[发明专利]一种基于路段和交叉口分布的城市汽车运行速度预测方法

摘要

本发明涉及一种基于路段和交叉口分布的城市汽车运行速度预测方法，采集对城市车辆行驶速度产生影响的交通环境信息数据，同时根据驾驶员行驶时的相关参数，将驾驶员分类；将以上采集测定得到基础交通环境变量参数进行计算得到平均路段长度城市最大交通密度Km、路段汽车平均加速度并输入公式得到城市汽车行驶速度分布曲线。适用于对不同城市进行汽车运行速度的预测，得到城市汽车运行速度曲线的一个可定量化模型，对我国城市汽车运行工况典型城市的选取提供较为确切的理论依据。

主权项

1.一种基于路段和交叉口分布的城市汽车运行速度预测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：采集对城市车辆行驶速度产生影响的交通环境信息数据如下：参数交叉口数量、道路路段的长度和数量、道路路段的道路权重、汽车保有量、人均出行次数；同时根据驾驶员行驶时的相关参数，将驾驶员分类为保守型、较保守性、正常型、较激进型和激进型五种类型；

步骤二：以城市某道路路段为研究对象，得到对于道路路段的汽车行驶速度与路段长度、车流量、交通密度和路段中停车数量比例的关系；将得到的路段速度分布模型，对城市路网整体应用，模型中的路段长度、路段车流量、路段中停车数量比例参数使用该参数在路网整体中对应的平均值，即城市平均路段长度、城市平均车流量、城市平均停车数量比例，推导得到以城市整体为对象的汽车行驶速度分布模型；

城市某道路路段可通行的道路长度L_r的表达式为，

L_r＝L_i,j‑N_s,j·l_v   (1)

其中，L_i,j为位于路口i和路口j的该路段总长度，l_v为停车时车辆平均占道长度，N_s,j为该路段中的停车车辆数，l_v和N_s,j可具体表达为

l_v＝l_vl+l_vb   (2)

N_s,j＝N_j·P_s,j   (3)

N_j＝Q_j·T   (4)

其中，l_vl为车辆平均车身长度，l_vb为最小车间距，N_j为该路段中总车辆数，P_s,j为该路段中停车车辆数比例，Q_j为该路段的车流量，

将(3)(4)式代入(1)式，得

L_r＝L_i,j‑Q_j·T·P_s,j·l_v   (5)

该道路路段中可通行的道路内汽车的行驶速度v_r，可表达为

∫v_r dt＝L_r   (7)

结合汽车的加速模式，这里仅选择匀加速模式作为推导示例，则此时汽车的行驶速度v_r也可表达为，对加速度求积分

将(7)式代入(5)式，得

求得t为

联立(8)(12)式，得

将(5)式代入(13)式，得

将(14)式应用到城市路网整体中，以单位时间进行表达，可近似得到

其中，为道路路段汽车平均加速度，为城市平均道路路段长度，为城市平均车流量，P_s为城市平均停车数辆比例，在城市整体中，l_v所表达的停车时车辆平均占道长度可近似表达为

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