[发明专利]一种干线公路冰雪环境下交通运行可靠度预测方法

说明书

技术领域：

本发明属于交通运输管理领域，具体涉及一种干线公路冰雪环境下交通运行可靠度预测方法。

背景技术：

冰雪灾害是大量降雪造成大范围积雪并伴有冰冻的自然现象，冰雪灾害是我国北方经常发生的一种气象灾害，对干线公路运行效率和运行安全的影响极大。《中国灾害研究丛书》是我国对灾害学开展全面研究的重要成果。该丛书不仅从人文管理角度对灾害管理学、灾害经济学、灾害保障学等对灾害的预防和管理提出了新概念、新原理，还对我国的交通灾害、矿山灾害、地质地震灾害等灾害学科进行了较系统的研究，但是在交通运行管理中出现的交通运行可靠性问题尚没有详细的论述。

可靠性的概念最初来源于航空业，但最早作为一个专业学术名词是由美国麻省理工学院放射实验室,在1942年的一份报告中提出的，可靠性的本意是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力，作为可靠性程度的度量标准,可靠度是常用的评价指标之一。二次大战期间可靠性理论的研究主要用于军事用途,20世纪50年代后，随着军工、航天和工业技术等的发展，可靠性理论得以快速发展。随着可靠度理论应用领域的不断扩展，这一理论逐步被引入交通运输领域，20世纪末期，可靠性理论在铁路系统的维修和安全领域得到应用，尤其在电气化系统安全控制领域。后来为了及时反映自然灾害对道路网的影响程度，道路连通度可靠度的概念被提了出来，并逐渐被发展演变成行程时间可靠度和道路容量可靠度，国外学者发表的相关论文有：发表在2002年TRB国际会议上的《Travel Time Reliability with Risk》，2008年发表在期刊《Transportation Research Record》上的《Reliability of travel time:Effective measures from a behavioral point of view》等，美国Texas A&M大学的Devivannajakshi L博士，在其博士论文《Estimation and Prediction of Travel Time from Loop Detectors Data for Intelligent Transportation Systems Application》中也详细研究了道路行程时间可靠度的问题。

国内学者在消化吸收国外的研究成果基础上，结合我国交通系统的实际，将可靠度理论加以研究和应用，研究了交通系统运行时间可靠度和畅通可靠度，并建立了单元畅通可靠度和路网系统畅通可靠度的计算方法。并将可靠度理论应用于路网改扩建的评估上。同时在交通系统灾害可靠度领域得到应用。中国的一些学者在2000年《中国公路学报》上发表《交通网络可靠度及其通路算法研究》一文，2009年在《系统工程理论与实践》上发表《城市道路网络的行程时间可靠性》一文，北京工业大学的高爱霞博士，在其博士论文《城市快速路运行时间可靠度研究》中对交通运行可靠度也进行了深入的研究。但是目前的研究成果，主要集中在城市道路上，对冰雪环境下干线公路网的交通运行状态，以及冰雪环境下干线公路网的可靠度研究尚未不多见。

对于行程时间可靠性的判别标准，目前国内尚未制定认定标准，荷兰国家交通政策文件《Nota Mobility》中，将实际行程时间与平均行程时间之比的阈值认定为1.2倍，当大于阈值的概率超过90％时，即认为该路段不可靠。但是这种认定标准对于中国冰雪环境下的干线公路网可靠度，不一定合适。

综上所述，干线公路网冰雪环境下的交通运行可靠度研究对干线公路网的交通管理十分必要，目前的研究成果，对城市道路交通运行可靠度的研究较多，而对于冰雪环境下，干线公路网交通运行可靠度的研究不足，并且缺乏相应的判别标准。

发明内容：

针对上述问题，本发明提供一种干线公路冰雪环境下交通运行可靠度预测方法。

本发明包括如下步骤：步骤一、汽车某一时段在某一路段行驶的行程时间分析：对调查公路在无雪和积雪两种状态下的速度数据分别进行统计、分组并进行拟合检验，得出行车速度符合正态分布，因此行程时间必然也符合正态分布；

步骤二、采用行程时间可靠度作为评价行程时间稳定性的指标：行程时间可靠度是指在规定的时间内，车辆能从起点O到达讫点D的概率，该定义可以描述为：

R(t)＝P(X≤Y)    (1-1)

式中：R(t)——行程时间可靠度；X——行程时间随机变量；Y——规定的时间阈值；