[發(fā)明專利]一種城市道路施工期的動(dòng)態(tài)交通影響評(píng)價(jià)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010183131.3
• 申請(qǐng)日: 2020-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN111401743B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛霖;林波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/0637
• 分類號(hào): G06Q10/0637;G06F30/20;G06N3/0442;G08G1/01;G08G1/052;G08G1/065;H04W8/18;H04W8/20
• 代理公司: 北京科家知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11427
• 代理人: 徐思波

1.一種城市道路施工期的動(dòng)態(tài)交通影響評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括以下過(guò)程：

S1、確定城市道路建設(shè)項(xiàng)目的交通影響范圍，包括施工期工作區(qū)、警示區(qū)、上下游過(guò)渡區(qū)、緩沖區(qū)和終止區(qū)及鄰接交叉口；

S2、采集并處理手機(jī)信令數(shù)據(jù)，通過(guò)匹配基站與手機(jī)信令數(shù)據(jù)，過(guò)濾并降噪數(shù)據(jù)，得到包括用戶編號(hào)、信令發(fā)生時(shí)間和經(jīng)緯度信息的手機(jī)信令數(shù)據(jù)；通過(guò)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，建立用戶位置狀態(tài)表，實(shí)時(shí)更新最新狀態(tài)，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)交通影響區(qū)域內(nèi)的交通流量及用戶出行軌跡，并計(jì)算用戶所在車輛速度；

所述步驟S2中手機(jī)信令數(shù)據(jù)采集及處理方法，具體包括以下過(guò)程：

S2-1、采集交通影響范圍內(nèi)基站數(shù)據(jù)，記錄每個(gè)基站的位置信息，包括基站編號(hào)、小區(qū)編號(hào)、基站經(jīng)緯度；

S2-2、采集手機(jī)信令數(shù)據(jù)，包含話務(wù)日期、信令發(fā)生時(shí)間、用戶ID、基站編號(hào)、小區(qū)編號(hào)、時(shí)間類型；

S2-3、采用Microsoft?SQL?server存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)庫(kù)，按照基站數(shù)據(jù)和手機(jī)信令數(shù)據(jù)格式設(shè)置數(shù)據(jù)表格屬性；匹配基站經(jīng)緯度與手機(jī)信令數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)新表數(shù)據(jù)信息，包括用戶ID、時(shí)間信息、小區(qū)編號(hào)及經(jīng)緯度信息；

S2-4、過(guò)濾數(shù)據(jù)，刪除觸發(fā)失敗的信令數(shù)據(jù)，保留觸發(fā)成功類型；查詢手機(jī)識(shí)別號(hào)和小區(qū)編號(hào)都重復(fù)的數(shù)據(jù)行，刪除冗余數(shù)據(jù)；刪除小區(qū)編號(hào)、事件類型字段為空的無(wú)用信息；

S2-5、處理噪聲數(shù)據(jù)，按照時(shí)間升序排序數(shù)據(jù)，以每個(gè)用戶的字段做一個(gè)集合，通過(guò)計(jì)算第i條數(shù)據(jù)和第i+1條數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔刪除特殊的噪聲數(shù)據(jù)；

S2-6、保留簡(jiǎn)化處理后的用戶編號(hào)、信令發(fā)生時(shí)間和經(jīng)緯度信息；并利用手機(jī)信令數(shù)據(jù)的時(shí)空特征描繪記錄交通影響區(qū)域內(nèi)的用戶出行軌跡；

S2-7、定義Vi表示用戶i所在車輛速度，dist表示兩個(gè)地理位置間的歐氏距離，S_i＝(t_j,b_k)表示用戶i在t_j時(shí)刻向基站b_k發(fā)出的指令，則信令序列{S_i＝(t_j,b_k)}表示用戶出行軌跡，Los(S_i＝(t_j,b_k))表示根據(jù)信令S_i＝(t_j,b_k)給出用戶i的地理位置估計(jì)，計(jì)算用戶所在車輛速度：

其中，數(shù)據(jù)采集選取早高峰7:00-9:00，晚高峰17:00—19:00，以15min為一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，5個(gè)工作日為一個(gè)周期；并根據(jù)施工計(jì)劃，在不同施工期的每周末處理并統(tǒng)計(jì)一次交通量和車速；

S3、設(shè)定訓(xùn)練集和測(cè)試集參數(shù)，運(yùn)用長(zhǎng)短時(shí)記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)交通量及車速；

所述步驟S3中，所述長(zhǎng)短時(shí)記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)過(guò)程，具體包括以下：

S3-1、選取工作日5天，時(shí)間間隔Δt＝15min的交通量及車速數(shù)據(jù)，定義原始數(shù)據(jù)為X，其中最大值為max，最小值為min，歸一化后的數(shù)據(jù)為X'，則歸一化后的數(shù)據(jù)為：

S3-2、設(shè)定長(zhǎng)短時(shí)記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：輸入層，每個(gè)隱層，輸出層的結(jié)點(diǎn)數(shù)和隱層層數(shù)；

S3-3、輸入歸一化處理后的交通量、車速；以前4個(gè)工作日的數(shù)據(jù)為訓(xùn)練集，第5個(gè)工作日的數(shù)據(jù)為測(cè)試集對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行測(cè)試；

S3-4、假設(shè)N為樣本量，P_t為t_j時(shí)刻的預(yù)測(cè)值，A_t為t_j時(shí)刻的真實(shí)值，平均絕對(duì)誤差表示為MAE，平均相對(duì)誤差表示為MAPE，則評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)效果的兩個(gè)指標(biāo)表示為：

S3-5、根據(jù)平均絕對(duì)誤差MAE及平均相對(duì)誤差MAPE的計(jì)算結(jié)果，判定預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確度，并優(yōu)化長(zhǎng)短時(shí)記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，得到交通量和車速的預(yù)測(cè)結(jié)果；

S4、運(yùn)用VISSIM軟件，構(gòu)建交通影響區(qū)域的道路路段和鄰接交叉口，仿真分析不同施工期各路段的飽和度、信號(hào)交叉口的排隊(duì)長(zhǎng)度、平均行程時(shí)間和平均延誤，評(píng)估在施工不同階段的交通流運(yùn)行狀態(tài)，

所述步驟S4具體包括以下過(guò)程：在VISSIM仿真軟件中構(gòu)建交通影響區(qū)域的道路路段和鄰接交叉口；采用VISSIM仿真軟件中的交叉口和路段評(píng)價(jià)功能，分別輸入不同時(shí)刻各路段、交叉口的交通流量和用戶所在車輛的車輛速度及交通量和車速的預(yù)測(cè)值；仿真得到施工道路交通影響范圍內(nèi)，不同施工期各路段的飽和度、信號(hào)交叉口的排隊(duì)長(zhǎng)度、平均行程時(shí)間和平均延誤；對(duì)比不同施工期各路段和交叉口的評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算結(jié)果，評(píng)估在施工不同階段的交通流運(yùn)行狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市道路施工期的動(dòng)態(tài)交通影響評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述步驟S1中城市道路施工期的交通影響范圍確定方法，具體包括以下過(guò)程：以部分封閉、移動(dòng)式作業(yè)施工為前提，明確不同施工期的占道范圍；根據(jù)不同施工階段的作業(yè)范圍，劃分工作區(qū)、警示區(qū)、上下游過(guò)渡區(qū)、緩沖區(qū)和終止區(qū)及鄰接交叉口，繪制施工期的交通影響范圍圖，確定影響的主要道路路段和節(jié)點(diǎn)；根據(jù)不同施工期的作業(yè)計(jì)劃，交通影響區(qū)域閾值取100-500m。