CN116665443A - 重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法及*** - Google Patents

重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法及*** Download PDF

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CN116665443A CN202310642142.7A CN202310642142A CN116665443A CN 116665443 A CN116665443 A CN 116665443A CN 202310642142 A CN202310642142 A CN 202310642142A CN 116665443 A CN116665443 A CN 116665443A
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Abstract

本发明提供一种重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法及***，属于公路交通运营管理技术领域，计算交通事件影响区域最下游断面实际通行能力、限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值，计算限速位置的实际通行能力；判断限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值是否小于限速位置的实际通行能力；计算交通事件影响区域滞留车辆数以及交通事件影响区域排队长度和拥堵等级；判断交通事件影响区域拥堵等级是否满足管控要求；如果是，则确定交通***韧性提升方案中的限速值和限速位置。本发明弥补了缺少给定限速值和限速位置情况下交通事件影响区域的排队长度和拥堵等级计算方法，以及缺少给定限速值情况下限速位置确定方法的不足。

Description

重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法及***
技术领域
本发明涉及公路交通运营管理技术领域，具体涉及一种重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法及***。
背景技术
重特大交通事故、自然灾害等事件常常会引起道路通行能力下降，甚至导致整个路网的交通瘫痪。对上游车辆进行管控(例如，在事件区域上游路段设置限速，减少进入事件影响区域的车辆数)，以及对交通事件影响区域可通行车道数进行调控(例如，借用对向车道，开放应急车道，新增临时车道等)，能够有效提高公路网交通***韧性，提升道路通行能力，缓解事件影响区域的拥堵程度。
在现有技术中，申请号为202010410943.7的发明专利申请提出基于二次交通事故预防的高速公路动态限速控制方法，根据采集的交通流数据和环境数据，计算一次事故发生后二次事故的发生概率值；确定可变限速的启动事故风险阈值及目标安全车速：比较二次事故的发生概率值与启动事故风险阈值，判断是否启动可变限速控制策略；进行相邻可变限速控制路段协调控制；将限速值通过可变限速控制***进行发布；完成一个周期的检测之后，可变限速控制***自动检测下一个周期内交通流，重复前述步骤，确定是否需要调整当前快速路限速值。申请号为202011030968.0的发明专利申请提出面向二次事故预防动态车道与可变限速协同控制方法，在事故发生后，交管中心基于摄像头获取的实时交通流数据评估事故影响与上游交通状态，控制不同断面处的可变信号标识发布动态车道与可变限速协同控制指令，引导上游来车提前于上游自由流段合理换道并适当减速以减少下游事故影响，从而降低下游事故引发的二次事故风险，保障交通安全并提高城市快速路通行能力。申请号为202210517938.5的发明专利申请提出混合交通流环境高速公路瓶颈路段动态限速控制方法，利用交通事件检测设备或施工作业上报***对高速公路瓶颈路段进行识别；设置限速控制周期及模型预测周期；根据瓶颈路段所在区域划分控制路段，利用交通流监测设备对高速公路待控制路段的交通流数据进行采集；根据采集的交通流数据和混合交通流环境下高速公路正常、限速及瓶颈路段的交通流特性对元胞传输模型进行优化，得到改进元胞传输模型；根据改进的元胞传输模型选出最优限速值，将最优限速值通过动态限速控制***进行发布。
限速管控是一种重大突发事件下公路网交通***韧性提升的方法，现有技术没有给出限速管控方案中给定限速值和限速位置情况下，交通事件影响区域的排队长度和拥堵等级计算方法，也没有给出给定限速值的情况下，限速位置的确定方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法及***，能够在给定限速值和限速位置情况下，计算排队长度和拥堵等级，评价公路网交通***韧性提升效果；给定限速值、最大允许排队长度情况下，计算限速位置，使交通事件影响区域上游拥堵程度满足管控要求，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
一方面，本发明提供一种重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法，包括：
根据交通事件影响区域，确定交通事件影响区域可通行车道数和可通行速度，计算交通事件影响区域最下游断面实际通行能力；
设定第一限速区域的限速值和限速位置，计算限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；根据限速位置的可通行车道数和限速值，计算限速位置的实际通行能力；
判断限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值是否小于限速位置的实际通行能力；如果是，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；如果否，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置的实际通行能力；
根据交通事件影响区域最下游断面实际通行能力和交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值，计算交通事件影响区域滞留车辆数；通过车辆长度和车辆排队最小车头间距，计算交通事件影响区域排队长度和拥堵等级；
判断交通事件影响区域拥堵等级是否满足管控要求；如果是，则确定交通***韧性提升方案中的限速值和限速位置。
可选的，第一限速位置的实际通行能力根据限速位置的可通行车道数和限速值计算得到；用表示第t时段第一限速位置的实际通行能力：
式中，表示第一限速区第t时段可通行车道数，/>表示第一限速区的限速，ρ和ε是常量系数；
用Qpredict，t表示第一限速位置在没有限速情况下第t时段的可通行车辆数预测值，用表示限速后第t时段交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值；判断Qpredict，t是否小于/>如果是，则/>等于Qpredict，t；如果否，则/>等于/> 的计算公式如下：
用Qleave，t表示第t时段交通事件影响区域最下游断面实际通行能力，即第t时段驶离交通事件影响区的车辆数预测值：
Qleave，t＝nopen，t·(ρVmax，t+ε)；
式中，nopen，t表示第t时段交通事件影响区可通行车道数，Vmax，t表示第t时段交通事件影响区最大可通行速度预测值。
可选的，根据交通事件影响区域最下游断面实际通行能力和交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值，计算交通事件影响区域滞留车辆数；通过车辆长度和车辆排队最小车头间距，计算交通事件影响区域排队长度，公式如下：
式中，lqueue，t表示第t时段排队长度预测值，lcar表示标准车辆长度，lheadway表示车头间距，nopen，t表示第t时段交通事件影响区可通行车道数，nupstream，t表示第t时段交通事件影响区上游可通行车道数，lclose，t表示第t时段交通事件影响区封闭长度；Qqueue，t-1表示第t-1时段交通事件影响区滞留车辆数。
可选的，当给定限速值和上游最大允许排队长度，限速位置设置方法，包括：根据交通事件影响区最大允许排队长度，计算上游最大允许放行的车辆数。表示给定交通事件影响区最大允许排队长度时，上游最大允许放行的车辆数计算公式如下：
式中，表示交通事件影响区最大允许排队长度，lcar表示车辆长度，lheadway表示排队时的车头间距，nopen，t表示第t时段交通事件影响区可通行车道数，nupstream，t表示第t时段交通事件影响区上游可通行车道数，lclose，t表示第亡时段交通事件影响区封闭长度；Qqueue，t-1表示第t-1时段交通事件影响区滞留车辆数；Qleave，t表示第t时段交通事件影响区域最下游断面实际通行能力，即第t时段驶离交通事件影响区的车辆数预测值。
可选的，当给定限速值时，第一限速位置的实际通行能力计算公式如下：
式中，表示第一限速位置限速值，/>表示第一限速位置可通行车道数。
可选的，当时，第一限速区滞留车辆数等于/> 当/>时，第一限速区滞留车辆数等于/>设定限速值情况下，第一限速区的长度llimit_1计算公式如下所示：
式中，表示第t时段第一限速区上游驶入车辆数预测值；lcar表示标准车辆长度；lmin_run表示限速区内最小安全行车距离。
第二方面，本发明提供一种重大突发事件下公路网交通***韧性提升***，包括：
第一计算模块，用于根据交通事件影响区域，确定交通事件影响区域可通行车道数和可通行速度，计算交通事件影响区域最下游断面实际通行能力；
第二计算模块，用于设定第一限速区域的限速值和限速位置，计算限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；根据限速位置的可通行车道数和限速值，计算限速位置的实际通行能力；
判断模块，用于判断限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值是否小于限速位置的实际通行能力；如果是，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；如果否，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置的实际通行能力；
第三计算模块，用于根据交通事件影响区域最下游断面实际通行能力和交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值，计算交通事件影响区域滞留车辆数；通过车辆长度和车辆排队最小车头间距，计算交通事件影响区域排队长度和拥堵等级；
确定模块，用于判断交通事件影响区域拥堵等级是否满足管控要求；如果是，则确定交通***韧性提升方案中的限速值和限速位置。
第三方面，本发明提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现如上所述的重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法。
第四方面，本发明提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序当在一个或多个处理器上运行时，用于实现如上所述的重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法。
第五方面，本发明提供一种电子设备，包括：处理器、存储器以及计算机程序；其中，处理器与存储器连接，计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以使电子设备执行实现如上所述的重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法的指令。
本发明有益效果：给定限速值和限速位置情况下的排队长度和拥堵等级计算方法，给定限速值情况下的限速位置确定方法，有效弥补了现有技术中缺少给定限速值和限速位置情况下交通事件影响区域的排队长度和拥堵等级计算方法，以及缺少给定限速值情况下限速位置确定方法的不足。
本发明附加方面的优点，将在下述的描述部分中更加明显的给出，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述的重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法流程图。
图2为本发明实施例所述的交通***韧性提升方案评估流程示意图。
具体实施方式
下面详细叙述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。
还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
为便于理解本发明，下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步解释说明，且具体实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本领域技术人员应该理解，附图只是实施例的示意图，附图中的部件并不一定是实施本发明所必须的。
实施例1
本实施例1中，首先提供了一种重大突发事件下公路网交通***韧性提升***，该***包括：第一计算模块，用于根据交通事件影响区域，确定交通事件影响区域可通行车道数和可通行速度，计算交通事件影响区域最下游断面实际通行能力。第二计算模块，用于设定第一限速区域的限速值和限速位置，计算限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；根据限速位置的可通行车道数和限速值，计算限速位置的实际通行能力。判断模块，用于判断限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值是否小于限速位置的实际通行能力；如果是，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；如果否，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置的实际通行能力。第三计算模块，用于根据交通事件影响区域最下游断面实际通行能力和交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值，计算交通事件影响区域滞留车辆数；通过车辆长度和车辆排队最小车头间距，计算交通事件影响区域排队长度和拥堵等级。确定模块，用于判断交通事件影响区域拥堵等级是否满足管控要求；如果是，则确定交通***韧性提升方案中的限速值和限速位置。
本实施例1中，基于上述的***，实现了重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法，包括：使用第一计算模块，根据交通事件影响区域，确定交通事件影响区域可通行车道数和可通行速度，计算交通事件影响区域最下游断面实际通行能力。使用第二计算模块，设定第一限速区域的限速值和限速位置，计算限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；根据限速位置的可通行车道数和限速值，计算限速位置的实际通行能力。使用判断模块，判断限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值是否小于限速位置的实际通行能力；如果是，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；如果否，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置的实际通行能力。使用第三计算模块，根据交通事件影响区域最下游断面实际通行能力和交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值，计算交通事件影响区域滞留车辆数；通过车辆长度和车辆排队最小车头间距，计算交通事件影响区域排队长度和拥堵等级。最后使用判断模块判断交通事件影响区域拥堵等级是否满足管控要求；如果是，则确定交通***韧性提升方案中的限速值和限速位置，得到提升方案。
第一限速位置的实际通行能力根据限速位置的可通行车道数和限速值计算得到；用表示第t时段第一限速位置的实际通行能力：
式中，表示第一限速区第t时段可通行车道数，/>表示第一限速区的限速，ρ和ε是常量系数；
用Qpredict，t表示第一限速位置在没有限速情况下第t时段的可通行车辆数预测值，用表示限速后第t时段交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值；判断Qpredict，t是否小于/>如果是，则/>等于Qpredict，t；如果否，则/>等于/> 的计算公式如下：
用Qleave，t表示第t时段交通事件影响区域最下游断面实际通行能力，即第t时段驶离交通事件影响区的车辆数预测值：
Qleave，t＝nopen，t·(ρVmax，t+ε)；
式中，nopen，t表示第t时段交通事件影响区可通行车道数，Vmax，t表示第t时段交通事件影响区最大可通行速度预测值。
根据交通事件影响区域最下游断面实际通行能力和交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值，计算交通事件影响区域滞留车辆数；通过车辆长度和车辆排队最小车头间距，计算交通事件影响区域排队长度，公式如下：
式中，lqueue，t表示第t时段排队长度预测值，lcar表示标准车辆长度，lheadway表示车头间距，nopen，t表示第t时段交通事件影响区可通行车道数，nupstream，t表示第t时段交通事件影响区上游可通行车道数，lclose，t表示第t时段交通事件影响区封闭长度；Qqueue，t-1表示第t-1时段交通事件影响区滞留车辆数。
当给定限速值和上游最大允许排队长度，限速位置设置方法，包括：根据交通事件影响区最大允许排队长度，计算上游最大允许放行的车辆数。表示给定交通事件影响区最大允许排队长度时，上游最大允许放行的车辆数计算公式如下：
式中，表示交通事件影响区最大允许排队长度，lcar表示车辆长度，lheadway表示排队时的车头间距，nopen，t表示第t时段交通事件影响区可通行车道数，nupstream，t表示第t时段交通事件影响区上游可通行车道数，lclose，t表示第t时段交通事件影响区封闭长度；Qqueue，t-1表示第t-1时段交通事件影响区滞留车辆数；Qleave，t表示第t时段交通事件影响区域最下游断面实际通行能力，即第t时段驶离交通事件影响区的车辆数预测值。
当给定限速值时，第一限速位置的实际通行能力计算公式如下：
式中，表示第一限速位置限速值，/>表示第一限速位置可通行车道数。
当时，第一限速区滞留车辆数等于/>当时，第一限速区滞留车辆数等于/>设定限速值情况下，第一限速区的长度llimit_1计算公式如下所示：
式中，表示第t时段第一限速区上游驶入车辆数预测值；lcar表示标准车辆长度；lmin_run表示限速区内最小安全行车距离。
实施例2
如图1所示，本实施例2中，提供的重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法包括：(1)设定限速值和限速位置，评估韧性提升方案是否满足管控要求；(2)设定限速值和最大允许排队长度，计算限速区位置。
方案一：设定限速值和限速位置，评估韧性提升方案是否满足管控要求
第一步，根据交通事件影响区域，确定交通事件影响区域可通行车道数和可通行速度，计算交通事件影响区域最下游断面实际通行能力。
第二步，设定第一限速区域的限速值和限速位置，计算限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；根据限速位置的可通行车道数和限速值，计算限速位置的实际通行能力。
第三步，判断限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值是否小于限速位置的实际通行能力。如果是，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；如果否，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置的实际通行能力。
第四步，根据交通事件影响区域最下游断面实际通行能力和交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值，计算交通事件影响区域滞留车辆数。通过车辆长度和车辆排队最小车头间距，计算交通事件影响区域排队长度和拥堵等级。
第五步，判断交通事件影响区域拥堵等级是否满足管控要求。如果是，则确定交通***韧性提升方案(包括限速值和限速位置)；如果否，则重新设定第一限速区的限速值和限速位置，并重新评估，直到交通事件影响区域拥堵等级满足管控要求为止。如图2所示的评估流程。
第一限速位置的实际通行能力根据限速位置的可通行车道数和限速值计算得到。用表示第t时段第一限速位置的实际通行能力，计算公式如下：
式中，表示第一限速区第t时段可通行车道数，/>表示第一限速区的限速，ρ和ε是常量系数。
用Qpredict，t表示第一限速位置在没有限速情况下第t时段的可通行车辆数预测值，用表示限速后第t时段交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值。判断Qpredict，t是否小于/>如果是，则/>等于Qpredict，t；如果否，则/>等于/> 的计算公式如下：
用Qleave，t表示第t时段交通事件影响区域最下游断面实际通行能力，即第t时段驶离交通事件影响区的车辆数预测值，计算公式如下：
Qleave，t＝nopen，t·(ρVmax，t+ε)
式中，nopen，t表示第t时段交通事件影响区可通行车道数，Vmax，t表示第t时段交通事件影响区最大可通行速度预测值，ρ和ε是常量系数。
根据交通事件影响区域最下游断面实际通行能力和交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值，计算交通事件影响区域滞留车辆数。通过车辆长度和车辆排队最小车头间距，计算交通事件影响区域排队长度。交通事件影响区域排队长度计算公式如下：
式中，lqueue，t表示第t时段排队长度预测值，lcar表示标准车辆长度，lheadway表示车头间距，nopen，t表示第t时段交通事件影响区可通行车道数，nupstream，t表示第t时段交通事件影响区上游可通行车道数，lclose，t表示第t时段交通事件影响区封闭长度。Qqueue，t-1表示第t-1时段交通事件影响区滞留车辆数。
根据排队长度，计算交通事件影响区的拥堵等级，具体确定方法如下：
当0＜lqueue，t＜L1，拥堵等级为轻微拥堵；
当L1≤lqueue，t＜L2，拥堵等级为轻度拥堵；
当L2≤lqueue，t＜L3，拥堵等级为中度拥堵；
当L3≤lqueue，t＜L4，拥堵等级为重度拥堵；
当lqueue，t≥L4，拥堵等级为极度拥堵。
判断交通事件影响区域拥堵等级是否满足管控要求。如果是，则确定交通***韧性提升方案(例如，限速值、限速位置)；如果否，则重新设定第一限速区的限速值和限速位置，并重新评估，直到交通事件影响区域拥堵等级满足管控要求为止。
设定交通事件影响区上游第一限速区的限速值和限速位置后，上游其他限速区(第二限速区、第三限速区、第四限速区......)的限速按照10km/h或20km/h的速度递增，限速位置间隔2km设置。
方案二：设定限速值，限速位置的确定方法
交通事件上游第一个限速区是为了控制交通事件影响区流量，因此，第一个限速区长度根据交通事件影响区最大允许排队长度可放行车辆数推算。最大允许排队长度可以设置为0米、500米、1000米、2000米、5000米等。当给定限速值和上游最大允许排队长度，限速位置设置方法描述如下。
根据交通事件影响区最大允许排队长度，计算上游最大允许放行的车辆数。表示给定交通事件影响区最大允许排队长度时，上游最大允许放行的车辆数(标准车)计算公式如下：
式中，表示交通事件影响区最大允许排队长度，lcar表示车辆长度，lheadway表示排队时的车头间距，nopen，t表示第t时段交通事件影响区可通行车道数，nupstream，t表示第t时段交通事件影响区上游可通行车道数，lclose，t表示第t时段交通事件影响区封闭长度。Qqueue，t-1表示第t-1时段交通事件影响区滞留车辆数。Qleave，t表示第t时段交通事件影响区域最下游断面实际通行能力，即第t时段驶离交通事件影响区的车辆数预测值。
当给定限速值时，第一限速位置的实际通行能力计算公式如下：
式中，表示第一限速位置限速值，/>表示第一限速位置可通行车道数。ρ和ε是常量系数。
当时，第一限速区滞留车辆数等于/>当时，第一限速区滞留车辆数等于/>设定限速值情况下，第一限速区的长度llimit_1计算公式如下所示：
式中，表示第t时段第一限速区上游驶入车辆数预测值。lcar表示标准车辆长度。lmin_run表示限速区内最小安全行车距离(例如，200米)。
设定交通事件影响区上游第一限速区的限速值和限速位置后，上游其他限速区(第二限速区、第三限速区、第四限速区……)的限速按照10km/h或20km/h的速度递增，限速位置间隔2km设置。
综上，本实施例中，针对重大突发事件下公路网交通***韧性提升问题，本发明提出重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法，包括给定限速值和限速位置情况下的方案评估方法，给定限速值和限速位置情况下的排队长度和拥堵等级计算方法，给定限速值情况下的限速位置确定方法，有效弥补了现有技术中缺少给定限速值和限速位置情况下交通事件影响区域的排队长度和拥堵等级计算方法，以及缺少给定限速值情况下限速位置确定方法的不足。
实施例3
本实施例3提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法，该方法包括：
根据交通事件影响区域，确定交通事件影响区域可通行车道数和可通行速度，计算交通事件影响区域最下游断面实际通行能力；
设定第一限速区域的限速值和限速位置，计算限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；根据限速位置的可通行车道数和限速值，计算限速位置的实际通行能力；
判断限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值是否小于限速位置的实际通行能力；如果是，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；如果否，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置的实际通行能力；
根据交通事件影响区域最下游断面实际通行能力和交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值，计算交通事件影响区域滞留车辆数；通过车辆长度和车辆排队最小车头间距，计算交通事件影响区域排队长度和拥堵等级；
判断交通事件影响区域拥堵等级是否满足管控要求；如果是，则确定交通***韧性提升方案中的限速值和限速位置。
实施例4
本实施例4提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序当在一个或多个处理器上运行时，用于实现重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法，该方法包括：
根据交通事件影响区域，确定交通事件影响区域可通行车道数和可通行速度，计算交通事件影响区域最下游断面实际通行能力；
设定第一限速区域的限速值和限速位置，计算限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；根据限速位置的可通行车道数和限速值，计算限速位置的实际通行能力；
判断限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值是否小于限速位置的实际通行能力；如果是，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；如果否，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置的实际通行能力；
根据交通事件影响区域最下游断面实际通行能力和交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值，计算交通事件影响区域滞留车辆数；通过车辆长度和车辆排队最小车头间距，计算交通事件影响区域排队长度和拥堵等级；
判断交通事件影响区域拥堵等级是否满足管控要求；如果是，则确定交通***韧性提升方案中的限速值和限速位置。
实施例5
本实施例5提供一种电子设备，包括：处理器、存储器以及计算机程序；其中，处理器与存储器连接，计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以使电子设备执行实现重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法的指令，该方法包括：
根据交通事件影响区域，确定交通事件影响区域可通行车道数和可通行速度，计算交通事件影响区域最下游断面实际通行能力；
设定第一限速区域的限速值和限速位置，计算限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；根据限速位置的可通行车道数和限速值，计算限速位置的实际通行能力；
判断限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值是否小于限速位置的实际通行能力；如果是，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；如果否，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置的实际通行能力；
根据交通事件影响区域最下游断面实际通行能力和交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值，计算交通事件影响区域滞留车辆数；通过车辆长度和车辆排队最小车头间距，计算交通事件影响区域排队长度和拥堵等级；
判断交通事件影响区域拥堵等级是否满足管控要求；如果是，则确定交通***韧性提升方案中的限速值和限速位置。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域技术人员在不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法，其特征在于，包括：
根据交通事件影响区域，确定交通事件影响区域可通行车道数和可通行速度，计算交通事件影响区域最下游断面实际通行能力；
设定第一限速区域的限速值和限速位置，计算限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；根据限速位置的可通行车道数和限速值，计算限速位置的实际通行能力；
判断限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值是否小于限速位置的实际通行能力；如果是，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；如果否，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置的实际通行能力；
根据交通事件影响区域最下游断面实际通行能力和交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值，计算交通事件影响区域滞留车辆数；通过车辆长度和车辆排队最小车头间距，计算交通事件影响区域排队长度和拥堵等级；
判断交通事件影响区域拥堵等级是否满足管控要求；如果是，则确定交通***韧性提升方案中的限速值和限速位置。
2.根据权利要求1所述的重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法，其特征在于，第一限速位置的实际通行能力根据限速位置的可通行车道数和限速值计算得到；用表示第t时段第一限速位置的实际通行能力：
式中，表示第一限速区第t时段可通行车道数，/>表示第一限速区的限速，ρ和ε是常量系数；
用Qpredict,t表示第一限速位置在没有限速情况下第t时段的可通行车辆数预测值，用表示限速后第t时段交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值；判断Qpredict,t是否小于/>如果是，则/>等于Qpredict,t；如果否，则/>等于/> 的计算公式如下：
用Qleave,t表示第t时段交通事件影响区域最下游断面实际通行能力，即第t时段驶离交通事件影响区的车辆数预测值：
Qleave,t＝nopen,t·(ρVmax,t+ε)；
式中，nopen,t表示第t时段交通事件影响区可通行车道数，Vmax,t表示第t时段交通事件影响区最大可通行速度预测值。
3.根据权利要求2所述的重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法，其特征在于，根据交通事件影响区域最下游断面实际通行能力和交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值，计算交通事件影响区域滞留车辆数；通过车辆长度和车辆排队最小车头间距，计算交通事件影响区域排队长度，公式如下：
式中，lqueue,t表示第t时段排队长度预测值，lcar表示标准车辆长度，lheadway表示车头间距，nopen,t表示第t时段交通事件影响区可通行车道数，nupstream,t表示第t时段交通事件影响区上游可通行车道数，lclose,t表示第t时段交通事件影响区封闭长度；Qquere,t-1表示第t-1时段交通事件影响区滞留车辆数。
4.根据权利要求3所述的重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法，其特征在于，当给定限速值和上游最大允许排队长度，限速位置设置方法，包括：根据交通事件影响区最大允许排队长度，计算上游最大允许放行的车辆数。表示给定交通事件影响区最大允许排队长度时，上游最大允许放行的车辆数计算公式如下：
式中，表示交通事件影响区最大允许排队长度，lcar表示车辆长度，lheadway表示排队时的车头间距，nopen,t表示第t时段交通事件影响区可通行车道数，nupstream,t表示第t时段交通事件影响区上游可通行车道数，lclose,t表示第t时段交通事件影响区封闭长度；Qqueue,t-1表示第t-1时段交通事件影响区滞留车辆数；Qleave,t表示第t时段交通事件影响区域最下游断面实际通行能力，即第t时段驶离交通事件影响区的车辆数预测值。
5.根据权利要求4所述的重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法，其特征在于，当给定限速值时，第一限速位置的实际通行能力计算公式如下：
式中，表示第一限速位置限速值，/>表示第一限速位置可通行车道数。
6.根据权利要求5所述的重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法，其特征在于，当时，第一限速区滞留车辆数等于/> 当时，第一限速区滞留车辆数等于/>设定限速值情况下，第一限速区的长度llimit_1计算公式如下所示：
式中，表示第t时段第一限速区上游驶入车辆数预测值；lcar表示标准车辆长度；lmin_run表示限速区内最小安全行车距离。
7.一种重大突发事件下公路网交通***韧性提升***，其特征在于，包括：
第一计算模块，用于根据交通事件影响区域，确定交通事件影响区域可通行车道数和可通行速度，计算交通事件影响区域最下游断面实际通行能力；
第二计算模块，用于设定第一限速区域的限速值和限速位置，计算限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；根据限速位置的可通行车道数和限速值，计算限速位置的实际通行能力；
判断模块，用于判断限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值是否小于限速位置的实际通行能力；如果是，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置在没有限速情况下的可通过车辆数预测值；如果否，则交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值等于限速位置的实际通行能力；
第三计算模块，用于根据交通事件影响区域最下游断面实际通行能力和交通事件影响区域上游驶入车辆数预测值，计算交通事件影响区域滞留车辆数；通过车辆长度和车辆排队最小车头间距，计算交通事件影响区域排队长度和拥堵等级；
确定模块，用于判断交通事件影响区域拥堵等级是否满足管控要求；如果是，则确定交通***韧性提升方案中的限速值和限速位置。
8.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序当在一个或多个处理器上运行时，用于实现如权利要求1-6任一项所述的重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现如权利要求1-6任一项所述的重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器以及计算机程序；其中，处理器与存储器连接，计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以使电子设备执行实现如权利要求1-6任一项所述的重大突发事件下公路网交通***韧性提升方法的指令。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117953692A (zh) * 2024-03-26 2024-04-30 江西交通职业技术学院 一种计算机集成的网络化交通管控***

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