道路應急疏散能力指標體系的計算方法及系統的製作方法

2023-06-14 18:46:01 2

W為日常交通狀態下，道路的暢通可靠度。n(t){los(i)G(A、B、C、D)}為30個統計天數內道路在i時刻的處於暢通的次該指標與道路交通服務水平相關，假設道路單元運營狀態(道路或交叉口)只有暢通和不暢通兩種狀態，這裡定義道路服務水平等級為A、B、C、D為暢通道路。&(t)——突發事件時t時刻道路i的暢通可靠度；fri(t)——正常路況下t時刻道路i的暢通可靠度；los(i)——道路i服務水平等級；"—突發事件時的調整參數；1——連接道路與突發事件之間的距離(km)。通常情況下，los可以視情況，取速度、流量、密度、佔有率等指標或這些指標的組合。在本發明中是採用速度、流量、佔有率的綜合指標來評價道路交通狀態。用第一種方法求解道路暢通可靠度。由於第一種方法中參數固定化，不利於其他城市的參考應用。若數據充足建議使用第二種方法，從道路暢通的概率角度，評價道路的暢通可靠度。3)行程時間可靠度該指標的計算方法引自徐良《交通運輸網絡可靠性研究分析》。計算公式r。(x。^p(a、)S^O，其中，ra(xa)為道路a上的行程時間可靠度；xa為道路的實際交通流量；ta°為理想狀況下的道路的a的自由行駛時間AC=la為道路a的長度，v。為自由流速度，快速路一般取80km/h，主幹路一般取60km/h;ea為道路a的阻塞係數ea>l，道路阻塞係數是動態浮動變化的，它與單位時間內某個道路道路交通負荷直接聯繫，這裡用道路的服務水平來界定ea的取值由歷史數據分析得到。表3服務水平等級劃分8服務水平ABCDEF等級9a(1，1.2)(1.2，1.5)(1.5，2.0)(2.0，3.8)(3.8，4.6)(4.6，6.5)本發明從歷史數據平均得到9a對應與服務水平等級ABCDEF，分別取1.15，1.30，1.75，3.10，4.30，5.80。即:表4參數取值對應表服務水平等級ABCDEF1.151.301.653.104.305.80、11.1891.4431.9342.1662.378以BPR函數作為道路出行時間函數，即，"x")=《[l+其中，a禾Pp為BPR函數的參數，一般a=0.15，P=4.0，ca為道路a的通行能力。則可以得到行程時間可靠度^》p[c。h。/(^Z1)》]由於道路通行能力是一個隨機變量，它必然要服從某種概率分布，這種分布可以通過歷史統計資料得到。道路的流量是隨機變化的，所以不妨假定各道路流量的變化是相互獨立的，且可以認為是連續的，通過對北京市城市道路的高峰小時流量的分析，實時交通流量需求V符合正態分布，而實際通行能力ca作為一隨機變量，它的分布初步假定同樣符合正態分布。通過歷史數據分析得到，其特徵值P(均值)大小即P=3550，標準差o=1446。ca服從正態分布即caN(3550，14462)，令r"=(^!)=(^^)4將其標"or0.15準化為Ca=(ca-3550)/1446N(O，l)在實際運算過程中，xa為截面交通流量，則^)=^&A"]=1-①((王"-3550),446)4)道路負荷裕度指標的含義及計算方法如下給出道路負荷度的定義道路負荷度為某一時刻道路按空間分布的交通參數與最大實際交通流參數的比值。進而，給出道路負荷裕度定義為道路某剩餘交通流參數與道路實際最大交通流比值。道路負荷度計算公式為g,W=，So其中，gi(t)為t時刻道路i的空間負荷度；bi(t)-t時刻道路i的實際交通流參數；ei。-道路i的實際最大交通流參數。b，e可以用密度、佔有率、流率、速度等指標或這些指標的組合，以及道路特性參數表示。(1)當b和e採用密度指標時，該指標的計算公式如下bi(t)=aiDi(t)e,0=max",其中，ai為道路i的道路特性參數，一般來說，是指道路的幾何特性參數A(t)為道路i在t時刻的密度。(2)當b和e採用時間佔有率指標時，該指標的計算公式如下bi(t)=ai&(t)e,0=max,'7;(0其中，ai為該道路的道路特性參數。Tjt)道路i在t時刻的時間佔有率。(3)當b和e採用空間佔有率指標時，該指標的計算公式如下bi(t)=aiSi(t)e,o=max",-5",0)其中，ai為該道路的道路特性參數。Sjt)道路i在t時刻的空間佔有率。(4)當b和e採用流率指標時，該指標的計算公式如下巧(a當交通流處於非阻塞狀態時max(巧O))_巧(0，當交通流處於阻塞狀態時、/——GOe,O)-max(巧O))其中，Fjt)道路i在t時刻的空間佔有率。(5)當b和e採用速度指標時，該指標的計算公式如下6")max(7'0))—K0)e,其中，Vjt)道路i在t時刻的空間佔有率。下面根據道路負荷度給出道路負荷裕度計算公式g,'(0=l-g,(0=l-fe/0，其中，g'i(t)-道路負荷裕度；在本發明中，b和e取當前時間佔有率和實際最大時間佔有率即l，是從時間角度衡量道路的應急承載能力；另一種取當前流量與實際最大通行能力，從道路剩餘承載空間的角度衡量道路的應急疏散通行能力。即g'u(t)=l-gn(t)=l-0CCi(t)，g;2w=i-g,2w=i-虛下面，基於上述方法，給出一個具體實例，該實例結合時間負荷裕度和空間負荷裕度對採集的各個道路的交通數據進行應急疏散能力的評價。首先，從微波檢測器檢測到的實際真實的交通流數據-速度、流量、時間佔有率著手，保證評價指標值的客觀性。然後，選定一定的區域，提取2009年4月14日的早6:00-20:00的數據並進行預處理。選擇時間定為周二(非周末及節假日)時間，檢測器檢測時間間隔為2min。由於在實際檢測過程中，會出現數據失真的情況，所以要剔除部分不穩定、不可靠、重複的數據，如速度大於120km/h(因為快速路的設計暢通自由流速度為80km/h)，佔有率大於1的數據等等。隨機選取150條道路，從資料庫中共提取65540條數據，根據以上條件處理後，挑選用於分析的數據共60000條。選定基礎數據後，應用指標運算公式算得各道路的評價指標值，部分數據結果如表5所示表5應急疏散能力指標體系數據示例11tableseeoriginaldocumentpage12tableseeoriginaldocumentpage13其中timeO表示時間負荷裕度；free為暢通可靠度；travel為行程時間可靠度；space為空間負荷裕度；L0S為日常狀態下的道路交通服務水平。道路應急疏散能力指標體系的計算系統實施例參照圖3，圖3為根據本發明道路應急疏散能力指標體系的計算系統實施例的結構框圖，道路應急疏散能力評價系統30包括基本參數獲取模塊310，用於通過微波檢測器檢測獲取所述道路實際速度、道路實際流量、時間佔有率。統計參數獲取模塊320，用於依據道路實際流量、所述時間佔有率，獲取所述道路的暢通可靠度、行程時間可靠度、負荷裕度。其中，所述統計參數獲取模塊中，所述負荷裕度為所述道路剩餘交通流與道路最大交通流比值；所述道路剩餘交通流為所述道路最大交通流與所述道路實際流量之差。並且，負荷裕度包括時間負荷裕度和空間負荷裕度。時間負荷裕度用於從時間角度衡量所述道路的應急承載能力，具體為g'Jt)=l-OCC(t)。其中，g'Jt)為所述道路在t時刻的時間負荷裕度，occ(t)為所述通過微波檢測器檢測獲取的所述時間佔有率。空間負荷裕度用於從剩餘承載空間的角度衡量所述道路的應急疏散通行能力，具體為g;(0=i-」其中，g'2a)為所述道路在t時刻的空間負荷裕度，v(t)為道路在t時刻的實際流量，c為所述道路的最大實際通行能力以上對本發明所提供的一種道路應急疏散能力指標體系的計算方法及系統進行了介紹，道路應急疏散能力評價系統與對應的方法的原理相似，相關之處可以互相參照。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。1權利要求一種道路應急疏散能力指標體系的計算方法，其特徵在於，包括如下步驟基本參數獲取步驟，通過微波檢測器檢測獲取所述道路實際速度、道路實際流量、時間佔有率；統計參數獲取步驟，依據所述道路實際流量、所述時間佔有率，獲取所述道路的暢通可靠度、行程時間可靠度、負荷裕度；其中，所述負荷裕度為所述道路剩餘交通流與道路最大交通流比值；所述道路剩餘交通流為所述道路最大交通流與所述道路實際流量之差。2.根據權利要求1所述的道路應急疏散能力指標體系的計算方法，其特徵在於，所述負荷裕度包括時間負荷裕度，用於從時間角度衡量所述道路的應急承載能力，具體為gl(t)=l-OCC(t)其中，gjt)為所述道路在t時刻的時間負荷裕度，occ(t)為所述通過微波檢測器檢測獲取的所述時間佔有率。3.根據權利要求2所述的道路應急疏散能力指標體系的計算方法，其特徵在於，所述負荷裕度還包括空間負荷裕度，用於從剩餘承載空間的角度衡量所述道路的應急疏散通行能力，具體為其中，g2(t)為所述道路在t時刻的空間負荷裕度，v(t)為道路在t時刻的實際流量，c為所述道路的最大實際通行能力。4.一種道路應急疏散能力指標體系的計算系統，其特徵在於，包括基本參數獲取模塊，用於通過微波檢測器檢測獲取所述道路實際速度、道路實際流量、時間佔有率；統計參數獲取模塊，用於依據所述道路實際流量、所述時間佔有率，獲取所述道路的暢通可靠度、行程時間可靠度、負荷裕度；其中，所述統計參數獲取模塊中，所述負荷裕度為所述道路剩餘交通流與道路最大交通流比值；所述道路剩餘交通流為所述道路最大交通流與所述道路實際流量之差。5.根據權利要求4所述的道路應急疏散能力指標體系的計算系統，其特徵在於，所述負荷裕度包括時間負荷裕度，用於從時間角度衡量所述道路的應急承載能力，具體為g'Jt)=l-occ(t)其中，g'Jt)為所述道路在t時刻的時間負荷裕度，occ(t)為所述通過微波檢測器檢測獲取的所述時間佔有率。6.根據權利要求5所述的道路應急疏散能力指標體系的計算系統，其特徵在於，所述負荷裕度還包括空間負荷裕度，用於從剩餘承載空間的角度衡量所述道路的應急疏散通行能力，具體為,,、■<v(Oc其中，g'2(t)為所述道路在t時刻的空間負荷裕度，v(t)為道路在t時刻的實際流量，c為所述道路的最大實際通行能力。全文摘要本發明公開一種道路應急疏散能力指標體系的計算方法及系統，該方法包括通過微波檢測器檢測獲取所述道路實際速度、道路實際流量、時間佔有率；依據所述道路實際流量、所述時間佔有率，獲取所述道路的暢通可靠度、行程時間可靠度、負荷裕度。通過上述步驟，採用速度、暢通可靠度、行程時間可靠度、負荷裕度等參數對道路的應急疏散能力進行評價。通過本發明，可以使交管人員知悉道路資源在空間上的利用率，及時準確的掌握道路還能夠分擔的交通量，對突發事件救援、指揮、疏導有重要的指導意義。文檔編號G08G1/00GK101706993SQ20091023586公開日2010年5月12日申請日期2009年10月28日優先權日2009年10月28日發明者張新媛,李晨曦,江偉,秦勇,董宏輝,裴賀蕊,賈利民,邢宗義,高軍偉申請人:北京交通大學