一种突发交通事件下边界控制启动阈值的估计方法及系统

专利2025-11-01  27


本发明涉及智能交通系统,特别是涉及一种突发交通事件下边界控制启动阈值的估计方法及系统。


背景技术:

1、城市道路网络在交通需求高峰时段常发交通拥堵,严重影响了社会经济发展与居民生活质量,其中突发交通事件是导致交通拥堵的主要原因之一;边界控制是一种缓解城市核心区交通拥堵的有效方法,该技术通过优化边界交叉口信号控制策略,调节车辆进入拥堵区域的流量,使得拥堵区运行状态得到改善,边界控制方法的关键是基于路网历史交通流数据,得到关于路网车辆数据的宏观基本图(mfd),宏观基本图反映了路网车辆累积与出口完成流之间的关系,采用mfd最值点表征路网的最佳效率临界点,即路网的最优车辆累积数以及对应的最大完成流量,进而依据宏观基本图建立优化控制模型,通过限制车辆进入拥堵区域,缓解拥堵,然而交通网络中的突发交通事件会导致路网车辆密度空间分布不均匀,使得路网宏观基本图离散化难以拟合;同时突发交通事件下的路网历史数据量少,难以根据历史数据确定路网边界控制策略的启动阈值,导致边界控制在突发交通事件下控制效果不佳,因此突发交通事件条件下的边界控制方法依然面临着许多挑战。

2、基于上述背景可见,由于突发交通事件使得路网产生异质性变化,从而导致mfd更加离散化,实时数据估计边界启动阈值具有较强的随机性,因此亟需设计一种实时估计突发交通事件影响下动态匹配的启动阈值的方法,以提高边界控制的准确性和实用性。


技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种突发交通事件下边界控制启动阈值的估计方法及系统,用于解决现有技术中在突发交通事件下难以根据历史数据确定路网边界控制策略的启动阈值的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种突发交通事件下边界控制启动阈值的估计方法,包括以下步骤:获取断面检测器采集的常规交通状态下的路网历史交通流数据;根据所述路网历史交通流数据估计出常规状态下边界控制启动阈值点;根据突发交通事件对路网车辆延误的影响确定事发路段的脆弱性指数;根据突发交通事件对路网运行效率的影响确定相应的修正参数;根据所述事发路段的脆弱性指数和修正参数确定缩减因子,并通过所述缩减因子和常规状态下边界控制启动阈值点估计出突发交通事件下边界控制启动阈值点。

4、一种突发交通事件下边界控制启动阈值的估计系统,包括:获取模块,用于获取断面检测器采集的常规交通状态下的路网历史交通流数据;确定模块,用于根据突发交通事件对路网车辆延误的影响确定事发路段的脆弱性指数;根据突发交通事件对路网运行效率的影响确定相应的修正参数;根据所述事发路段的脆弱性指数和修正参数确定缩减因子;估计模块,用于根据路网历史交通流数据估计出常规状态下边界控制启动阈值点;通过所述缩减因子和常规状态下边界控制启动阈值点估计出突发交通事件下边界控制启动阈值点。

5、一种电子设备,包括:至少一个处理器;以及,与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如上述的突发交通事件下边界控制启动阈值的估计方法。

6、于本发明的一实施例中,所述根据路网历史交通流数据估计出常规状态下边界控制启动阈值点,包括:根据所述路网历史交通流数据得到路网车辆累积数和行驶总距离数据;对路网车辆累积数和行驶总距离数据进行拟合,根据拟合结果得到常规状态下的宏观基本图,其中,所述宏观基本图反映了路网车辆累积数与出口完成流之间的关系;根据常规状态下的宏观基本图估计出常规状态下边界控制启动阈值点,该技术方案中的常规状态下边界控制启动阈值点能够用于后续估计出突发交通事件下边界控制启动阈值点。

7、于本发明的一实施例中,在所述根据路网历史交通流数据估计出常规状态下边界控制启动阈值点之后,所述根据突发交通事件对路网车辆延误的影响确定事发路段的脆弱性指数之前,还包括:引入用于表示常规交通状态下的车辆行驶距离和车辆累积数与突发交通事件下车辆行驶距离和车辆累积数之间关系的缩减因子,并确定所述缩减因子之间的函数关系,该技术方案中引入的缩减因子能够用于表示突发交通事件下车辆行驶距离和车辆累积数比常规交通状态下的车辆行驶距离和车辆累积数减少的比例。

8、于本发明的一实施例中,所述引入用于表示常规交通状态下的车辆行驶距离和车辆累积数与突发交通事件下车辆行驶距离和车辆累积数之间关系的缩减因子,包括:根据以下公式确定常规交通状态下的车辆行驶距离和车辆累积数与突发交通事件下车辆行驶距离和车辆累积数之间的关系:ttsi=λ·tts;ttdi=θ·ttd;其中,ttsi和ttdi为突发交通事件下路网内部车辆累积数(veh)和路网内部车辆行驶距离(m),tts和ttd为常规交通状态下宏观基本图最值点对应的路网内部车辆累积数(veh)和路网内部车辆行驶距离(m),λ和θ均为缩减因子。

9、于本发明的一实施例中,所述确定所述缩减因子之间的函数关系,包括:根据以下公式确定所述缩减因子之间的函数关系:其中,r为缩减因子θ和缩减因子λ之间的函数关系,r的值可以大于或小于1。

10、于本发明的一实施例中,所述根据突发交通事件对路网车辆延误的影响确定事发路段的脆弱性指数,包括:根据以下公式确定事发路段的脆弱性指数:其中,为事发路段z的脆弱性指数,d(g)为常规路网的平均延误(s),d(gz)为事件发生在路段z路网的平均延误(s)。

11、于本发明的一实施例中,所述根据所述事发路段的脆弱性指数和修正参数确定缩减因子,包括:根据以下公式确定缩减因子:其中,θ为其中的一个缩减因子,ttd(t)为在t时刻常规交通状态下路网内部车辆行驶距离(m),为事发路段的脆弱性指数,qz(t)表示在t时刻链路z上的测得的车流量(veh/h),lz为平均路段长度,为修正参数。

12、于本发明的一实施例中,所述通过所述缩减因子和常规状态下边界控制启动阈值点估计出突发交通事件下边界控制启动阈值点,包括:根据以下公式估计出突发交通事件下边界控制启动阈值点:o′=(ttsi,ttdi);其中,o′为突发交通事件下启动阈值点。

13、如上所述,本发明的一种突发交通事件下边界控制启动阈值的估计方法及系统,具有以下有益效果:本发明可以根据路网历史交通流数据估计出常规状态下边界控制启动阈值点,然后根据突发交通事件对路网车辆延误的影响确定事发路段的脆弱性指数,再根据突发交通事件对路网运行效率的影响确定相应的修正参数,最后根据事发路段的脆弱性指数和修正参数确定缩减因子,并通过缩减因子和常规状态下边界控制启动阈值点估计出突发交通事件下边界控制启动阈值点,从而可以提高边界控制条件下缓解交通拥堵和延误的预测准确性和实用性,适用于工程实践应用。



技术特征:

1.一种突发交通事件下边界控制启动阈值的估计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种突发交通事件下边界控制启动阈值的估计方法,其特征在于:所述根据路网历史交通流数据估计出常规状态下边界控制启动阈值点,包括:

3.根据权利要求1所述的一种突发交通事件下边界控制启动阈值的估计方法,其特征在于:在所述根据路网历史交通流数据估计出常规状态下边界控制启动阈值点之后,所述根据突发交通事件对路网车辆延误的影响确定事发路段的脆弱性指数之前,还包括:

4.根据权利要求3所述的一种突发交通事件下边界控制启动阈值的估计方法,其特征在于:所述引入用于表示常规交通状态下的车辆行驶距离和车辆累积数与突发交通事件下车辆行驶距离和车辆累积数之间关系的缩减因子,包括:

5.根据权利要求4所述的一种突发交通事件下边界控制启动阈值的估计方法,其特征在于:所述确定所述缩减因子之间的函数关系,包括:

6.根据权利要求1所述的一种突发交通事件下边界控制启动阈值的估计方法,其特征在于:所述根据突发交通事件对路网车辆延误的影响确定事发路段的脆弱性指数,包括:

7.根据权利要求1所述的一种突发交通事件下边界控制启动阈值的估计方法,其特征在于:所述根据所述事发路段的脆弱性指数和修正参数确定缩减因子,包括:

8.根据权利要求1所述的一种突发交通事件下边界控制启动阈值的估计方法,其特征在于:所述通过所述缩减因子和常规状态下边界控制启动阈值点估计出突发交通事件下边界控制启动阈值点,包括:

9.一种突发交通事件下边界控制启动阈值的估计系统,其特征在于:包括:

10.一种电子设备,其特征在于,包括:


技术总结
本发明提供一种突发交通事件下边界控制启动阈值的估计方法及系统,包括以下步骤:获取断面检测器采集的常规交通状态下的路网历史交通流数据;根据所述路网历史交通流数据估计出常规状态下边界控制启动阈值点;根据突发交通事件对路网车辆延误的影响确定事发路段的脆弱性指数;根据突发交通事件对路网运行效率的影响确定相应的修正参数;根据所述事发路段的脆弱性指数和修正参数确定缩减因子,并通过所述缩减因子和常规状态下边界控制启动阈值点估计出突发交通事件下边界控制启动阈值点;本发明的具有以下有益效果:本发明能够估计出突发交通事件下边界控制启动阈值点,从而可以提高边界控制条件下缓解交通拥堵和延误的预测准确性和实用性。

技术研发人员:王嘉文,王亚伟,尚春剑,赵靖,姚佼,邹林志,张雨迪,韩印,施季莹,陈彦鑫
受保护的技术使用者:上海理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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