公交行驶路段社会车辆运行时间预测方法

摘要

本发明公开了一种公交行驶路段社会车辆运行时间预测方法，涉及城市交通流领域。本发明方法首先将公交行驶路段分为公交停靠影响区和非公交停靠影响区这两类路段；然后依据相应的路阻函数模型分别预测各路段的社会车辆运行时间；最后汇总各路段的社会车辆运行时间，得到最终的公交行驶路段社会车辆运行时间。本发明充分考虑了不同区域公交运行的不同特征，并根据相应特征对经典BPR路阻函数模型进行了修正，提高了社会车辆运行时间预测的准确性，具有相当的实用性，可用于城市公交管理，为公交线路设置、信号灯配时，设置公交优先信号等提供数据支持。

主权项

1.一种公交行驶路段社会车辆运行时间预测方法，其特征在于：首先将公交行驶路段分为公交停靠影响区和非公交停靠影响区这两类路段；然后依据相应的路阻函数模型分别预测各路段的社会车辆运行时间，具体按照以下各步骤：步骤A、采集各路段的交通流数据；步骤B、利用采集得到的交通流数据，分别标定公交停靠影响区和非公交停靠影响区的路阻函数模型，得到各自相应的社会车辆运行时间计算式；所述路阻函数模型是根据BPR路阻函数，并考虑公交停靠的影响，进行修正后得到的，具体为：●公交停靠影响区：$t=\{1+(\lambda ·f+\alpha )·{\left[\frac{q}{(1-t_0·r_b/\Sigma r_i)·c}\right]}^{\beta }\}{t}_s,$其中，t为公交停靠影响区的社会车辆平均运行时间，α、λ、β为待定参数，r_i为公交停靠影响区第i车道的利用系数，i为大于0的自然数，表示车道序号，r_b为公交停靠影响区最外侧车道的利用系数，c为公交停靠影响区道路实际通行能力，t_s为公交停靠影响区内自由流的行驶时间，q为公交停靠影响区的小时交通量，t₀为公交停靠影响区内每小时公交停靠占用最外侧车道时间，f为公交停靠影响区单位小时公交车停靠次数；●非公交停靠影响区：$t^{\prime }=t_s^{\prime }[1+{\alpha }^{\prime }{\left(\frac{q^{\prime }}{c^{\prime }}\right)}^{{\beta }^{\prime }}],$其中，α’、β’为待定参数，t′为非公交停靠影响区的社会车辆平均运行时间，c’为非公交停靠影响区道路实际通行能力，t′_s为非公交停靠影响区内自由流的行驶时间，q′为非公交停靠影响区的小时交通量；标定公交停靠影响区和非公交停靠影响区的路阻函数模型时采用“计算-标定-扰动-标定”四阶段法，具体为：步骤B1、计算该路段实际通行能力；所述路段实际通行能力按照以下公式计算：c＝γ×ξ×η×μ×c₀，其中，c表示该路段实际通行能力；c₀表示该路段单车道的理论通行能力，取值范围为1400pcu/h～2000pcu/h；γ为该路段非机动车影响修正系数，按照以下方法取值：当该路段有机非分隔带时，γ取值为1.0；没有机非分隔带且非机动车流小于100辆/h时，取值为0.8；没有机非分隔带但非机动车流大于或等于100辆/h时，γ＝0.8-(q_b/900+0.5-W₂)/W₁，q_b为该路段每小时非机动车流量，单位为辆/h，W₁为单向机动车道宽度，W₂为单向非机动车道宽度，单位均为米；ξ为该路段车道宽度影响修正系数，按照以下方法取值：当一条车道宽度W₀小于或等于3.5m时，ξ＝0.5(W₀-1.5)m；当一条车道宽度W₀大于3.5m时，ξ＝-0.54+1.88W₀/3-0.16W₀²/3；η为该路段车道数影响修正系数，等于各车道利用系数之和，各车道利用系数取值如下表：；μ为该路段交叉口影响修正系数，按照以下方法取值：当相邻交叉口间距s小于或等于200m时，μ＝g₀；当相邻交叉口间距s大于200m时，μ＝(0.73+0.0013s)g₀，其中g₀为交叉口绿信比，s为相邻交叉口的间距；步骤B2、参数的初次标定：预设待定参数的初始值，将该路段的交通流数据和步骤B1得到的该路段实际通行能力一起代入相应的路阻函数模型；利用IBM公司的SPSS软件回归获得待定参数的初次标定值，并绘制路阻函数模型曲线；步骤B3、参数扰动：对路段实际通行能力施加一定幅度的扰动，重新标定待定参数并绘制路阻函数模型变化曲线；步骤B4、参数的最终标定：根据步骤B3得到的路阻函数模型变化曲线，与原函数曲线比较，选取相对于原函数曲线变化小于1％的区域，将该路段的交通流数据与实际通行能力一起代入步骤B2得到的路阻函数并回归分析，确定待定参数的值，从而完成参数的最终标定；步骤C、根据步骤B得到的公交停靠影响区和非公交停靠影响区的社会车辆运行时间计算式，分别计算各路段的社会车辆运行时间；最后汇总各路段的社会车辆运行时间，得到最终的公交行驶路段社会车辆运行时间。