基于车辆行程数据的道路网运行评价方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于车辆行程数据的道路网运行评价方法，包括如下步骤：a.以一定的时间段为统计间隔，获取统计间隔内道路网中每一路段的区间平均速度；b.划分不同等级道路的各交通运行等级的速度阈值；c.根据路段所属道路等级及其区间平均速度确定每一路段在所述统计间隔内的交通运行等级；d.选出交通运行等级属于拥堵级别的路段，统计得到日拥堵路段、周拥堵路段、月拥堵路段和年拥堵路段的数量和比例。本发明方法可提供实时动态运行评价。
【专利说明】基于车辆行程数据的道路网运行评价方法
[0001]本申请为分案申请，原申请的申请日为2012年09月06日，申请号为2012103281154，发明名称为基于车辆行程数据的道路网运行评价方法。
【技术领域】
[0002]本发明涉及道路网运行状态的评价【技术领域】，具体地说是一种基于车辆行程数据的道路网运行评价方法。
【背景技术】
[0003]对于国内迅速发展中的大城市而言，社会、经济的发展带动了交通出行、信息通讯等基础联通网络的发展。经济的发展吸引了越来越多的人口向城市聚集，城市规模和面积不断扩大，交通出行的需求和数量迅猛增加，紧接着道路网络结构向“大范围”、“多层次”、“多模式”发展。在这种复杂的交通环境下，交通拥堵问题必然发生且严重影响了正常的交通出行。城市结构的复杂化发展必然引起交通拥堵的复杂化。城市交通运行状态是一个呈时空变化的、动态的复杂变量，城市道路网是城市综合交通体系中最为重要的基础设施，是多种交通方式的运行载体。道路网运行状况不仅客观反映道路系统自身承载能力、运行效率和决定承载能力 与效率的各种相关因素间交互作用关系，而且也在一定程度上客观地反映了城市交通供需平衡状况、城市交通方式构成的合宜程度以及与综合交通体系整体运行相关的规划决策和运行管理水平。因此，对道路网系统实时运行状况的动态评价和诊断无疑是城市综合交通体系规划、建设与运行管理不可或缺的重要基础依据和前提条件。
[0004]城市道路网是一个具有高度开放性的复杂巨系统，运行中受多种无约定和难以预知的人为因素以及自然因素干预影响，系统运行经常处于非稳定状态。对于这样一个复杂的非稳定系统进行整体实时动态评价是当今国内外尚未完全解决的难题。
[0005]迄今国内外仍在普遍应用的道路网运行评价方法，都是基于道路断面通行能力(C)和实际负荷流量(V)这两个基础数据。所依据的基本理论要点是:对于给定的道路和节点，其通行能力是个不变的常数，决定它们运行状况(水平)的是负荷量(流量)与通行能力之比值(即负荷度ν/c)。这里称之为“负荷度评价”。
[0006]长期以来，人们既把负荷度评价理论方法用于道路或交叉口规划设计阶段的承载能力与服务水平的静态评估，也把它用于道路或交叉口实时运行动态分析。不仅如此，人们把这种本来只用于单一路段或节点做静态负荷评价的理论方法搬用到路网系统实时动态评价。
[0007]现有的负荷度评价理论方法的主要局限性在于以下几点:
[0008]I)以负荷度评价理论方法建立的静态分析模型中，流量的增长是不受通行能力约束的，因此常常会出现V/C3 I的评估结果。事实上，由于路网运行中递延传导效应，任何一个断面的流量(V)都受通行能力的约束，并会随通行能力(C)的变化而变化，始终不会出现ν/C≤1的情况。
[0009]2)负荷度评价理论方法用于路网整体评价时，未考虑不同功能和技术等级的道路对路网整体运行水平所发挥作用的差异，也未考虑它们之间的交互制约动态关联性。因此，只能给出在一个设定的出行O-D需求条件下，每条道路(路段)的负荷度(V/C)评估数值，无法给出路网整体运行水平评估指标。
[0010]3)负荷度评价方法无法反映路网运行中的随机波动状况。在不同的流态状况下，负荷度(ν/C)与道路实际运行效率(畅通程度)的对应关系是有差异的。与流量或负荷度相比较，行程车速对道路畅通度更为敏感，也能更加真实地反映道路运行动态。在自由流和非稳定(紊乱)流两种状态下，车流运行速度离散程度都很高。换言之，在这两种状况下，对应于同一负荷度(ν/C)值，实际运行随机波动性幅度很大，负荷度评价无法真实反映这一状况。
[0011]4)负荷度评价所依据的道路断面流量(V)数据，无论选取的断面间隔多密，在空间上仍然是不连续的。在数据采集的实际工作中，受设备投资等客观条件制约，流量数据的实时采集对于整个路网的覆盖率更是很难满足路网实时整体动态评价需要。鉴于前面述及的路网运行特性，路网整体运行动态评价无疑要求基础数据能够在时间与空间上均连续、无盲区。不仅如此，作为路网运行状态实时评价，现有宏观静态分析模型以出行OD历史数据为基础依据的负荷度评价也是不适用的。
[0012]综上所述，负荷度评价理论方法不能真实反映路网运行的实时动态特性，虽仍可用于单一道路或节点服务水平的静态评估，但却不适用于路网整体动态评价。
【发明内容】
[0013]为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于车辆行程数据的道路网运行评价方法。本发明方法可提供实时动态运行评价。
[0014]为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案:
[0015]基于车辆行程数据的道路网运行评价方法，包括如下步骤:
[0016]a.以一定的时间段为统计间隔，获取统计间隔内道路网中每一路段的区间平均速度；
[0017]b.划分不同等级道路的各交通运行等级的速度阈值；
[0018]c.根据路段所属道路等级及其区间平均速度确定每一路段在所述统计间隔内的交通运行等级；
[0019]d.通过各路段在统计间隔内的平均车道流量、车道数和路段长度，三者相乘得到路段车公里数，不同等级道路路段车公里数相加获得不同等级道路的总车公里数；
[0020]e.分别统计不同等级道路在不同交通运行等级下的道路里程及其占该等级道路总里程的比例；
[0021]f.将同一交通运行等级下的不同等级道路的道路里程占各自等级道路总里程的比例用各自等级道路的车公里数进行加权平均，得到整个路网中该交通运行等级下的道路的道路里程占路网总里程的比例。
[0022]进一步，如上所述的基于车辆行程数据的道路网运行评价方法，通过下式I计算交通运行指数，
【权利要求】
1.基于车辆行程数据的道路网运行评价方法，其特征在于，包括如下步骤: a.以一定的时间段为统计间隔，获取统计间隔内道路网中每一路段的区间平均速度； b.划分不同等级道路的各交通运行等级的速度阈值； c.根据路段所属道路等级及其区间平均速度确定每一路段在所述统计间隔内的交通运行等级； d.选出交通运行等级属于拥堵级别的路段，统计得到日拥堵路段、周拥堵路段、月拥堵路段和年拥堵路段的数量和比例，其中日拥堵路段是早、晚高峰时段内，拥堵持续时间分别超过早晚高峰时段50%的路段；周拥堵路段是该周工作日内统计为日拥堵路段的频次至少为4的路段；月拥堵路段是该月工作日内作为日拥堵路段次数达到该月工作日天数的60%的路段；年拥堵路段是该年工作日内作为日拥堵路段次数超过该年工作日天数的50%的路段。
2.根据权利要求1所述的基于车辆行程数据的道路网运行评价方法，其特征在于，划分不同等级道路区间平均速度对应不同交通运行等级的速度阈值通过下述方法中的一种或多种相结合的方式获得: 1)取至少一周路网所包含所有路段的区间平均速度样本，按照不同道路等级分别画出处于不同速度区间的样本出现频数，并画出累积曲线，寻找85%，50%，30%，15%分位数，对应的速度值为划分畅通和基本畅通、基本畅通和轻度拥堵、轻度拥堵和中度拥堵、中度拥堵和严重拥堵的五个交通运行等级的阈值； 2)利用美国通行能力手册(HCM)的服务水平划分标准验证，HCM中定义了A、B、C、D、E、F六种服务水平，以A级服务水平为自由流状态，对应于自由流速度，则B至F级服务水平分别为道路运行速度到达自由流速度的70 %、50 %、40 %、25 %，对应本发明中所定义的畅通、基本畅通、轻度拥堵、中度拥堵和严重拥堵，按照我国的《城市道路交通规划设计规范(GB50220-95)》规定快速路、主干路、次干路和支路对应的自由流速度分别为80公里/小时、60公里/小时和40公里/小时，计算得到速度对应不同交通运行等级的阈值； 3)基于跟车调查采集的每分钟记录的拥堵感知数据，分别针对快速路、主干路、次干路和支路的不同等级拥堵感知对应的速度区间进行概率分析，将两相邻拥堵感受速度概率分布曲线相交的点对应的速度值确定为相邻运行等级的速度阈值。
3.基于车辆行程数据的道路网运行评价方法，其特征在于，包括如下步骤: a.以一定的时间段为统计间隔，获取统计间隔内道路网中每一路段的区间平均速度； b.计算每一路段的平均行程速率，所述平均行程速率为车辆行驶单位里程所消耗的时间，单位为小时/公里，由平均速度取倒数得到。
【文档编号】G08G1/052GK103956050SQ201410183621
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年9月6日 优先权日:2012年9月6日
【发明者】高永 , 孙建平, 郭继孚, 温慧敏, 扈中伟, 张溪 申请人:北京交通发展研究中心