CN101667339B - 基于实测的城市道路区域交通服务水平建模***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了城市道路区域交通服务水平的测量和辨识技术领域中的一种基于实测的城市道路区域交通服务水平建模***及方法。技术方案是，本地交通流参数记录仪，记录下现场所测量到的各种交通参数；经过评价处理后形成微观服务水平的评价结果；指标建模平台管理设定的城市道路服务水平指标体系，给出微观、中观和宏观的计算公式；城市道路交通服务水平指标计算中，计算微观、中观、宏观反映的交通状态，提供交通管理的决策支持信息。本发明提出的基于实测的城市道路区域交通服务水平建模***和方法为指导城市道路交通管理和控制提供了依据。

Description

基于实测的城市道路区域交通服务水平建模***和方法

技术领域

本发明属于城市道路区域交通服务水平的测量和辨识技术领域，尤其涉及一种基于实测的城市道路区域交通服务水平建模***和方法。

背景技术

传统的交通状态评价是以微观数据采集与监视***为重点，关注的微观交通状态，如路段、交叉口等，缺乏对于区域交通***的动态状态监测和服务水平评价。目前，交通管理***主要采用线圈或微波等监测手段，获得流量、速度和占有率等参数，但其不足在于监测量单一，涵盖范围小，仅涉及微观区域，忽略了在中观和宏观层面上的区域交通状态，往往造成对某些微观区域的交通拥堵发生的机理和过程认识不清，影响交通***管理控制措施的确定和实施。另外，城市内部区域交通***之间是相互作用、紧密耦合的整体，协调运行对宏观***稳定非常重要，在研究交通***协调性问题时必须综合考虑城市交通区域的相互影响，也就是要对城市道路的服务水平进行评价。通过对区域交通服务水平建模的分析，形成评价一个城市道路交通的服务水平状况的定性描述和定量分析。通过这一度量标尺去测量一个城市道路交通的服务水平状况，进而回答这些热点问题：这个城市的道路交通服务水平现状与发展态势如何？城市内各行政区域的交通服务水平如何？与国内国际其他城市进行比较这个城市的交通服务水平所处的位置在哪里？从而为交通管理在增强或提升城市的道路交通服务水平决策中提供依据，这是开展城市道路交通服务水平评价的目的和意义所在。考虑城市区域交通状态的动态耦合性，综合监测区域交通状态的动态参数，构建区域交通服务水平评价***，国内外还没有相关的研究；并且现代城市道路基础设施的大规模建设，区域交通状态的科学监测和评价对交通管理的影响日益增强。因此，建立切合实际的城市道路交通区域服务水平评价方法具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于实测的城市道路区域交通服务水平建模***和方法，通过对城市道路交通流数据的采集和分析，得到城市道路交通服务水平的动态特性模型，为指导城市道路交通管理和控制提供依据。

本发明的技术方案是，一种基于实测的城市道路区域交通服务水平建模***，其特征在于，所述***包括：本地交通流参数记录仪、数据综合共享平台、指标建模平台、指标计算软件***四个模块；

所述本地交通流参数记录仪包括触摸显示屏、工控主机和数据采集箱；其中，数据采集箱内部包括数据收集板、通讯处理板、***管理板、GPS时间板；触摸显示屏用于设定启动时间，显示实时测量数据；

所述数据综合共享平台实现网络中传过来的各种交通流参数的文件管理，和实时数据的显示；

所述指标计算软件***根据城市道路交通服务水平指标体系中的微观、中观、宏观的计算公式，计算微观、中观和宏观的区域交通服务水平评价结果；

所述指标建模平台根据区域交通服务水平的评价结果，提供交通管理的决策支持信息。

一种基于实测的城市道路区域交通服务水平建模方法，其特征是所述方法是：

本地交通流参数记录仪将分布在现场不同位置的各种交通参数采集器连接到本地机器，记录下现场所测量到的各种交通参数；

本地交通流参数记录仪经过评价处理后形成微观服务水平的评价结果；再通过网络数据线连接到数据综合共享平台，集中各个本地交通流参数记录仪的微观评价结果；

指标建模平台管理设定的城市道路服务水平指标体系，给出微观指标、中观指标和宏观指标的计算公式；

城市道路交通服务水平指标计算中，计算微观、中观、宏观反映的交通状态，提供交通管理的决策支持信息。

所述微观指标包括：微观交通态势、速度、微观交通速度态势、流量、微观交通流量态势、流率、微观交通流率态势、密度、微观交通密度态势、时间占有率、空间占有率、平均延误。

所述中观指标包括：路网畅通率、平均路段畅通率、路网拥堵率、平均路网拥堵率、空间负荷度、平均空间负荷度、空间负荷裕度、平均空间负荷裕度、空间负荷度变化率、平均空间负荷度变化率。

所述宏观指标包括：区域路网畅通率、区域路网平均畅通率、区域路网拥堵率、区域路网平均拥堵率、区域路网空间负荷度、区域路网平均空间负荷度、区域路网空间负荷裕度、区域路网平均空间负荷裕度、区域路网空间负荷度变化率、区域路网平均空间负荷度变化率。

本发明的效果在于，本发明提出的基于实测的城市道路区域交通服务水平建模***和方法为指导城市道路交通管理和控制提供了依据。

附图说明

图1是本发明基于实测的城市道路区域交通服务水平建模***结构图；

图2是本发明基于实测的城市道路区域交通服务水平模型实施过程图。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

图1是本发明基于实测的城市道路区域交通服务水平建模***结构图。图1中，本发明提出的基于实测的城市道路区域交通服务水平建模***包括：本地交通流参数记录仪、数据综合共享平台、指标建模平台、指标计算软件***四个模块。

本地交通流参数记录仪包括触摸显示屏、工控主机和数据采集箱；其中，数据采集箱内部包括数据收集板、通讯处理板、***管理板、GPS时间板；触摸显示屏用于设定启动时间，显示实时测量数据；

数据综合共享平台实现网络中传过来的各种交通流参数的文件管理，和实时数据的显示。

指标计算软件***根据城市道路交通服务水平指标体系中的微观、中观、宏观的计算公式，计算微观、中观和宏观的区域交通服务水平评价结果。

指标建模平台根据区域交通服务水平的评价结果，提供交通管理的决策支持信息。

本发明提出的基于实测的城市道路区域交通服务水平建模方法：

本地交通流参数记录仪将分布在现场不同位置的各种交通参数采集器连接到本地机器，记录下现场所测量到的各种交通参数；本地交通流参数记录仪经过评价处理后形成微观服务水平的评价结果；再通过网络数据线连接到数据综合共享平台，集中各个本地交通流参数记录仪的微观评价结果；指标建模平台管理设定的城市道路服务水平指标体系，给出微观指标、中观指标和宏观指标的计算公式；城市道路交通服务水平指标计算中，计算微观、中观、宏观反映的交通状态，提供交通管理的决策支持信息。

图2是本发明基于实测的城市道路区域交通服务水平模型实施过程图。图2中，在确定了评价区域后，根据区域本地交通流参数记录仪获得交通参数，并形成微观服务水平的评价结果，而后利用基于实测的城市道路区域交通服务水平模型给出微观指标、中观指标和宏观指标的计算公式；计算微观、中观、宏观指标，最后进行交通状态预测、指标计算结果展示以及评价结果的保存。上述微观指标、中观指标和宏观指标，具体是：

(1)微观指标包括：

(101)微观交通态势

微观交通态势是指，交通流状态的各微观指标在单位时间内的变化量。该指标是衡量微观层面交通状态单位时间变化趋势的重要指标。其实际意义在于，交通管理部门可以通过交通态势指标，在交通拥堵发生前，做出判断，并及时采取交通措施，避免严重拥堵的发生。

计算公式为： $\mathrm{\Δi}=\frac{i(t+\mathrm{\Δt})-i\left(t\right)}{\mathrm{\Δt}};$

其中，Δi为微观交通态势，i(t)在t时刻某断面或某段距离的微观指标量。

(102)速度

速度是指，特定时间内，通过某一检测点的所有车辆速度的平均值。用单位时间通过的距离表示，单位：km/h或m/s。速度是用来评价微观交通状态，衡量道路的通畅程度的重要指标，也是反映交通管理工作效果的有效指标。

计算公式为： $S=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{\Δx}}{{\mathrm{\Δt}}_i}}{n};$

其中，S代表速度；Δx代表距离；Δt_i代表第i辆车通过该距离所用的时间。

(103)微观交通速度态势

微观交通速度态势是指，速度在单位时间内的变化量。该指标是描述速度的变化快慢，用于评价道路交通状态的变化趋势，是衡量交通管理工作效果的有效指标。

计算公式为： $\mathrm{\ΔS}=\frac{S(t+\mathrm{\Δt})-S\left(t\right)}{\mathrm{\Δt}};$

其中，ΔS代表微观交通速度态势；S(t)代表t时刻车道或道路某点的速度。当ΔS＜0时，速度呈减小的变化趋势，且数值越小，减小的变化趋势越强烈；当ΔS＞0时，速度呈增大的变化趋势，且数值越大，增大的变化趋势越明显。ΔS＝0速度趋于稳定。

(104)流量

流量是指，一定时间内，通过道路某一断面的车辆数，单位：辆/h。流量又称交通量，是描述道路交通状态的基本量，反映道路交通的拥挤程度。

计算公式为：v＝n；

其中，v代表流量；n代表一定时间内通过的车辆数。

(105)微观交通流量态势

微观交通流量态势是指，流量在单位时间内的变化量，单位：辆/h。该指标描述交通流量的变化快慢，可用于预测交通服务水平的变化趋势。

计算公式： $\mathrm{\Δv}=\frac{v(t+\mathrm{\Δt})-v\left(t\right)}{\mathrm{\Δt}};$

其中，Δv代表微观交通流量态势；v(t)代表在t时刻车道或道路某点的流量。当Δv＜0时，流量呈减小的变化趋势，且数值越小，减小的变化趋势越强烈；当Δv＞0时，流量呈增大的变化趋势，且数值越大，增大的变化趋势越明显。Δv＝0流量趋于稳定。

(106)流率

流率是指，通过某一车道或道路某一断面的当量小时车辆数，单位：辆/h。该指标可以用来描述道路上交通流的状态，可用于评价道路交通流的饱和程度，可以直接反映道路的负荷情况，是交通管理的重要参考。

计算公式为： $f=\frac{v}{t};$

其中，f代表流率；v代表流量；t代表小时。

(107)微观交通流率态势

微观交通流率态势是指，流率在单位时间内的变化量。该指标是描述交通流率变化的快慢，可用于预测交通流率的变化趋势。

计算公式为： $\mathrm{\Δf}=\frac{f(t+\mathrm{\Δt})-f\left(t\right)}{\mathrm{\Δt}};$

Δf代表微观交通流率态势；f(t)代表t时刻车道或道路某点的流率。当Δf＜0时，流率呈减小的变化趋势，且数值越小，减小的变化趋势越强烈；当Δf＞0时，流率呈增大的变化趋势，且数值越大，增大的变化趋势越明显。Δf＝0流率趋于稳定。

(108)密度

密度是指，在单位长度的车道上，某一时刻的车辆数，单位：辆/(km·车道)。密度是描述道路拥挤程度的指标，反映车辆在道路上的空间分布状况，是道路负荷程度的一种度量。

计算公式： $d=\frac{f}{s}=\frac{v}{s\×t};$

其中，d代表密度；f代表流率；v代表流量；t代表小时；s代表速度。

(109)微观交通密度态势

微观交通密度态势是指，密度在单位时间内的变化量。单位：辆/(km·车道·h)。该指标描述交通流密度的变化快慢，可用于预测交通流密度的变化趋势。

计算公式为： $\mathrm{\Δd}=\frac{d(t+\mathrm{\Δt})-d\left(t\right)}{\mathrm{\Δt}};$

其中，Δd为微观交通密度态势；d(t)为在t时刻车道或道路某点的密度。当Δd＜0时，密度呈减小的变化趋势，且数值越小，减小的变化趋势越强烈；当Δd＞0时，密度呈增大的变化趋势，且数值越大，增大的变化趋势越明显。Δd＝0密度趋于稳定。

(110)时间占有率

时间占有率是指，在道路的观测断面上，有车辆通过检测器的时间累计值与观测时间的比值。该指标用来描述车辆占用道路断面的时间比例，通常用百分比表示，作为一个易于检测的指标，经常用来推算交通密度等其他交通指标。

计算公式为： $R_t=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{t}_i}{T}\×100\%;$

其中，R_t代表时间占有率；t_i代表第i辆车通过检测器所用的时间；T代表观测时间；n代表在观测时间内通过检测器的车辆数。

(111)空间占有率

空间占有率是指，在观测路段上，所有车辆长度之和与路段总长度的比值。该指标描述路段的拥挤程度，通常用百分比表示，直接反映路段的负荷情况。

计算公式为： $R_s=\frac{1}{L}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{l}_i\×100\%;$

其中，R_s为空间占有率；l_i为观测路段中第i辆车的长度；L为观测路段的总长度；N为该路段的车辆数。

(112)平均延误。

平均延误是指，由于道路和环境条件、交通干扰以及交通管理与控制等因素所引起的旅行时间的延长，单位：s/辆。该指标描述车辆通过交叉口的难易程度，直接反映交叉口的拥挤状态，可作为评价交叉口服务水平的重要参考依据。

计算公式为： $\mathrm{delay}=\frac{0.5C{(1-\frac{g}{C})}^2}{1-\left[\min (1,X)\frac{g}{C}\right]}$

其中，delay为均匀控制延误；C为信号周期长；g为信号周期的有效绿灯时间；X为v/c的值。

(2)中观指标以路段、交叉口检测器获得交通状态数据为依据，通过微观指标综合计算得到，反映交通区域的交通服务水平。包括：

(201)路网畅通率

路网畅通率是指，指定区域内，某一时刻路段服务水平处于畅通等级的路段数量与该区域路网所包含的所有路段数量的比值。该指标描述了区域路网道路的通畅程度，是该区域交通总体状况的一个度量，其变化可以用于评价交通管理效果。

计算公式为： $R_f\left(T^o\right)=\frac{\mathrm{\Σ}{p}_i\left(\mathrm{\β}\right)}{N},$ $p_i\left(\mathrm{\β}\right)=\left\{\begin{array}{c}0,\mathrm{LOS}\left(\mathrm{\β}\right)\∈\{E,F\}\\ 1,\mathrm{LOS}\left(\mathrm{\β}\right)\∈\{A,B,C,D\}\end{array}\right.;$

其中，T^o为T^o时刻的交通量检测值由其代表的单元检测时段的检测值表示；R_f(T^o)为T^o时刻路网畅通率；β为反映路段交通状况任何度量指标；LOS(β)为由β决定的路段服务水平等级；p_i(β)为指定区域中服务水平处于LOS(β)级的第i条路段，来自微观评价结果；N为指定区域中所包含路段总数。

(202)平均路段畅通率

平均路段畅通率是指，指定区域内，某一时段路网畅通率的时间平均值。该指标描述了某一时间段内区域路网道路的平均通畅程度，是该区域某一时段交通总体状况的一个度量，可以用于评价交通管理效果。

计算公式为： $R_{f-\mathrm{average}}\left(T\right)=\frac{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{R}_f\left(T_i^o\right)}{N_T}$

其中，T为观测时间区间， $T=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{T}_i^o;$ R_f-average(T)为路网平均畅通率；R_f(T_i ^o)为T_i ^o时刻路网畅通率；N_T为T时间区间内所包T^o代表的单位检测时段的个数。

(203)路网拥堵率

路网拥堵率是指，指定区域内，某一时刻服务水平等级处于拥堵的路段数量与区域路网所包含的所有路段的数量的比值。该指标描述了区域路网的拥堵程度，是区域交通总体状况的一个度量，可以用于评价交通管理效果。

计算公式为： $C_f\left(T^o\right)=\frac{\mathrm{\Σ}{p}_i\left(\mathrm{\β}\right)}{N},$ $p_i\left(\mathrm{\β}\right)=\left\{\begin{array}{c}0,\mathrm{LOS}\left(\mathrm{\β}\right)\∈\{E,F\}\\ 1,\mathrm{LOS}\left(\mathrm{\β}\right)\∈\{A,B,C,D\}\end{array}\right.,$ C_f(T^o)＝1-R_f(T^o)；

其中，C_f(T^o)为T^o时刻路网拥堵率；p_i(β)为指定区域中服务水平处于LOS(β)级的第i条路段，来自微观评价结果；N为指定区域中所包含路段总数；R_f(T^o)-T^o时刻路网畅通率。

(204)平均路网拥堵率

平均路网拥堵率是指，指定区域内，某一时段路网拥堵率的时间平均值。该指标描述了某一时间段内区域路网道路的平均拥堵程度，是该区域某一时段交通总体状况的一个度量，为交通管理措施的实施提供依据。

计算公式为： $C_{f-\mathrm{average}}\left(T\right)=\frac{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{C}_f\left(T_i^o\right)}{N_T}$

其中，T为观测时间区间， $T=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{T}_i^o;$ C_f-average(T)为路网平均畅通率；C_f(T_i ^o)为T_i ^o时刻路网拥堵率；N_T为T时间区间内所包含T^o代表的单位检测时段的个数。

(205)空间负荷度

空间负荷度是指，某一时刻路网按空间分布的交通量与交通容量的比值。该指标描述了道路整体能力的使用程度，反映了道路资源在空间上的利用率，该指标可以为交通疏导提供依据。

计算公式为： $g\left(T^o\right)=\frac{\underset{i\∈\mathrm{\Ω}}{\mathrm{\Σ}}{V}_i\left(T^o\right)}{\underset{i\∈\mathrm{\Ω}}{\mathrm{\Σ}}{C}_i}$

其中，i-研究区域内包含路段的编号；Ω-研究区域内包含路段的编号集合；g(T^o)-T^o某时刻空间负荷度；V_i(T^o)-研究区域所包含路段i的实际交通量；C_i-研究区域所包含路段i的实际交通容量。

(206)平均空间负荷度

平均空间负荷度是指，指定区域内，某一时段路网空间负荷度的时间平均值。该指标描述了某一时间段内道路整体能力的使用程度，反映了道路资源在空间上的平均利用率，该指标可以为交通疏导提供依据。

计算公式为： $g_{\mathrm{average}}\left(T\right)=\frac{\underset{t}{\mathrm{\Σ}}g\left(T_i^o\right)}{N_T}$

其中，T为观测时间区间， $T=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{T}_i^o;$ g_average(T)为平均空间负荷度；g(T_i ^o)为T_i ^o时刻空间负荷度；N_T为T时间区间内所包含T^o代表的单位检测时段的个数。

(207)空间负荷裕度

空间负荷裕度是指，某一时刻，路网剩余的可承载交通量与路网最大容量。该指标描述了道路资源在空间上的剩余率，反映了道路空间上可利用资源的比重，可以作为交通组织与诱导的参考依据。

计算公式为：S_g(T)＝1-g(T)

其中，S_g(T)为空间负荷裕度；g(T)为T检测时段空间负荷度。

(208)平均空间负荷裕度

平均空间负荷裕度是指，指定区域内，某一时段内路网空间负荷裕度的时间平均值。该指标是某一时段内道路资源在空间上的平均剩余率，反映了道路空间上可利用资源的比重，可以作为交通组织与诱导的参考依据。

计算公式为： $S_g^{\mathrm{average}}=1-g_{\mathrm{average}};$

其中，S_g ^average-空间负荷裕度；g_average-平均空间负荷度。

(209)空间负荷度变化率

空间负荷度变化率是指，指定区域单位时间空间负荷度的变化。该指标描述空间负荷度变化的快慢，可用于预测空间负荷度的变化趋势，可以作为实施交通管理措施的参考依据。

计算公式为： $R_{s_g}\left(T_i^0\right)=(g\left(T_i^0\right)-g\left(T_{i-1}^0\right))/T^0;$

其中，

为空间负荷度变化率；g(T_i ^o)为T_i ^o时刻空间负荷度；T^o为T^o时刻，该时刻的交通量检测值由其代表的单元检测时段的检测值表示。

(210)平均空间负荷度变化率。

平均空间负荷度变化率是指，指定路网，某一时段内的空间负荷度随时间变化量的时间平均值。该指标描述了某时间段内空间负荷度变化的快慢，可用于预测空间负荷度的总体变化趋势，可以作为实施交通管理措施的参考依据。

计算公式为： $R_{s_r-\mathrm{average}}\left(T\right)=\frac{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{R}_{s_r}\left(T_i^o\right)}{N_T}$

其中，为平均空间负荷度变化率；为空间负荷度变化率；N_T为T时间区间内所包含T^o代表的单位检测时段的个数。

(3)宏观指标是以微观层、中观层作为基础，经中观层次的多个区域块的交通状态通过融合方法得到的整个城市或者所关注大区域的综合交通服务水平评价结果。包括：

(301)区域路网畅通率

区域路网畅通率是指，宏观层面上某一时刻服务水平处于畅通等级的区域数量与路网所包含的区域数量的比值。该指标描述了宏观区域路网道路的通畅程度，是该宏观区域交通总体状况的一个度量，其变化可以用于评价大范围交通管理的效果。

计算公式是： $R_{f-\mathrm{region}}\left(T^o\right)=\frac{\underset{i\∈\mathrm{\Ω}}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_i{R}_i\left(\mathrm{\β}\right)}{\underset{i\∈\mathrm{\Ω}}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_i},$ $R_i\left(\mathrm{\β}\right)=\left\{\begin{array}{c}0,\mathrm{LOS}\left(\mathrm{\β}\right)\∈\{E,F\}\\ 1,\mathrm{LOS}\left(\mathrm{\β}\right)\∈\{A,B,C,D\}\end{array}\right.$

其中，R_f-region(T^o)为区域路网畅通率；β为反映中观区域交通状况任何度量指标；LOS(β)为由β决定的中观区域服务水平等级；R_i(β)为指定区域中服务水平处于LOS(β)级的第i个区域，来自中观评价结果；α_i为中观区域i的权值，用于计算宏观区域负荷度。

(302)区域路网平均畅通率

区域路网平均畅通率是指，指定区域内，某一时段区域路网畅通率的时间平均值。该指标描述了某一时间段内宏观区域路网道路的平均通畅程度，是宏观区域某一时段交通总体状况的一个度量，可以用于评价大范围交通管理的效果。

计算公式为： $R_{f-\mathrm{region}}^{\mathrm{average}}\left(T\right)=\frac{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{R}_{f-\mathrm{region}}\left(T_i^o\right)}{N_T}$

其中，R_f-region ^average(T)为区域路网平均畅通率；R_f-region(T^o)为区域路网畅通率；T为时间；N_T为T时间区间内所包T^o代表的单位检测时段的个数。

(303)区域路网拥堵率

区域路网拥堵率是指，指定区域内，某一时刻服务水平处于拥堵的区域数量与区域路网所包含的所有区域的数量的比值。该指标描述了宏观区域路网的拥堵程度，是宏观区域交通总体状况的一个度量，可以用于评价大范围交通管理的效果。

计算公式为： $C_{f-\mathrm{region}}\left(T^o\right)=\frac{\underset{i\∈\mathrm{\Ω}}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_i{R}_i\left(\mathrm{\β}\right)}{\underset{i\∈\mathrm{\Ω}}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_i},$ C_f-region(T^o)＝1-R_f-region(T^o)

$R_i\left(\mathrm{\β}\right)=\left\{\begin{array}{c}0,\mathrm{LOS}\left(\mathrm{\β}\right)\∈\{E,F\}\\ 1,\mathrm{LOS}\left(\mathrm{\β}\right)\∈\{A,B,C,D\}\end{array}\right.$

其中，C_f-region(T^o)为区域路网拥堵率；β为反映中观区域交通状况任何度量指标；LOS(β)为由β决定的中观区域服务水平等级；R_i(β)为指定区域中服务水平处于LOS(β)级的第i个区域，来自中观评价结果；α_i为中观区域i的权值，用于计算宏观区域负荷度。

(304)区域路网平均拥堵率

区域路网平均拥堵率是指，指定区域内，某一时段、区域路网拥堵率的时间平均值。该指标描述了某一时间段内宏观区域路网道路的平均拥堵程度，是宏观区域某一时段交通总体状况的一个度量，为交通管理措施的实施提供依据。

计算公式为： $C_{f-\mathrm{region}}^{\mathrm{average}}\left(T\right)=\frac{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{C}_{f-\mathrm{region}}\left(T_i^o\right)}{N_T}$

其中，C_f-region ^average(T)为区域路网平均畅通率；C_f-region(T^o)为区域路网拥堵率；T为时间段；N_T为T时间区间内所包T^o代表的单位检测时段的个数。

(305)区域路网空间负荷度

区域路网空间负荷度是指，指某一时刻区域路网按空间分布的交通量与区域路网按空间分布的容量比值。该指标描述了宏观道路路网整体能力的使用程度，反映了宏观路网道路资源在空间上的利用率，该指标可以为大范围交通疏导提供依据。

计算公式为： $\mathrm{gr}\left(T^o\right)=\frac{\underset{i\∈\mathrm{\Ω}}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_i{g}_i\left(T^o\right)}{\underset{i\∈\mathrm{\Ω}}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_i}$

其中，i为研究宏观区域内包含中观区域的编号；Ω为研究宏观区域内包含中观区域的编号集合；gr(T^o)为T^o时刻区域路网空间负荷度；g_i(T^o)为中观区域i的T^o时段的空间负荷度；α_i为中观区域i的权值，用于计算宏观区域负荷度。

(306)区域路网平均空间负荷度

区域路网平均空间负荷度是指，指定区域内，某一时段区域路网空间负荷度的时间平均值。该指标描述了某一时间段内宏观路网道路整体能力的使用程度，反映了宏观路网道路资源在空间上的平均利用率，该指标可以为大范围交通疏导提供依据。

计算公式为： ${\mathrm{gr}}_{\mathrm{average}}\left(T\right)=\frac{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{gr}\left(T_i^o\right)}{N_T}$

其中，gr_average(T)为区域平均空间负荷度；gr(T^o)为T^o时刻区域空间负荷度；T为时间段；N_T为T时间区间内所包T^o代表的单位检测时段的个数。

(307)区域路网空间负荷裕度

区域路网空间负荷裕度是指，某一时刻，宏观区域路网剩余的可承载交通量与路网最大容量。该指标描述了宏观路网道路资源在空间上的剩余率，反映了宏观路网道路空间上可利用资源的比重，可以作为交通组织与诱导的参考依据。

计算公式为：Sr_g(T^o)＝1-gr(T^o)

其中，Sr_g(T^o)-区域路网空间负荷裕度；gr(T^o)-T^o时刻区域空间 负荷度。

(308)区域路网平均空间负荷裕度

区域路网平均空间负荷裕度是指，指定区域，某一时段内路网空间负荷裕度的时间平均值。该指标是某一时段内宏观路网道路资源在空间上的平均剩余率，反映了宏观路网道路空间上可利用资源的比重，可以作为大范围交通组织与诱导的参考依据。

计算公式为： ${\mathrm{Sr}}_g^{\mathrm{average}}=1-{\mathrm{gr}}_g^{\mathrm{average}}$

其中，Sr_g ^average-区域平均路网空间负荷裕度；gr_average-区域平均空间负荷度。

(309)区域路网空间负荷度变化率

区域路网空间负荷度变化率是指，区域空间负荷度在单位时间内的变化。该指标描述宏观路网空间负荷度变化的快慢，可用于预测宏观路网空间负荷度的变化趋势，可以作为实施交通管理措施的参考依据。

计算公式为： $R_{S_r}\left(T^0\right)=\mathrm{gr}\left(T_{i+1}^0\right)-\mathrm{gr}\left(T_i^0\right);$

其中，

-区域空间负荷度变化率；gr(T_i ^o)-T_i ^o时刻区域空间 负荷度。

(310)区域路网平均空间负荷度变化率。

区域路网平均空间负荷度变化率是指，某一时段内，区域空间负荷度的变化率的时间平均值。该指标描述了某时间段内宏观路网空间负荷度变化的快慢，可用于预测宏观路网空间负荷度的总体变化趋势，可以作为实施交通管理措施的参考依据。

计算公式为： $R_{s_g-\mathrm{average}}\left(T\right)=\frac{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{R}_{s_g}\left(T_i^o\right)}{N_T}$

其中，

为平均空间负荷度变化率；

为空间负荷度变化率；T为时间段；N_T为T时间区间内所包T^o代表的单位检测时段的个数。

本发明提出的基于实测的城市道路区域交通服务水平建模***和方法为指导城市道路交通管理和控制提供了依据。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种基于实测的城市道路区域交通服务水平建模***，其特征在于，所述***包括：本地交通流参数记录仪、数据综合共享平台、指标建模平台、指标计算软件***四个模块；本地交通流参数记录仪与数据综合共享平台相连，数据综合共享平台与指标计算软件***相连，指标计算软件***与指标建模平台相连；

所述本地交通流参数记录仪包括触摸显示屏、工控主机和数据采集箱；其中，数据采集箱内部包括数据收集板、通讯处理板、***管理板、GPS时间板；触摸显示屏用于设定启动时间，显示实时测量数据；

所述数据综合共享平台实现网络中传过来的各种交通流参数的文件管理，和实时数据的显示；

所述指标计算软件***根据城市道路交通服务水平指标体系中的微观指标、中观指标和宏观指标及其各指标的计算方法，计算微观、中观和宏观的区域交通服务水平评价结果；

所述微观指标包括微观交通态势、速度、微观交通速度态势、流量、微观交通流量态势、流率、微观交通流率态势、密度、微观交通密度态势、时间占有率、空间占有率、平均延误；

所述中观指标包括：路网畅通率、平均路段畅通率、路网拥堵率、平均路网拥堵率、空间负荷度、平均空间负荷度、空间负荷裕度、平均空间负荷裕度、空间负荷度变化率、平均空间负荷度变化率；

所述宏观指标包括：区域路网畅通率、区域路网平均畅通率、区域路网拥堵率、区域路网平均拥堵率、区域路网空间负荷度、区域路网平均空间负荷度、区域路网空间负荷裕度、区域路网平均空间负荷裕度、区域路网空间负荷度变化率、区域路网平均空间负荷度变化率；

所述指标建模平台根据区域交通服务水平的评价结果，提供交通管理的决策支持信息。

2.一种基于实测的城市道路区域交通服务水平建模方法，其特征是所述方法是：

本地交通流参数记录仪将分布在现场不同位置的各种交通参数采集器连接到本地机器，记录下现场所测量到的各种交通参数；

本地交通流参数记录仪经过评价处理后形成微观服务水平的评价结果；再通过网络数据线连接到数据综合共享平台，集中各个本地交通流参数记录仪的微观评价结果；

指标建模平台管理设定的城市道路服务水平指标体系，给出微观指标、中观指标和宏观指标及其各指标的计算方法；

所述微观指标包括微观交通态势、速度、微观交通速度态势、流量、微观交通流量态势、流率、微观交通流率态势、密度、微观交通密度态势、时间占有率、空间占有率、平均延误；

所述中观指标包括：路网畅通率、平均路段畅通率、路网拥堵率、平均路网拥堵率、空间负荷度、平均空间负荷度、空间负荷裕度、平均空间负荷裕度、空间负荷度变化率、平均空间负荷度变化率；

所述宏观指标包括：区域路网畅通率、区域路网平均畅通率、区域路网拥堵率、区域路网平均拥堵率、区域路网空间负荷度、区域路网平均空间负荷度、区域路网空间负荷裕度、区域路网平均空间负荷裕度、区域路网空间负荷度变化率、区域路网平均空间负荷度变化率；

城市道路交通服务水平指标计算中，计算微观、中观、宏观反映的交通状态，提供交通管理的决策支持信息。

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