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      基于Van Aerde的城市主干路速度-流量模型研究

      2014-03-03 08:04:00鄒嬌陶剛劉俊閆永剛
      警察技術(shù) 2014年3期
      關(guān)鍵詞:主干路交通流檢測(cè)器

      鄒嬌 陶剛 劉俊 閆永剛

      城市交通管理集成與優(yōu)化技術(shù)公安部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 安徽科力信息產(chǎn)業(yè)有限責(zé)任公司

      基于Van Aerde的城市主干路速度-流量模型研究

      鄒嬌 陶剛 劉俊 閆永剛

      城市交通管理集成與優(yōu)化技術(shù)公安部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 安徽科力信息產(chǎn)業(yè)有限責(zé)任公司

      速度和流量是道路交通安全管理、事件報(bào)警、應(yīng)急處置重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。采用Autoscope視頻檢測(cè)器采集的速度和流量數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源,進(jìn)行系統(tǒng)分析,結(jié)合其曲線(xiàn)趨勢(shì),選擇使用Van Aerde經(jīng)典模型為基礎(chǔ)模型,根據(jù)交通三參數(shù)之間的關(guān)系得出速度-流量關(guān)系,在此基礎(chǔ)上根據(jù)交通流在自由流、飽和流、阻塞流狀態(tài)下的交通特征重新推導(dǎo),并結(jié)合國(guó)內(nèi)城市主干路實(shí)際情況進(jìn)行模型參數(shù)標(biāo)定,進(jìn)而得出城市主干路的速度-流量關(guān)系模型。

      Autoscope 視頻檢測(cè)器 Van Aerde 速度-流量關(guān)系

      一、引言

      交通流理論作為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn),是利用數(shù)學(xué)和物理學(xué)對(duì)交通流各參數(shù)及其之間的關(guān)系進(jìn)行定性和定量的分析?,F(xiàn)實(shí)中由于密度較難采集,在交通流理論中主要對(duì)速度-流量關(guān)系的研究比較普遍,最為廣泛應(yīng)用的是Greenshields速度-流量的拋物線(xiàn)關(guān)系模型,它是由線(xiàn)性的速度-密度關(guān)系推導(dǎo)得出。但是Greenshields存在一些問(wèn)題,該模型調(diào)查在假期調(diào)查,不具備代表性,且針對(duì)于連續(xù)的交通流。本文選擇荷蘭Van Aerde提出的速度-密度模型,然后根據(jù)交通三參數(shù)的關(guān)系得出速度-流量關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上根據(jù)交通流在自由流、飽和流和阻塞流狀態(tài)的交通特征不同,進(jìn)行推導(dǎo)修正,并對(duì)各個(gè)待定系數(shù)重新定義,結(jié)合實(shí)測(cè)速度-流量數(shù)據(jù)對(duì)其相關(guān)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。

      二、經(jīng)典Van Aerde模型推導(dǎo)

      Van Aerde描述的速度-流量關(guān)系如圖1所示。在交通流量較小的情況下,速度隨著流量變化幅度較小;當(dāng)趨近于飽和后,速度隨著流量變化幅度較大,而且Van Aerde所表述的速度-流量關(guān)系模型能反映出諸多因素的影響,如人的反應(yīng)時(shí)間,它所描述的速度-流量關(guān)系曲線(xiàn)沒(méi)有固定的格式,更能反映速度、流量之間的變化。

      Van Aerde描述的速度-密度關(guān)系表達(dá)式如下:

      由交通三參數(shù)的關(guān)系得:

      1. 當(dāng)交通流趨近于阻塞流時(shí)

      三、數(shù)據(jù)源分析

      四、模型參數(shù)標(biāo)定

      五、應(yīng)用

      結(jié)合Autoscope視頻檢測(cè)器采集的速度和流量數(shù)據(jù)確定vf、Qm、h0和t,代入c1、c2、c3的表達(dá)式,計(jì)算得出合肥市城市道路中主干路單向二車(chē)道、單向三車(chē)道、單向四車(chē)道的速度流量關(guān)系模型,具體見(jiàn)表1。

      ?

      通過(guò)PL/SQL從oracle數(shù)據(jù)庫(kù)視頻檢測(cè)器數(shù)據(jù)表中提取速度-流量數(shù)據(jù),在VS2005平臺(tái)上,利用ZedGraph控件,使用C#語(yǔ)言,實(shí)現(xiàn)模型曲線(xiàn)與實(shí)際數(shù)據(jù)散點(diǎn)擬合,效果如圖5所示。

      六、總結(jié)

      本文在分析經(jīng)典速度-流量關(guān)系曲線(xiàn)和城市主干路速度-流量散點(diǎn)圖的基礎(chǔ)上,結(jié)合速度-流量關(guān)系以及Van Aerde模型的特點(diǎn),對(duì)Van Aerde模型進(jìn)行推導(dǎo)和修正,進(jìn)行相關(guān)參數(shù)標(biāo)定,通過(guò)編碼實(shí)現(xiàn)模型與數(shù)據(jù)散點(diǎn)的擬合。

      [1] 王煒,過(guò)秀成.交通工程學(xué)[M].東南大學(xué)出版社,2000.

      [2] Hesham Rakha, Brent Crowther. A Comparison of the Greenshields, Pipes, and Van Aerde Car-Following and Traffic Stream Models[R].

      [3] 陳盛.城市道路交通流速度流量實(shí)用關(guān)系模型研究[D].東南大學(xué),2004.

      [4] 劉段清,景憲光. 也談追尾事故速度計(jì)算公式的修正[J].警察技術(shù),2007(03).

      [5] 覃峰.城市道路交通突發(fā)事件快速處置系統(tǒng)的構(gòu)建[J].警察技術(shù),2009(06).

      [6] 王立穎.城市交通管理集成與優(yōu)化技術(shù)[J].警察技術(shù),2013(01).

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