911254145.3
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN110930708A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 李同飛;陳艷艷;孫巖;孫智源
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

1.一種城市交通承載力計算方法，其特征在于：所述的城市交通承載力指單位時間城市路網所能容納的最大交通量，包含出行者需求結構信息、出行者選擇行為信息和路網拓撲信息，具體還包括以下步驟：

(1)獲取快速路和主干道的高峰小時交通量PHV(輛/h)；

(2)計算路網高峰小時流量修正系數α，具體計算公式為：

α＝1/全天城市快速路與主干道流量承擔全天整體路網交通量的比例；

(3)計算城市整個路網的交通承載力C(輛/h)，具體公式如下：

其中，Sr為飽和度。

2.根據權利要求1所述的一種城市交通承載力計算方法，其特征在于：所述飽和度Sr的計算公式為：

其中，TPI為道路或路網的交通擁堵指數，該指數由交通管理局發布，TPI_C為道路或路網達到交通承載力時的交通擁堵指數，即期望交通擁堵指數，設定TPI_C為“嚴重擁堵”的下限，因此TPI_C＝8。

3.一種城市交通承載力預測方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)確定城市交通承載力的影響因素；

(2)利用歷史數據對影響因素進行因子分析，提取因子模型；

(3)采用非線性回歸方法得到交通承載力與各影響因素之間的關系；

(4)根據歷史數據分別得到各影響因素的時間序列函數關系式；

(5)根據步驟(4)中得到的各影響因素的時間序列函數關系式，分別計算出各影響因素在特定年份的預測值，并將預測值代入步驟(3)提取出的因子模型中，最后根據步驟(4)分析得到的交通承載力與各影響因素之間的函數關系得到特定年份交通承載力的預測值。

4.根據權利要求3所述的一種城市交通承載力預測方法，其特征在于，所述影響因素包括人口、道路總里程、機動車擁有量、交通運輸投資和GDP數據。

5.根據權利要求3所述的一種城市交通承載力預測方法，其特征在于，進一步，根據北京市歷史數據進行因子分析提取出的因子如下：

F＝0.212P+0.195R+0.214V+0.207I+0.212G (3)

其中，F為提取出的因子，P為人口數(萬人)，R為道路總里程(km)，V為機動車保有量(萬輛)，I為城市交通運輸投資(億元)，G為GDP(億元)。

6.根據權利要求3所述的一種城市交通承載力預測方法，其特征在于，步驟(3)中所述的分析方法優選三次曲線模型。

7.根據權利要求6所述的一種城市交通承載力預測方法，其特征在于，步驟(3)中所述交通承載力與各影響因素之間的函數關系如下：

C＝-9.527×10⁵+526.058F-0.074F²+3.882×10^-6F³。

8.根據權利要求3所述的一種城市交通承載力預測方法，其特征在于：

進一步，優選多項式函數擬合交通運輸投資(I)和年份(t)的函數關系，

進一步，優選冪函數擬合機動車保有量(V)和年份(t)的函數關系，

進一步，優選冪函數擬合人口(P)和年份(t)的函數關系，

進一步，優選高斯擬合道路總里程(R)和年份(t)的函數關系，

進一步，優選傅里葉擬合GDP(G)和年份(t)的函數關系。

9.根據權利要求8所述的一種城市交通承載力預測方法，其特征在于：

北京市交通運輸投資(I)和年份(t)的函數關系為：I＝71.48t-132；

北京市機動車保有量(V)和年份(t)的函數關系為：V＝144.8t^0.5009；

北京市道路總里程(R)和年份(t)的函數關系為：R＝169.5t+19380；

北京市人口(P)和年份(t)的函數關系為：

北京市GDP(G)和年份(t)的函數關系為：G＝1127t^1.116。