本發(fā)明屬于智能交通，具體涉及一種基于多源數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)化跟馳模型的精細(xì)化標(biāo)定方法。

背景技術(shù)：

1、車輛跟馳（car?following,?cf）行為是最基本的微觀駕駛行為，描述了在限制超車的單行道上行駛車隊(duì)中相鄰兩車之間的相互作用。跟馳模型是運(yùn)用動(dòng)力學(xué)的方法來(lái)研究前導(dǎo)車（leading?vehicle，?lv）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化所引起跟馳車（following?vehicle，?fv）的相應(yīng)行為，通過(guò)分析各車輛逐一跟馳的方式來(lái)理解單車道交通流特性，從而在駕駛?cè)宋⒂^行為與交通宏觀現(xiàn)象之間架起一座橋梁。

2、簡(jiǎn)化跟馳模型主要用于大范圍車道級(jí)中觀交通模型仿真，模型假設(shè)車輛在短時(shí)間間隔內(nèi)具有恒定的加速度；簡(jiǎn)化跟馳模型的公開參數(shù)標(biāo)定方法較少，通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或參考其他跟馳模型參數(shù)標(biāo)定方法設(shè)置簡(jiǎn)化跟馳模型參數(shù)，導(dǎo)致參數(shù)標(biāo)定精細(xì)化程度不夠，影響仿真結(jié)果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的問題是提高簡(jiǎn)化跟馳模型的仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性，提出一種基于多源數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)化跟馳模型的精細(xì)化標(biāo)定方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種基于多源數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)化跟馳模型的精細(xì)化標(biāo)定方法，包括如下步驟：

4、s1.?獲取道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、地磁檢測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)、地磁檢測(cè)數(shù)據(jù)、浮動(dòng)車 gps數(shù)據(jù)；

5、s2.?基于步驟s1得到的道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，劃分道路等級(jí)，并對(duì)道路進(jìn)行打斷與合并操作；

6、s3.?對(duì)步驟s1得到的地磁檢測(cè)數(shù)據(jù)、浮動(dòng)車 gps數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，剔除缺失數(shù)據(jù)或異常數(shù)據(jù)，得到處理后的地磁檢測(cè)數(shù)據(jù)、處理后的浮動(dòng)車 gps數(shù)據(jù)；

7、s4.?基于步驟s3得到的處理后的地磁檢測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)定不同類型車輛的平均車輛長(zhǎng)度；

8、s5.?通過(guò)交叉口調(diào)查標(biāo)定不同類型車輛靜止時(shí)平均車頭間距；

9、s6.?基于步驟s4得到的不同類型車輛的平均車輛長(zhǎng)度和步驟s5得到的不同類型車輛靜止時(shí)平均車頭間距，計(jì)算不同類型車輛靜止時(shí)的平均有效車長(zhǎng)；

10、s7.?基于步驟s3得到的處理后的浮動(dòng)車 gps數(shù)據(jù)，標(biāo)定不同等級(jí)道路的自由流速度；

11、s8.?基于步驟s3得到的處理后的地磁檢測(cè)數(shù)據(jù)，標(biāo)定不同等級(jí)道路的通行能力及對(duì)應(yīng)的平均有效車長(zhǎng)；

12、s9.?計(jì)算不同等級(jí)道路的駕駛員反應(yīng)時(shí)間系數(shù)。

13、進(jìn)一步的，步驟s1中道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包括唯一編號(hào)，長(zhǎng)度、方向、道路等級(jí)、車道數(shù)、自由流速度；地磁檢測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)包括地磁設(shè)備編號(hào)、安裝位置的經(jīng)度、安裝位置的緯度、車道編號(hào)字段；地磁檢測(cè)數(shù)據(jù)包括地磁設(shè)備編號(hào)、時(shí)間戳、車輛類型、速度、車輛長(zhǎng)度；浮動(dòng)車 gps數(shù)據(jù)包括車輛 id、時(shí)間戳、經(jīng)度、緯度、速度、方向、狀態(tài)信息。

14、進(jìn)一步的，步驟s2的具體實(shí)現(xiàn)方法包括如下步驟：

15、s2.1.?設(shè)置道路等級(jí)，包括高速路、一級(jí)公路、快速路、立交匝道、二級(jí)公路、主干路、次干路、支路；將高速路、快速路進(jìn)一步分為高速路-隧道、高速路-非隧道、快速路-隧道、快速路-非隧道；

16、s2.2.?路段打斷與合并：設(shè)置立交匝道、二級(jí)公路、主干路、次干路、支路的路段 link長(zhǎng)度不超過(guò)350米，設(shè)置高速路、一級(jí)公路、快速路的路段 link不超過(guò)550米。

17、進(jìn)一步的，步驟s4的具體實(shí)現(xiàn)方法包括如下步驟：

18、s4.1.?通過(guò)transcad軟件將地磁檢測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)與道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)匹配；

19、s4.2.?關(guān)聯(lián)地磁檢測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)與地磁檢測(cè)數(shù)據(jù)；

20、s4.3.?將地磁檢測(cè)數(shù)據(jù)按照所在路段 link的道路進(jìn)行等級(jí)分組，將各分組數(shù)據(jù)按照車輛長(zhǎng)度從小到大排列，剔除車輛長(zhǎng)度最小的5%和最大的5%數(shù)據(jù)；

21、將不同類型車輛的分組數(shù)據(jù)取平均值，作為車型 type的平均車輛長(zhǎng)度，公式如下：

22、；

23、其中，?表示車型 type中第 i輛車的車輛長(zhǎng)度， n?表示車型 type的車輛總數(shù)。

24、進(jìn)一步的，步驟s5的具體實(shí)現(xiàn)方法包括如下步驟：

25、s5.1.?選擇多個(gè)通行大型車、中型車、小型車的交叉口，從垂直進(jìn)口道方向拍攝交叉口進(jìn)口道車輛排隊(duì)視頻；

26、s5.2.?從交叉口進(jìn)口道車輛排隊(duì)視頻中選擇車輛停車位置處道路標(biāo)線，測(cè)量道路標(biāo)線的長(zhǎng)度 l，以及視頻中道路標(biāo)線對(duì)應(yīng)的像素長(zhǎng)度 l，計(jì)算視頻中一個(gè)像素對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度；

27、s5.3.?測(cè)量交叉口進(jìn)口道車輛排隊(duì)視頻中車型 type的第 i輛車停車時(shí)車頭間距對(duì)應(yīng)的像素長(zhǎng)度，然后計(jì)算車輛靜止時(shí)與前車保持的車頭間距；

28、s5.4.?基于所有車頭間距數(shù)據(jù)按照車輛類型分組，各分組數(shù)據(jù)取平均值作為車型 type靜止時(shí)與前車保持的車頭間距，公式如下

29、；

30、其中，?表示車型 type中第 i輛車靜止時(shí)與前車保持的車頭間距。

31、進(jìn)一步的，步驟s6的計(jì)算公式如下：

32、；

33、其中，為車型 type靜止時(shí)的平均有效車長(zhǎng)。

34、進(jìn)一步的，步驟s7的計(jì)算公式如下：

35、s7.1.?篩選時(shí)間為凌晨1-5點(diǎn)、車輛狀態(tài)為載客的步驟s3得到的處理后的浮動(dòng)車 gps數(shù)據(jù)，基于位置關(guān)聯(lián)浮動(dòng)車gps數(shù)據(jù)點(diǎn)與道路路段 link；

36、s7.2.?將浮動(dòng)gps數(shù)據(jù)按照車輛id分組，然后按照時(shí)間順序從小到大排序；

37、s7.3.?遍歷車輛id，計(jì)算兩相鄰數(shù)據(jù)之間的路程和時(shí)間差，并計(jì)算車輛平均速度；

38、s7.4.?將不同速度數(shù)據(jù)按照對(duì)應(yīng)路段link的道路等級(jí) class、5分鐘時(shí)間間隔分組，計(jì)算道路等級(jí) class的分組 group的車輛平均速度，計(jì)算公式如下：

39、；

40、其中，表示道路等級(jí) class的分組 group中第 i輛車的平均速度數(shù)據(jù)；

41、s7.5.?對(duì)于每種道路等級(jí)，將各分組按照平均速度從小到大的順序排序，篩選出速度位于95%分位數(shù)的數(shù)據(jù)作為自由流速度。

42、進(jìn)一步的，步驟s8的計(jì)算公式如下：

43、s8.1.?對(duì)步驟s4得到的關(guān)聯(lián)路網(wǎng)路段 link和地磁檢測(cè)設(shè)備信息的地磁檢測(cè)數(shù)據(jù)，按照所在路段 link的道路等級(jí)、5分鐘間隔進(jìn)行分組，并統(tǒng)計(jì)各道路等級(jí)分組的車流量、車輛類型組成，計(jì)算車輛平均速度；

44、s8.2.?對(duì)于每種道路等級(jí)，將各道路等級(jí)分組按照車流量從小到大的數(shù)據(jù)排序，篩選出車流量位于90%-100%分位，且平均運(yùn)行速度大于該道路等級(jí)自由流速度80%的數(shù)據(jù)；

45、s8.3.?計(jì)算各道路等級(jí)流量的平均值作為該等級(jí)道路單車道5分鐘的車輛通行能力，并統(tǒng)計(jì)對(duì)應(yīng)的車輛類型組成，表達(dá)式為：

46、；

47、其中，表示道路等級(jí) class中第 k條數(shù)據(jù)的流量； m表示道路等級(jí) class的數(shù)據(jù)量；

48、s8.4.?將各道路等級(jí)單車道5分鐘的車輛通行能力換算為單車道高峰小時(shí)的車輛通行能力，并統(tǒng)計(jì)車輛類型組成，計(jì)算公式如下：

49、；

50、根據(jù)車輛類型組成、不同車型的平均有效車長(zhǎng)計(jì)算道路交通量接近通行能力時(shí)的不同道路等級(jí)的平均有效車長(zhǎng)，計(jì)算公式如下：

51、；

52、其中，表示等級(jí)為class的道路上類型為type的車輛數(shù)據(jù)所標(biāo)定的平均有效車長(zhǎng)，為等級(jí)為class的道路上類型為type的車輛的比例。

53、進(jìn)一步的，步驟s9的計(jì)算公式如下：

54、s9.1.?設(shè)置駕駛員反應(yīng)時(shí)間 responsetime為1.25s；

55、s9.2.?基于不同道路等級(jí)的通行能力、平均有效車長(zhǎng)、自由流速度、駕駛員反應(yīng)時(shí)間，計(jì)算不同道路等級(jí) class的駕駛員反應(yīng)時(shí)間系數(shù)，計(jì)算公式如下：

56、。

57、本發(fā)明的有益效果：

58、本發(fā)明所述的一種基于多源數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)化跟馳模型的精細(xì)化標(biāo)定方法，通過(guò)多源數(shù)據(jù)的融合與分析，方法能夠更加全面地考慮實(shí)際交通情況和復(fù)雜道路環(huán)境，避免了傳統(tǒng)方法中參數(shù)設(shè)置過(guò)于粗糙或過(guò)于簡(jiǎn)化的問題，顯著提高參數(shù)標(biāo)定的準(zhǔn)確性和車流仿真結(jié)果的可靠性，為交通管理與優(yōu)化提供更加精確的數(shù)據(jù)支持。