获取客货分离式高速公路货运车道通行能力的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高速公路通行能力判定领域，具体地说涉及一种获取客货分离式高速 公路货运车道通行能力的方法和系统。
【背景技术】
[0002] 通行能力是指在一定的道路、交通、控制和环境条件下，对应于一定的服务水平， 在某一道路断面上单位时间所能通过的最大车辆数。通行能力反映了道路所能承受的交通 负荷能力。公路通行能力是公路网规划、公路设计、交通运行管理、项目可行性研宄以及公 路建设项目后评估的基本参数。目前，无论是国内还是国外的学者，其通行能力的研宄成果 都建立在以小汽车交通为主的交通特性上，即所确定的车道通行能力都是以小客车为标准 车型，而对货运交通的研宄成果主要表现在不同类型车辆对小客车的折算系数及交通组成 修正系数上。
[0003] 目前，我国的道路交通组成情况复杂，部分道路上货车的比例已经超过小客车，对 于这样以货车交通为主的道路，在高速公路的运营中，已经按客货分道行驶进行组织。客货 分离式高速公路货运车道本身在通行能力、运行组织方式方面具有其自身的特殊性，主要 有：行驶车辆均为货车，此时如果继续采用小客车作为标准车型来获取客货分离式高速公 路货运车道的通行能力，得到的结果存在较大的误差。
【发明内容】
[0004] 为此，本发明所要解决的技术问题在于目前没有专门针对获取客货分离式高速公 路货运车道通行能力的方法，为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
[0005] -种获取客货分离式高速公路货运车道通行能力的方法，包括：
[0006] 采集一段高速公路货运车道的交通信息数据；
[0007] 统计所述交通信息数据中所有车的车轴数，选取最高比例车轴数的车型作为标准 车辆；
[0008] 将所述交通信息数据中所有车按功率重量比和外廓尺寸，进行聚类，根据聚类结 果将所述交通信息数据中的车按车型分为M类；其中所述标准车辆的功率重量比和外廓尺 寸落入M类的某一类中；
[0009] 获取各车型在非跟驰状态下和跟驰状态下相对于标准车辆的等价折算系数，其 中，标准车辆所在的那类车型相对于标准车辆的等价折算系数为1 ;
[0010] 根据上述各等价折算系数结合交通通行能力计算模型分别得到该段高速公路货 运车道在任意车型混入比例情况下非跟驰状态和跟驰状态下的通行能力。
[0011] 所述的方法，所述采集一段高速公路货运车道的交通信息数据的步骤中，所述交 通信息数据包括：货车车道的单向车道数以及设计速度、每个车道的交通量和运行速度、每 个车的车长、车轴数、车辆轴重以及瞬时速度、车头时距和车间距离，其中，采集车头时距和 车间距离时需要同时记载前车和后车的车型。
[0012] 所述的方法，获取非跟驰模式下各车型相对于标准车辆的等价折算系数的步骤具 体通过以下方式实现：
[0014] PCEz:某车型非跟驰状态下的等价折算系数；
[0015] Wz:该车型的横向作用宽度；
[0016] Vz:该车型非跟驰状态下的运行速度；
[0017] Wzb:所述标准车辆的横向作用宽度；
[0018] VzB:所述标准车辆非跟驰状态下的运行速度；
[0019] hz:#跟驰状态下标准车辆与该车型车辆超车过程中标准车辆作为前车时两车的 车头时距；
[0020] hzB:非跟驰状态下标准车辆与该车型车辆超车过程中标准车辆作为后车时两车的 车头时距。
[0021] 所述的方法，获取跟驰模式下各车型相对于标准车辆的等价折算系数的步骤具体 通过以下方式实现：
[0022] 获取一段高速公路货运车道的仿真路网模型，采用所述仿真路网模型结合该段高 速公路的交通信息数据模拟得到的速度与流量间的关系与该段高速公路实际的速度与流 量间的关系之间的偏差在设定的阈值范围内；其中，速度与流量间的关系中出现的最大流 量值即为该交通信息数据对应的车流率；
[0023] 根据所述仿真路网模型，得到基准车道数，交通组成：全为标准车辆的情况下：车 道主线上的车流率，并将此车流率作为基准车流率；进一步获取，
[0024] 基准车道数，交通组成为：标准车辆和第1类车型情况下车道主线上的车流率；
[0025] 基准车道数，交通组成为：标准车辆和第2类车型情况下车道主线上的车流率；
[0026] 直至，基准车道数，交通组成为：标准车辆和第M-I类车型情况下车道主线上的车 流率；
[0027] 则跟驰状态下不同车型的等价折算系数
[0028] PCEg:跟驰状态下某车型的等价折算系数；
[0029] pg:跟驰状态下混合交通流中该车型的比例；
[0030] qgB:跟驰状态下交通组成全为标准车辆的车流率；
[0031] qgh:跟驰状态下该混合交通流的车流率。
[0032] 所述的方法，所述获取一段高速公路货运车道的仿真路网模型的步骤具体包括：
[0033] 将采集到的一段高速公路上的所述交通信息数据中的交通量和运行速度进行汇 总，得到该段高速公路上行驶的实际的速度和流量之间的关系；
[0034] 将所述交通信息数据与预设的仿真路网模型结合，得到该段高速公路上行驶的模 拟的速度和流量之间的关系；
[0035] 调整所述预设仿真路网模型，使所述模拟的速度与流量之间的关系与所述实际的 速度与流量之间的关系之间的偏差在设定阈值范围内；
[0036] 调整后的所述预设仿真路网模型即为该段高速公路的仿真路网模型。
[0037] 所述的方法，所述基准车道数为2条。
[0038] 所述的方法，所述根据上述各等价折算系数结合交通通行能力计算模型得到该段 高速公路在任意车型混入比例情况下非跟驰状态和跟驰状态下的通行能力的步骤中，所述 交通通行能力计算模型通过以下方式实现：
[0039] CAPp= CAPt X fhv，其中，
[0040] CAPp:货运车道的实际通行能力；
[0041] CAPt:基于货车车头间距和货车跟驰运行特点，得到的货运车道的理论通行能力 模型；
[0042] fhv:混合交通影响修正系数。
[0043] 所述的方法，所述基于货车车头间距和货车跟驰运行特点，得到的货运车道的理 论通行能力模型为：
[0045] CAPt:货运车道理论通行能力；
[0046] 交通组成全为标准车辆时的平均运行速度；
[0047] :驾驶员平均最小反应时间；
[0048] Vh:货运车道跟驰车辆后车的速度；
[0049] Vq:货运车道跟驰车辆前车的速度；
[0050] P :货运车道的路面摩擦系数；
[0051] Ls:停车后前后车之间的最小安全车间距离；
[0052] Z :货车平均车辆长度。
[0053] 所述的方法，所述混合交通影响系数用如下方法获得：
[0054] 非跟驰状态
[0055] 跟驰状态下
[0056] 其中，
[0057] fhv:混合交通影响修正系数；
[0058] pi:第i类车型的车辆在混合交通流中所占的比例，其中，i e [l，M-l];
[0059] PCEzi:非跟驰状态下第i类车型相对于标准车辆的等价折算系数；
[0060] :跟驰状态下第i类车型相对于标准车辆的等价折算系数。
[0061] 一种获取客货分离式高速公路货运车道通行能力的系统，包括：
[0062] 获取交通信息数据单元，用于采集一段高速公路货运车道的交通信息数据；
[0063] 标准车辆选取单元，用于统计所述交通信息数据中所有车的车轴数，选取最高比 例车轴数的车型作为标准车辆；
[006