进出口 0D组合（S[i]，S[j]);
[0119] a4)计算该0D之间的最短路径，最短路径包含若干原子路段；
[0120] a5)最短路径中各原子路段的动态路段重要性均加1 ;
[0121] a6)遍历所有收费记录，得到各原子路段的初始动态路段重要性；
[0122] b)对各原子路段的初始动态路段重要性进行归一化处理，得到各原子路段的动态 路段重要性；具体通过式2进行归一化处理：
[0123]
[0124] 式2中，d,代表的是路段j的初始动态重要性，n代表当前道路包含的原子路段数 量；山代表当前道路包含的每条原子路段的初始动态重要性。
[0125] c)计算得到道路拥堵指数；
[0126] 道路拥堵指数通过原子路段基本路况参数的加权和得到，形式化表示如式21 :
[0127]
[0128] 式21中，W]代表的是路段j的动态路段重要性；CI,代表路段j的拥堵指数；CIR 代表道路R的拥堵指数；道路R包括j条原子路段。
[0129] 3)计算全路网拥堵指数：
[0130] a)计算路网中各条道路的动态路段重要性，得到道路k的初始动态重要性dA;
[0131] 道路的动态路段重要性的计算方法与步骤2)中计算各原子路段的动态路段重要 性的方法类似，方法流程如图4所示，计算道路的动态路段重要性，具体将同一道路的各原 子路段的初始动态路段重要性进行累加，得到该道路的初始动态重要性；
[0132] b)对道路的初始动态重要性进行归一化处理，得到各道路的动态路段重要性；具 体通过式22进行归一化处理：
[0133]
[0134] 式22中，^代表归一化处理后得到的道路k的动态重要性；dA代表道路k的初 始动态重要性；cU代表的是道路m的初始动态重要性，R代表当前路网包含的道路数量。
[0135]c)计算得到全路网的拥堵指数；
[0136] 全路网的拥堵指数通过对道路拥堵指数的加权和得到，形式化表示如式23 :
[0137]
[0138] 式23中，路网N包括R条道路；CIN代表全路网的拥堵指数;代表的是道路m的 动态重要性；表道路m的拥堵指数。
[0139] 下面通过实例对本发明作进一步说明。
[0140] 假定一条收费记录显示该车在T1时刻从A站点驶入高速路网，在T2时刻从B站 点驶出高速路网，站点A、B之间的最短路径包含两条原子路段m、n，长度分别为Ll、L2,则 该车行驶的平均速度，在两条原子路段上的行驶时间分别为％ =f和t2 =f:，则 我们认为该车在T1时刻至Tl+h时刻在路段m上，在Tl+ti时刻至T2时刻在路段n上，遍 历所有收费记录，就可以得到各个原子路段在不同时刻的瞬时车辆数，即保有量（保有量 的计算流程如图2所示）。
[0141] 假定一条道路A包含两条原子路段Al、A2,在tl时刻其保有量分别为vl、v2,其 流量分别为ql、q2,原子路段A1、A2的车道数分别为C1、C2,原子路段A1、A2的长度分别为 LUL2 ；
[0142] 则有原子路段A1的路段重要性为M ，路况参数为％ 原子路段 A2的路段重要性为咚=$，路况参数为燈2 = 道路A的拥堵指数为路况参数为 CIA=ClfWi+CI，％。
[0143] 假定一个高速路网N包含两条道路A、B，在tl时刻其流量分别为qA、qB，拥堵指数 分别为CIjPCIB。 <3 A Q r
[0144] 则有道路A的路段重要性为戰，道路B的路段重要性为_ 全路 网N的拥堵指数为CIN=ClA-WA+CIB*WB。
[0145] 需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技 术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是 可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求 书界定的范围为准。
【主权项】
1. 一种高速公路拥堵指数的获取方法，该方法通过定义并计算路况参数作为表征原子 路段路况的拥堵指数；通过计算道路中各原子路段的动态路段重要性，计算得到道路拥堵 指数；再通过计算路网中各条道路的动态路段重要性，计算得到全路网的拥堵指数，具体包 括如下步骤： 1) 计算得到各原子路段的路况参数，作为原子路段的拥堵指数，具体执行如下操作： a) 通过交通流平均速度反演计算得到各原子路段的保有量； b) 计算得到各原子路段的路况参数；所述路况参数是在单位时空窗口内，所有通过的 车辆其旅行时间之和，通过式1表示：式1中，CI一原子路段的路况参数；Q-路段平均流率；C一车道数；h-第i辆车通过 单位时空窗口的时间；At-时空窗口时间；AL-时空窗口长度； 2) 计算得到道路拥堵指数，具体执行如下操作： a) 计算得到道路中各原子路段的初始动态路段重要性； b) 对各原子路段的初始动态路段重要性进行归一化处理，得到各原子路段的动态路段 重要性； c) 将所述各原子路段的动态路段重要性作为权重，通过原子路段的路况参数的加权和 计算得到道路拥堵指数； 3) 计算得到全路网拥堵指数，具体执行如下操作： a) 计算路网中各条道路的初始动态路段重要性； b) 对道路的初始动态路段重要性进行归一化处理，得到各道路的动态路段重要性； c) 将各道路的动态路段重要性作为权重，通过对道路拥堵指数进行加权和计算得到全 路网的拥堵指数。2. 如权利要求1所述高速公路拥堵指数的获取方法，其特征是，步骤1)中的a)通过交 通流平均速度反演计算得到各原子路段的保有量，具体流程包括： al)收集所有的收费记录； a2)针对其中一条收费记录，执行如下操作：计算得到最短路径；计算得到总的旅行时 间；计算得到在最短路径上的平均速度；计算该最短路径中的各原子路段的旅行时间；相 应时间段该原子路段的保有量加1 ; a3)遍历所有收费记录，执行步骤a2)中的操作； a4)得到各原子路段的保有量。3. 如权利要求1所述高速公路拥堵指数的获取方法，其特征是，步骤1)中所述路况参 数近似等于车流密度；所述车流密度通过所述路段保有量和路段长度与车道数量乘积的比 值得到。4. 如权利要求1所述高速公路拥堵指数的获取方法，其特征是，步骤2)中的步骤a)计 算得到道路中各原子路段的初始动态路段重要性，具体流程包括： al)初始所有原子路段的动态路段重要性均设为0 ; a2)获取指定时间段所有收费记录； 针对任一条收费记录，执行如下操作a3)~a5): a3)获取该记录的进出口 0D组合（S[i]，S[j]); a4)计算该OD之间的最短路径，最短路径包含若干原子路段； a5)最短路径中各原子路段的动态路段重要性均加1 ; a6)遍历所有收费记录，得到各原子路段的初始动态路段重要性。5. 如权利要求1所述高速公路拥堵指数的获取方法，其特征是，步骤2)中的步骤b)具 体通过式2进行归一化处理：式2中，W]为原子路段j的动态路段重要性；d,代表路段j的初始动态重要性，n代表 当前道路包含的原子路段数量；山代表当前道路包含的每条原子路段的初始动态重要性。6. 如权利要求1所述高速公路拥堵指数的获取方法，其特征是，步骤3)中的步骤a)计 算道路的初始动态路段重要性，具体将同一道路的各原子路段的初始动态路段重要性进行 累加，得到该道路的初始动态重要性。
【专利摘要】本发明公布了一种高速公路拥堵指数的获取方法，该方法通过定义并计算路况参数作为表征原子路段路况的拥堵指数；通过计算道路中各原子路段的动态路段重要性，计算得到道路拥堵指数；再通过计算路网中各条道路的动态路段重要性，计算得到全路网的拥堵指数。路况参数近似等于车流密度；车流密度通过路段保有量和路段长度与车道数量乘积的比值得到；保有量通过交通流平均速度反演计算得到。本发明计算直接简单，能够系统而又分层次地量化路况和刻画拥堵，反映高速路网的运行情况，可为交通管理者提供决策支持，为出行者提供出行参考，缓解或减少高速公路拥堵，节约社会成本。
【IPC分类】G08G1/01
【公开号】CN105023434
【申请号】CN201510388551
【发明人】谢昆青, 马晓伟, 谢尘, 蒋红涛, 张继东, 谢昆良
【申请人】信融源大数据科技(北京)有限公司, 北京大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月3日