专利名称：基于灰色聚类分析的道路平面交叉口多目标综合评价方法
技术领域：
本发明涉及一种混合交通条件下的城市道路平面交叉口设计综合评价方法，具体涉及一种基于灰色聚类分析的道路平面交叉口多目标综合评价方法。
背景技术：
近年来，随着道路交通管理水平的提升，我国在城市道路平面交叉口评价的研究方面取得了很大的进步，但目前仍主要集中在单一的交叉口的畅通性或安全性评价，而在道路平面交叉口综合评价方面的研究较为薄弱。并且由于多种交通方式混行的特殊国情，以及我国通行能力优先、对非机动车和行人权益重视不够等问题，要将综合最优化设计的理念用于我国城市道路交叉口设计评价，尚有需多问题需要进一步研究及讨论。因此，建立适应我国国情的城市道路交叉口综合评价体系和评价方法，具有较高的社会效益和实用价值。灰色聚类分析是将聚类对象于不同聚类指标所拥有的白化函数，按不同灰类进行归纳，从而判断聚类对象属哪一灰类的灰色统计方法。灰色聚类法适合于分类和评价复杂的、信息不完全的系统，它的优点是在数据有限的情况下，能减少研究者的主观因素影响，并提供可靠的分析结果。
发明内容
发明目的:为了克服传统的以效率为主或以安全为主的单一评价方法的不足，本发明综合考虑不同类型道路使用者的交通需求，提供一种适用于我国混合交通条件下的城市道路平面交叉口多目标变权综合评价方法，即一种基于灰色聚类分析的道路平面交叉口多目标综合评价方法。技术方案:为实现上述目的，本发明的一种基于灰色聚类分析的道路平面交叉口多目标综合评价方法，包括以下步骤:I)确定评价准则，定义各级灰类:评价准则包括效率指标和安全指标两大类，评价等级拟定为优、良、中、差四级灰类，构造各评价等级对应的效率及安全指标区间；2)建立评价矩阵:根据现场调查数据建立评估样本矩阵，并对其进行无量纲化处理；3)建立指标阈值矩阵:根据不同灰类水平的指标阈值建立指标阈值矩阵，并对其进行无量纲化处理；4)构造白化函数，并建立评价准则模型:对于“小于型”、“区间型”和“大于型”三种数据型式分别构造相应的白化函数，白化函数的形状假定为线性函数，并且所有白化函数的值都在
闭区间中；5)标定聚类权:根据白化函数的阈值计算各评价指标属于各灰类的权重，以确定评价因素的权向量；6)计算各个评价单元对于各个灰类的聚类系数；
7)构造聚类向量并聚类，在聚类向量中选出最大值，以判断各评价对象属于哪一灰类。有益效果:本发明的一种基于灰色聚类分析的道路平面交叉口多目标综合评价方法，在分析交叉口各种交通参与者服务水平的基础上，将灰色聚类法应用于平面交叉口运行状况进行多目标综合评价。本发明结合我国混行交通模式，综合考虑交叉口的不同交通参与者的服务水平，能够克服传统的以单一交通方式为研究对象的评价方法的不足，在判断交叉口运行状况、分析交通系统症结方面具有实际的工程运用价值。
图1为城市道路交叉口综合评价指标体系示意图；图2为本发明的流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作更进一步的说明。如图1和图2所示，本发明的一种基于灰色聚类分析的道路平面交叉口多目标综合评价方法，包括以下步骤:I)确定评价准则，定义各级灰类:评价准则包括效率指标和安全指标两大类，评价等级拟定为优、良、中、差四级灰类，参照国内外相关研究成果构造各评价等级对应的效率及安全指标区间；2)建立评价矩阵:根据现场调查数据建立评估样本矩阵，并对其进行无量纲化处理；3)建立指标阈值矩阵:根据不同灰类水平的指标阈值建立指标阈值矩阵，并对其进行无量纲化处理；4)构造白化函数，并建立评价准则模型:对于“小于型”、“区间型”和“大于型”三种数据型式分别构造相应的白化函数，白化函数的形状一般假定为线性函数，并且所有白化函数的值都在
闭区间中；5)标定聚类权:根据白化函数的阈值计算各评价指标属于各灰类的权重，以确定评价因素的权向量；6)计算各个评价单元对于各个灰类的聚类系数；7)构造聚类向量并聚类，在聚类向量中选出最大值，以判断各评价对象属于哪一灰类。以下，结合具体实施例对本发明的方法进行详细说明:一种基于灰色聚类分析的道路平面交叉口多目标综合评价方法，包括以下步骤:I)确定评价准则，定义各级灰类。如图1所示，交叉口综合评价指标体系中的评价准则包括效率指标和安全指标两大类。效率指标采用各种交通方式(机动车、非机动车、行人)的服务水平(L0S)，其计算方式参照美国2010年新版《道路通行能力手册》;安全指标采用各种交通方式发生冲突的比率，即冲突率(CR)。评价等级拟定为优、良、中、差四级灰类，各评价等级对应效率及安全指标范围如表I所示。表I评价准则及灰类特征值
权利要求
1.一种基于灰色聚类分析的道路平面交叉口多目标综合评价方法，其特征在于包括以下步骤: 1)确定评价准则，定义各级灰类:评价准则包括效率指标和安全指标两大类，评价等级拟定为优、良、中、差四级灰类，构造各评价等级对应的效率及安全指标区间； 2)建立评价矩阵:根据现场调查数据建立评估样本矩阵，并对其进行无量纲化处理； 3)建立指标阈值矩阵:根据不同灰类水平的指标阈值建立指标阈值矩阵，并对其进行无量纲化处理； 4)构造白化函数，并建立评价准则模型:对于“小于型”、“区间型”和“大于型”三种数据型式分别构造相应的白化函数，白化函数的形状假定为线性函数，并且所有白化函数的值都在[O，I]闭区间中； 5)标定聚类权:根据白化函数的阈值计算各评价指标属于各灰类的权重，以确定评价因素的权向量； 6)计算各个评价单元对于各个灰类的聚类系数； 7)构造聚类向量并聚类，在聚类向量中选出最大值，以判断各评价对象属于哪一灰类。
全文摘要
本发明公开了一种基于灰色聚类分析的道路平面交叉口多目标综合评价方法，该方法包括确定评价准则并定义各级灰类、建立评价矩阵、建立指标阈值矩阵、构造白化函数并建立评价准则模型、标定聚类权、计算各个评价单元对于各个灰类的聚类系数、构造聚类向量并聚类并在聚类向量中选出最大值以判断各评价对象属于哪一灰类等步骤，该方法在分析交叉口各种交通参与者服务水平的基础上，将灰色聚类法应用于平面交叉口运行状况进行多目标综合评价，结合我国混行交通模式，综合考虑信号交叉口的不同交通参与者的服务水平，能够克服传统的以单一交通方式为研究对象的评价方法的不足，在判断交叉口运行状况、分析交通系统症结方面具有实际的工程运用价值。
文档编号G06F19/00GK103116697SQ201310016519
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月16日 优先权日2013年1月16日
发明者刘攀, 羊钊, 俞灏, 王炜 申请人:东南大学