CN201218988Y

CN201218988Y - 城市快速路互通立交交通流特征参数采集***

Info

Publication number: CN201218988Y
Application number: CNU2008200741314U
Authority: CN
Inventors: 王晓华; 朱兆芳; 曾伟; 邱志明; 周荣贵; 方靖; 周建; 董刚; 赵建伟; 王新歧
Original assignee: Tianjin Municipal Engineering Design and Research Institute
Current assignee: Tianjin Municipal Engineering Design and Research Institute
Priority date: 2008-03-20
Filing date: 2008-03-20
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2018-03-20

Abstract

本实用新型公开了一种城市快速路互通立交交通流特征参数采集***，包括分别与计算机联接的数据采集模块、数据处理模块和数据输出模块，所述数据采集模块包括多个车辆磁映像交通分析仪、车辆分型统计***、全球定位***和摄像机。所述数据采集模块还包括照相机和手工计数器。所述车辆磁映像交通分析仪采用NC－97型车辆磁映像交通分析仪，所述车辆分型统计***采用MetroCount车辆分型统计***。所述数据采集模块与计算机的联接是所述数据采集模块中各仪器端口与计算机端口的联接。所述数据处理模块包括设置在各仪器内的数据处理子***，和AutoCAD计算机辅助设计模块及文档处理模块。所获得的快速路交通流特性，为快速路的规划、设计和管理提供了大量的科学基础数据。

Description

城市快速路互通立交交通流特征参数采集***

技术领域

本实用新型涉及一种用于城市快速路互通立交规划设计中的数据采集***，尤其是涉及一种用于城市快速路互通立交的仿真设计中的数据采集***。

背景技术

城市快速路(urban expressway)是为满足城市中大容量、长距离、快速交通而修建的，设置中间连续分隔带、采用全封闭、全立交、全部或部分控制出入的道路***。快速路为车辆提供了在城市各区域间进行快速、安全、舒适的交通出行的功能。而枢纽型互通式立交是快速路***中的重要交通节点，是决定快速路能否发挥最大功能的关键。因此枢纽型互通式立交的规模和形式的科学合理性与否至关重要。

目前，由于社会经济的快速发展，城区外延，人口和用地规模不断的扩大，城市内跨区域、分组团、长距离的客货交通大幅度增加，增大了现状路网的交通压力。为了缓解急剧增长的交通需求和有限的道路交通设施之间的矛盾。虽然，近年来快速路在全国大量兴建，但对快速路***的研究，特别是快速路枢纽互通式立交的交通流特性及通行能力的研究尚属空白。城市迅速发展，导致城市交通需求迅猛增加，造成供需矛盾加大。尤其在早、晚高峰期间，交通拥堵经常发生在互通立交区出入口与交织区，使互通立交区成为快速路***的“交通瓶颈”地段。为此，必须开展对快速路互通立交通行能力的研究，以科学指导城市快速路的规划、设计和交通管理。

在进行快速互通立交通行能力研究中，如何采集到全面、准确、合理的现有互通立交交通流特征参数是至关重要的，目前，还没有功能完备的互通立交交通流特性参数采集装置。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中地不足，本实用新型提供一种城市快速路互通立交交通流特征参数采集***，该***不但能方便、全面、快速地采集到交通流特征参数，而且还可以以图示方式表示该特征参数，其输出形式多样化，为城市快速路互通立交通行能力的研究提供科学的基础数据。

为了解决上述技术问题，本实用新型城市快速路互通立交交通流特征参数采集***予以实现的技术方案是：该***包括分别与计算机联接的数据采集模块、数据处理模块和数据输出模块，所述数据采集模块包括多个车辆磁映像交通分析仪、车辆分型统计***、全球定位***和摄像机；所述数据采集模块还包括照相机和手工计数器；所述车辆磁映像交通分析仪采用NC-97型车辆磁映像交通分析仪，所述车辆分型统计***采用MetroCount车辆分型统计***；所述数据采集模块与计算机的联接是所述数据采集模块中各仪器端口与计算机端口的联接。

本实用新型城市快速路互通立交交通流特征参数采集***，其中，所述数据处理模块包括设置在各仪器内的数据处理子***，和AutoCAD计算机辅助设计模块及文档处理模块。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：由于本实用新型城市快速路互通立交交通流特征参数采集***中采用了技术先进的采集仪器，准确地记录交通流量、车速、车体长度，记录路表温度、路表湿滑干燥度和道路使用率等实测数据；并计算出车头时距、密度等交通流特征参数。剔除无效数据后利用文档处理模块生成包含坐标和时间的文档，并采用AutoCAD计算机辅助设计模块划出车辆行驶轨迹的CAD图。最终，数据输出模块以不同的文件格式如数据表格、图表或图形形式输出结果，所获得的快速路交通流特性，为快速路的规划、设计和管理提供了大量的科学基础数据。

附图说明

图1是本实用新型城市快速路互通立交交通流特征参数采集***的结构框图；

图2是快速路基本路段中采集仪器布置示意图；

图3是合流区采集仪器布置示意图；

图4是分流区采集仪器布置示意图；

图5是交织区及匝道出入口采集仪器布置示意图；

图6是左转半定向、定向匝道采集仪器布置示意图；

图7是环形匝道采集仪器布置示意图；

图8是交织区车辆换车道行为观测方案示意图；

图9是合流区车辆换车道行为观测方案示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，本实用新型城市快速路互通立交交通流特征参数采集***包括分别与计算机联接的数据采集模块、数据处理模块和数据输出模块，所述数据采集模块包括多个车辆磁映像交通分析仪、车辆分型统计***、全球定位***、摄像机、照相机和手工计数器等还包括其它物品和耗材诸如：卷尺、坡度尺、射钉枪、锤子、钉子、胶带、反光背心、隔离墩等等。所述数据采集模块与计算机的联接是所述数据采集模块中各仪器端口与计算机端口的联接。所述数据处理模块包括设置在各仪器内的数据处理子***，和AutoCAD计算机辅助设计模块及文档处理模块。

本实用新型城市快速路互通立交交通流特征参数采集***，其中，所述车辆磁映像交通分析仪选择了国际上先进的NC-97型车辆磁映像交通分析仪，其功能是记录交通流量、车速、车体长度，记录路表温度、路表湿滑干燥度和道路使用率等；可以计算出车头时距、密度等。所述车辆分型统计***采用MetroCount车辆分型统计***，其功能是通过记录车轴经过传感器的时刻可以计算出速度、流量、车头时距、轴距、轴数等。GPS全球定位***可以提供高精度的车辆定位信息、记录行驶速度、时间和行驶轨迹。在高处架设摄像机，拍摄道路和交通情况，来记录道路条件、交通量、交通组成以及主线和匝道交织过程；可以与上述的相关采集仪器一同使用，剔除交通量采集仪采集到的失效数据；结合路面施划的标线，进行车辆换车道位置的标定。计算机用来设置数据采集仪的基本信息并存储数据。照相机，用来拍摄道路条件、交通条件、仪器布设等各方面的现场照片。手工计数器，配合秒表用来同步记录分合流区及交织区的高峰小时交通量。

城市快速路互通立交交通流特征参数采集***中数据采集工作主要内容包括，桥上和桥下转向交通量的人工调查，基本路段、分/合流区、交织区和匝道的数据采集，以及车辆运行特性观测等。这些实测数据一方面用于立交交通特性分析，另一方面用于理论分析、仿真模型的标定、验证和仿真实验。对快速路基本路段交通流进行观测可获得快速路交通流特性，为快速路的规划、设计和管理提供依据。

实施例：

下面以对天津中心城区快速路上的卫昆立交、天津津昆立交和天津津塘立三座具有典型代表的快速路互通立交交通流特征参数的采集为例描述本实用新型的仪器布置、数据采集、处理和输出过程：

(1)在快速路基本路段的双向8条车道上铺设了多块NC-97采集仪，为防止NC-97记录其它车道车辆，将仪器错开布置，图2是仪器布置图。

(2)分/合流区交通特性比基本路段复杂。尤其是最外侧车道在分/合流点前后的交通特性会发生变化。观测时主要采用断面观测法。使用NC-97与MetroCount，可以得到各车道分车型的速度、交通量、车头时距等数据，合流区仪器布置如图3所示，分流区仪器布置如图4所示。

(3)交织区是交通流运行最为复杂的区域，也是影响互通立交通行能力的重要因素。为了便于分析交织区的交通特性，分别对交织区及匝道出入口进行数据采集，具体仪器布置如图5所示。观测时主要采用断面观测法和人工计数法。使用NC-97和MetroCount，可以得到各车道分车型的速度、交通量、车头时距等数据。同时设置人工观测点，使用机械式计数器，纪录通过观测点的车流量数据和交织车辆情况。

(4)匝道是立交桥与周边道路联络的重要通道，匝道的形式决定了互通立交的形式。匝道的平曲线和纵坡的组合形式对通行能力的影响亦比较复杂。上述选择的三座立交桥已经包含了所有较常用形式的匝道，包括左转半定向匝道、S型右转匝道和环形匝道。采用特定路段观测法。使用NC-97和MetroCount，可以得到各车道分车型的速度、交通量、车头时距等数据。

对于半定向匝道(例如：天津卫昆立交)，每天早晚高峰时，大量来往于市区和北京、机场、塘沽区的车辆都经过这条半定向匝道，交通量较大，对这条匝道进行细致观测有助于通过实测数据分析其通行能力。将NC-97分布于匝道各个关键点进行采集，同时在坡底和坡顶分别安装两台MetroCount统计车辆在坡底和坡顶的速度。

对于定向匝道(例如：天津津昆立交)，每天早晚高峰时，大量来往于市区和塘沽区的车辆都经过这条定向匝道，交通量较大，对这条匝道进行细致观测有助于通过实测数据分析其通行能力。将NC-97分布于匝道各个关键点进行采集，同时在坡底和坡顶分别安装两台MetroCount统计车辆在坡底和坡顶的速度。对于半定向匝道和定向匝道的仪器布置如图6所示。

对于S型右转匝道(例如：天津津塘立交)，在线形最不利及车速最低处，安装了一块NC-97，采集车速，用于标定仿真模型中的车辆期望速度。

对于环形匝道(例如：天津津塘立交)，由于其四个半径均较小，有的已接近最小极限值，因此很典型。由于匝道全天的流量不大，要用仿真的方法研究其通行能力，所以主要采用NC-97记录交通流的速度，用于标定这种匝道的车速。对于S型右转匝道和环行匝道的仪器布置如图7所示。

换车道位置的数据采集方法是：首先从合流区和交织区的一端开始，在路面上每隔10米喷一条白线，直到另一端。然后在高处架摄像机拍摄车辆运行过程，通过后期统计分析，标定出车辆一般换车道距离和强制换车道距离。现场实施如图8和图9所示。其中，交织区上下游三角端导流线长31米和27米，交织区中心虚线为2米-4米，主线中心虚线为6米-9米；合流区上游三角端导流线长45米+36米＝81米，合流区中心虚线为6米-9米。

全球定位***GPS可以最短每隔0.1秒记录车辆所在的位置坐标，从而可以计算出车辆的速度和加速度。因此，利用GPS的这一强大功能可以进行典型车辆的加减速度特性观测和各种匝道上车辆速度变化特性观测。采用GPS进行观测的匝道包括：右转匝道、半定向匝道，环形匝道、S型右转匝道。典型车型包括微型车(如：夏利)、小客车(如：北京吉普)、大客车(如金龙)、载重货车(如东风多利卡)。

历经多天交通调查，采集到了上述三座天津快速路典型互通立交数300多小时的的交通流数据，经过数据处理模块的处理形成数据处理汇总表，如下表所示。

数据处理汇总表

以上观测的数据可以用仪器自身数据处理模块或相关数据处理模块进行分析，对于环形交叉口调查车牌照数据和GPS数据，可以分别采用环形交叉口转向比例程序在″直行-左转-右转″和″直行-右转-左转″两种不同的优先级下对每5分钟的车牌照数据进行匹配统计，得到入口每辆车的运行方向，从而确定转向比例。另外，GPS数据处理程序可以截取任意时间段的数据，剔除无效数据后利用文档处理模块生成包含坐标和时间的文档，并采用AutoCAD计算机辅助设计模块划出车辆行驶轨迹的CAD图。最终，数据输出模块以不同的文件格式如数据表格、图表或图形形式输出结果，所获得的快速路交通流特性，为快速路的规划、设计和管理提供了大量的科学基础数据。

综上所述，利用本实用新型参数采集***通过对城市快速路典型互通立交区观测，收集到了快速路基本路段，互通立交分/合流区、交织区和各种匝道的交通流特征参数；为后期建立相应的数据库及通行能力理论分析模型、确定服务水平的速度和密度、建立适合该城市快速路互通立交交通流特性的通行能力分析模型，最终以该模型指导城市快速路互通立交选型的设计奠定了基础。

尽管结合附图对本实用新型进行了上述描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本实用新型的保护之列。

Claims

1.一种城市快速路互通立交交通流特征参数采集***，包括分别与计算机联接的数据采集模块、数据处理模块和数据输出模块，其特征在于，所述数据采集模块包括多个车辆磁映像交通分析仪、车辆分型统计***、全球定位***和摄像机；所述数据采集模块还包括照相机和手工计数器；所述车辆磁映像交通分析仪采用NC-97型车辆磁映像交通分析仪，所述车辆分型统计***采用MetroCount车辆分型统计***；所述数据采集模块与计算机的联接是所述数据采集模块中各仪器端口与计算机端口的联接。

2.根据权利要求1所述的城市快速路互通立交交通流特征参数采集***，其特征在于：所述数据处理模块包括设置在各仪器内的数据处理子***，和AutoCAD计算机辅助设计模块及文档处理模块。