【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有乘客交换的车流通道通行能力评估方法，同时也涉及基于该车流通道通行能力评估方法的交通控制方法，还涉及相应的车流通道通行能力评估系统，属于交通工程。
技术介绍
1、航空、铁路等大型交通枢纽在城市交通中扮演着至关重要的角色，它们不仅连接城际交通，还与城内交通紧密相连，对客流集散起着关键作用。随着城市交通压力的不断增加，优化和控制枢纽车流和客流的集散能力，已成为运营部门关注的焦点。特别是乘客交换区，它作为枢纽陆侧汽车通道与枢纽连接的关键区域，乘客和车辆的交互直接影响着枢纽的集散能力，也形成了陆侧通道独特的交通特性。
2、在枢纽陆侧通道中，车流密度的增加会导致通行能力迅速下降，这一现象主要是由于车流与离港客流之间的交互过程。理论研究表明，车流状态转换的滞后性是导致通行能力下降的主要原因。这表明，大型枢纽陆侧通道的通行能力不能简单地通过直接测量来确定。
3、目前，交通流特性的描述主要依赖于数据拟合方法和基于排队论的交通流模型推导方法。交通流宏观基本图通过展示交通流量、速度和密度之间的关系，为交通流模型提供了直观的图像表现。现有的交通流模型包括线性、对数、指数速度-密度模型，ghr_m2模型，draw模型和edie模型等。这些模型各有其适用场景，但都存在局限性。例如，线性速度-密度模型在特定条件下的观测数据基础上推导而来，但并不具有广泛的适用性，无法描述道路通行能力下降的特征。对数速度-密度模型适用于交通拥堵状态，但在自由流状态下速度取值过大，不符合实际情况。指数速度-密度模型在低交通密度下论证得
4、综上所述，无论是基于数据拟合的经典交通流模型，还是基于排队理论推导的模型，都未能充分考虑枢纽陆侧通道中车流受乘客交换影响的状态转换滞后性，因此难以准确描述和估算通道的通行能力。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种具有乘客交换的车流通道通行能力评估方法。
2、本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种基于该车流通道通行能力评估方法的交通控制方法。
3、本专利技术所要解决的又一技术问题在于提供一种具有乘客交换的车流通道通行能力评估系统。
4、为实现上述技术目的，本专利技术采用以下的技术方案：
5、根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种具有乘客交换的车流通道通行能力评估方法，包括以下步骤：
6、步骤s1：设置乘客排队区域、车辆排队区域和车辆服务区的设施参数；
7、步骤s2：将车辆排队系统抽象成单车道排队系统；
8、步骤s3：使用受阈值控制的m/m/1排队模型模拟车辆的排队过程；
9、步骤s4：推导得到交通流模型；
10、步骤s5：根据实测数据拟合所述交通流模型，确定所述交通流模型的拟合参数；
11、步骤s6：选取指标mse、sse、mae、rmse和拟合优度(r-square)作为依据，评价所述交通流模型的拟合效果；
12、步骤s7：根据拟合后的所述交通流模型获得宏观基本图；
13、步骤s8：根据所述宏观基本图，得到实际状态下的最优车流密度；
14、步骤s9：获取所述车辆排队系统的车流密度；
15、步骤s10：比较所述车流密度与所述最优车流密度；当所述车流密度小于所述最优车流密度时，跳转至步骤s11；当所述车流密度大于所述最优车流密度时，跳转至步骤s12；
16、步骤s11：发出预警，放行车辆进入车辆排队区域，并跳转至步骤s9；
17、步骤s12：发出预警，限制车辆进入车辆排队区域，并跳转至步骤s9。
18、其中较优地，所述步骤s1提供的所述设施参数包括车辆排队区域的批次容量n，车辆排队区域和车辆服务区的长度i，车辆服务区的车道数m，乘客排队区域的队列数n，车辆自由流速度vf和通道车流阻塞密度kj。
19、其中较优地，所述步骤s4提供的交通流模型如下式所示：
20、
21、其中，n为车辆排队区域的批次容量；q为实际状态下的车流量，以车辆数计；k为实际状态下，车辆排队区域和车辆服务区的车流密度，以车辆数量计；vf为自由流速度；kj为通道车流阻塞密度；d为实际状态下，车辆排队区域排队长度的低阈值，以车辆数量计；u为实际状态下，车辆排队区域排队长度的高阈值，以车辆数量计；π(i，j)表示排队系统在状态j(j＝0，1)下队列长度为i的概率，以车辆批次计；j＝0表示系统为非拥堵状态，j＝1表示为拥堵状态。
22、其中较优地，所述步骤s5包括以下子步骤：
23、s51：确定拟合参数；
24、s52：按预定统计条件获取实测交通流数据，并拟合模型。
25、其中较优地，所述s51提供的拟合参数包括非拥挤状态下的车辆服务区的服务速率μ1，拥挤状态下的车辆服务区的服务速率μ2，车辆排队区域排队长度的低阈值d和车辆排队区域排队长度的高阈值u。
26、根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种基于上述车流通道通行能力评估方法的交通控制方法，具体包括以下步骤：
27、步骤s101：根据实际的大型枢纽陆侧通道情况，得到设施参数；其中，所述设施参数包括车辆排队区域的批次容量n，车辆排队区域和车辆服务区的长度1，车辆服务区的车道数m，乘客排队区域的队列数n，车辆自由流速度vf和通道车流阻塞密度kj；；
28、步骤s102：将所述设施参数代入下式，拟合非拥挤状态下的车辆服务区的服务速率μ1、拥挤状态下的车辆服务区的服务速率μ2、车辆排队区域排队长度的低阈值d和车辆排队区域排队长度的高阈值u，得到宏观基本图；
29、
30、其中，n为车辆排队区域的批次容量；q为实际状态下的车流量，以车辆数计；k为实际状态下，车辆排队区域和车辆服务区的车流密度，以车辆数量计；vf为自由流速度；kj为通道车流阻塞密度；d为实际状态下，车辆排队区域排队长度的低阈值，以车辆数量计；u为实际状态下，车辆排队区域排队长度的高阈值，以车辆数量计；π(i，j)表示排队系统在状态j(j＝0，1)下队列长度为i的概率，以车辆批次计；j＝0表示系统为非拥堵状态，j＝1表示为拥堵状态。
31、步骤s103：依据所述宏观基本图，得到实际状态下的最优车流密度kmm；
32、步骤s104：获得车辆排队区域的车流密度k；
33、步骤s105：比较所述车流密度k和所述最优车流密度kmm；当k＜kmm时，跳转至步骤s106；当k≥kmm时，跳转至步骤s107；
34、步骤s106：发出本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有乘客交换的车流通道通行能力评估方法，其特征在于包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的车流通道通行能力评估方法，其特征在于：
3.如权利要求1所述的车流通道通行能力评估方法，其特征在于所述步骤S4提供的交通流模型如下式所示：
4.如权利要求1所述的车流通道通行能力评估方法，其特征在于所述步骤S5包括以下子步骤：
5.如权利要求4所述的车流通道通行能力评估方法，其特征在于：
6.一种交通控制方法，基于权利要求1～5中任意一项所述的车流通道通行能力评估方法实现，其特征在于包括以下步骤：
7.一种具有乘客交换的车流通道通行能力评估系统，其特征在于包括车流密度采集模块、通行能力评估模块和信号输出模块；其中，
8.如权利要求7所述的车流通道通行能力评估系统，其特征在于还包括参数输入模块；其中，
【技术特征摘要】
1.一种具有乘客交换的车流通道通行能力评估方法，其特征在于包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的车流通道通行能力评估方法，其特征在于：
3.如权利要求1所述的车流通道通行能力评估方法，其特征在于所述步骤s4提供的交通流模型如下式所示：
4.如权利要求1所述的车流通道通行能力评估方法，其特征在于所述步骤s5包括以下子步骤：
5.如权利要求4所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑汉，陈军华，王志美，黄兆察，朱建昊，杨运泽，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
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