[发明专利]一种降雨天气下城市道路间断交通流延误时间预测方法

权利要求书

1.一种降雨天气下城市道路间断交通流延误时间预测方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1：气象数据、交通流数据筛选预处理，基于气象数据分析降水强度等级、车辆检测器检测得到交通流数据，整理获取的交通流量、速度、占有率等基础道路交通运行数据；

步骤2：根据降水强度等级划分标准，建立不同等级下气象数据和交通数据的对应关系，搭建降雨情景下道路交通流数据映射环境，基本数据关系表达如下：

式中，和分别为在降雨强度等级l下的气象数据和交通数据，r_lower,r_upper分别为降水量的上下限，q,u分别为交通流量和交通速度；

步骤3：针对不同降水强度等级，融合相关气象和交通数据，分别建立相应的交通流关系方程，构建降水条件下的路段交通流参数关系模型

F_i＝f_i(l,q,u)

式中，l代表降水强度等级，q代表此时的交通流量，u代表路段平均交通流速度；

步骤4：构建信号控制交叉口交通流集散波基础模型，分析在不同降水强度等级下信号控制交叉口交通流的集结波、消散波运行规律，分别获取相应的集散波波速参数等，基于集散波理论形成降水条件下的交叉口交通流集散波模型为

式中，w为交通流集散波波速，q₁和q₂分别代表上游和下游的交通流量，k₁和k₂分别代表上游和下游的交通流密度，u₂和u₁分别代表上游和下游的交通流平均速度；

步骤5：计算交通流集散波波速w

计算集结波的波速

w₁＝q₁u₁/(q₁-u₁k_lm)，

计算消散波的波速

w₂＝k_lmu_lm/k_lm-k_lj，

式中，w₁为路口红灯时交通流在进口排队的波速，w₂为路口绿灯后排队的交通流相继驶离路口的波速，k_lm为降水强度等级l下的饱和交通密度，u_lm为降水强度等级l下的饱和交通流速度，k_lj为降水强度等级l下的堵塞交通密度；

步骤6：交通状态判别，分析判别道路交叉口交通流运行状态，基于集散波模型，以车辆通过交叉口的排队次数为参考，当车辆没有停车或只有一次停车排队即可通过路口时，初步判定此时交通处于欠饱和状态，当车辆在路口排队等待的停车次数超过一次时，初步判定此时交通处于过饱状态，当车辆均需一次排队停车等待或者接近停车状态才能通过路口，判定交通处于临界饱和状态；

步骤7：道路交通间断流延误时间分析，两个相邻路口之间，机动车i通过上下游交叉口的时间分别为t’_i,t_i，通过上游交叉口后机动车i以速度u_i行驶至排队车辆队尾并停车等待，下游交叉口绿灯放行后，机动车i以饱和交通速度u_m通过交叉口，根据机动车通过无信号控制交叉口条件下的理论时间t_n，和实际机动车通过下游交叉口的实际时间t_i，计算延误时间T_delay；

式中，t_i为机动车通过下游交叉口的实际时间，t_n为机动车通过无信号控制交叉口条件下的理论时间，l为路段长度，d为同方向的交叉口宽度；

步骤8：基于实际集散波的道路交通间断流延误预测结果，结合路口交通信号控制参数，构建实际道路交通间断流集散波模型，获得在不同降水强度等级下相应的延误时间预测结果。