一種區(qū)域交通動態(tài)調(diào)控方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及城市交通管理與控制領(lǐng)域，具體地說是一種基于宏觀基本圖的區(qū)域交 通動態(tài)調(diào)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 城市中心區(qū)是指建成區(qū)內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)和土地開發(fā)活動最密集的那部分地域范圍。由 于城市中心區(qū)職能上的特點(diǎn)，城市中心區(qū)的交通往往呈現(xiàn)出突出的矛盾，大面積交通擁堵 與交通癱瘓已成為大中型城市中心區(qū)頻繁面臨的問題，無論從發(fā)生時(shí)間的頻度、還是從影 響范圍、速度，城市中心區(qū)的大面積交通擁堵對城市發(fā)展的總體影響日益明顯。
[0003] 通常交通擁堵的控制可以通過增加道路通行能力，或者減少交通需求這兩種方式 來實(shí)現(xiàn)。從現(xiàn)實(shí)的角度來說，不能靠無限制的修建新的交通設(shè)施擴(kuò)大路網(wǎng)規(guī)模來解決問題。 因此，在有限的資源條件下通過更好的交通管理控制手段對交通流進(jìn)行科學(xué)的調(diào)控來達(dá)到 緩解交通擁堵、提高城市機(jī)動性的目的，就變得更加重要。
[0004] 國內(nèi)外研究學(xué)者在大量研究后對于一些交通擁堵成因達(dá)成共識，如道路的阻塞與 區(qū)域的交通需求有關(guān)，當(dāng)達(dá)到路段通行能力上限時(shí)即會發(fā)生擁堵。DAGANZOC.F.在1996年 提出了一個(gè)合并操作的連續(xù)模型，該模型描述了封閉的城市快環(huán)的交通流在沒有外界干預(yù) 情況下逐漸陷入癱瘓狀態(tài)的過程，并研究通過限制主干路上的輸入流量的比例使其低于某 個(gè)臨界水平來防止交通癱瘓的發(fā)生。加拿大的HamiltonOntario通過研究高峰時(shí)期的交 通擁堵，研究了高峰期的交通擁堵與交通平衡理論的關(guān)系。結(jié)果表明在交通往返快速通道 的高峰期中，交通擁堵主要是由于達(dá)到了交通流量的上限。因此合理的控制路網(wǎng)的輸入流 量，以防止交通癱瘓的發(fā)生是解決交通擁堵的核心點(diǎn)。對于城市中心區(qū)而言，對中心區(qū)域交 通總量進(jìn)行調(diào)控是保障中心區(qū)交通順暢的一個(gè)重要的方法。
[0005] 交通總量控制是指最大限度地減少交通參與者的數(shù)量，縮短交通參與者的運(yùn)行時(shí) 間，減少交通參與者所占用的道路面積。當(dāng)城市中心區(qū)域路網(wǎng)交通負(fù)荷接近飽和或者過飽 和，沒有交通壓力轉(zhuǎn)移的余地時(shí)，交通總量控制就成為解決問題的一個(gè)很好的選擇。目前通 常采用的區(qū)域交通總量調(diào)控的手段主要有以下幾種：
[0006] 錯(cuò)峰出行：通過出行方式優(yōu)化以及文化宣傳等手段，采用錯(cuò)峰出行。例如德國的錯(cuò) 時(shí)上下班和彈性工作制，以及歐美等國提倡的交通出行"平峰"的手段。它有利于避免交通 擁堵的生成。錯(cuò)時(shí)上下班和彈性工作制不僅僅是充分利用了道路資源，減少了交通擁堵，同 時(shí)，也有利于減少環(huán)境污染和緩解公共交通運(yùn)力緊張的情況。目前，中國重慶、杭州、深圳、 溫州、濟(jì)南等城市也已相繼推行錯(cuò)時(shí)上下班制度。
[0007] 擁堵收費(fèi)：交通擁堵收費(fèi)是利用經(jīng)濟(jì)手段來控制交通需求的一種措施。交通擁堵 收費(fèi)作為交通需求管理中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，已經(jīng)在倫敦、新加坡等城市進(jìn)行了實(shí)踐。雖然擁 堵收費(fèi)在控制交通需求、緩解交通擁擠方面的效果很顯著，但是由于收費(fèi)時(shí)段、收費(fèi)區(qū)域、 收費(fèi)方式、收費(fèi)對象等涉及到政策、法規(guī)、市民的支持程度等各方面的問題，并不一定能夠 得到實(shí)施。
[0008] 按尾號限行：北京從2008年開始實(shí)施工作日車輛出行按尾號限行。2008年10月 13日是北京市實(shí)施按尾號限行措施的第一個(gè)工作日，在早高峰時(shí)段，擁堵道路減少約三分 之二，時(shí)速低于20公里的擁堵路段只有26條，而平時(shí)這一數(shù)量高達(dá)70余條。這種措施的 實(shí)施需具備基本的條件和時(shí)機(jī)。同時(shí)也有人認(rèn)為這種交通管控措施對交通擁堵的緩解只具 有短期效應(yīng)。
[0009] 以上幾種手段都是通過政策法規(guī)來調(diào)控城市中心區(qū)的交通總量，然而這兩種措施 不僅僅涉及交通問題，更涉及多元利益權(quán)衡，甚至影響到了公眾利益，容易引起爭議，此 外，擁堵收費(fèi)以及尾號限行的方式，只能短時(shí)緩解交通壓力，不具有長期效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中調(diào)控城市中心區(qū)的交通總量的 方法影響公眾利益、只能短時(shí)緩解交通壓力、長期執(zhí)行效果差的問題，從而提出一種以區(qū)域 邊界交通反饋控制和區(qū)域內(nèi)部均衡關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)負(fù)載為核心技術(shù)的適用于城市中心區(qū)的區(qū)域 交通動態(tài)調(diào)控方法。
[0011] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的提供一種區(qū)域交通動態(tài)調(diào)控方法，包括如下步 驟：
[0012] 在保障區(qū)域的周邊選取若干路口作為反饋門控制路口，
[0013] 將保障區(qū)域內(nèi)的路口根據(jù)出行0D分布和路口連通性進(jìn)行排序獲得關(guān)鍵路口，在 關(guān)鍵路口設(shè)置車輛檢測器；
[0014] 獲取各個(gè)路口的車流量；
[0015] 建立區(qū)域宏觀基本圖，根據(jù)路口的車流量實(shí)時(shí)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)宏觀凈流量，當(dāng)該網(wǎng)絡(luò)宏 觀凈流量達(dá)到閾值時(shí)啟動調(diào)控，讀取各個(gè)反饋門控制路口的數(shù)據(jù)，選擇進(jìn)入該保障區(qū)域流 量較大的路口，調(diào)整該路口信號燈，進(jìn)入保障區(qū)域方向的路段延長紅燈時(shí)間，離開保證區(qū)域 位置的方向延長綠燈時(shí)間，經(jīng)過一段時(shí)間后，重新進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)宏觀凈流量的判斷。
[0016] 優(yōu)選地，還包括在保障區(qū)域的外圍，設(shè)置可變信息牌對區(qū)域外的流量進(jìn)行誘導(dǎo)。
[0017] 優(yōu)選地，獲取各個(gè)路口的車流量時(shí)，在關(guān)鍵路口通過車輛檢測器檢測車流量，其余 無檢測器路口的流量通過關(guān)鍵路段的流量進(jìn)行預(yù)測。
[0018] 優(yōu)選地，對無檢測器路口的流量進(jìn)行預(yù)測的過程，包括：
[0019] 獲取設(shè)置車輛檢測器的路口上檢測器檢測到的流量；
[0020] 針對無檢測器的路口，獲取其周圍的檢測器；
[0021] 通過多元線性回歸的方式估計(jì)出無檢測器路口的流量。
[0022] 優(yōu)選地，所述關(guān)鍵路口確定的過程，包括
[0023] 從城市出行軌跡數(shù)據(jù)中提取出行的0D分布、路徑選擇的統(tǒng)計(jì)信息；
[0024] 構(gòu)建出行、路徑、路口對應(yīng)的模型；
[0025] 結(jié)合出行的路徑選擇比例和路口等級確定權(quán)重，得到關(guān)鍵路口。
[0026] 優(yōu)選地，所述區(qū)域宏觀基本圖的橫軸表示交通網(wǎng)絡(luò)宏觀凈流量，縱軸表示重點(diǎn)區(qū) 域凈車公里數(shù)，通過曲線擬合的方式獲得曲線函數(shù)。
[0027] 一種區(qū)域交通動態(tài)調(diào)控系統(tǒng)，包括：
[0028] 反饋單元：在保障區(qū)域的周邊選取若干路口作為反饋門控制路口，
[0029] 排序單元：將保障區(qū)域內(nèi)的路口根據(jù)出行0D分布和路口連通性進(jìn)行排序，獲得關(guān) 鍵路口，在關(guān)鍵路口設(shè)置車輛檢測器；
[0030] 流量獲取單元：獲取各個(gè)路口的車流量；
[0031] 調(diào)控單元：建立區(qū)域宏觀基本圖，根據(jù)路段的車流量實(shí)時(shí)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)宏觀凈流量，當(dāng) 該網(wǎng)絡(luò)宏觀凈流量達(dá)到閾值時(shí)啟動調(diào)控，讀取各個(gè)反饋門控制路口的數(shù)據(jù)，選擇進(jìn)入該保 障區(qū)域流量較大的路口，調(diào)整該路口信號燈，進(jìn)入保障區(qū)域方向的路段延長紅燈時(shí)間，離開 保證區(qū)域位置的方向延長綠燈時(shí)間，經(jīng)過一段時(shí)間后，重新進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)宏觀凈流量的判斷。
[0032] 優(yōu)選地，還包括誘導(dǎo)提示單元：在保障區(qū)域的外圍，設(shè)置可變信息牌對區(qū)域外的流 量進(jìn)行誘導(dǎo)。
[0033] 優(yōu)選地，流量獲取單元還包括：
[0034] 檢測器流量監(jiān)測單元：在關(guān)鍵路口通過車輛檢測器檢測車流量；
[0035] 流量預(yù)測單元：其余無檢測器路口的流量通過關(guān)鍵路口的流量進(jìn)行預(yù)測。
[0036] 優(yōu)選地，流量預(yù)測單元還包括：
[0037] 第一子單元：獲取設(shè)置檢測器的路口上檢測器檢測到的流量；
[0038] 第二子單元：針對無檢測器的路口，獲取其周圍的檢測器；
[0039] 第三子單元：通過多元線性回歸的方式估計(jì)出無檢測器路口的流量。
[0040] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)，
[0041] (1)本發(fā)明提供一種區(qū)