一種機非隔離設置方案獲取方法技術

本發明專利技術提供一種機非隔離設置方案獲取方法，包括以下步驟：步驟10)采集路網基礎數據；步驟20)根據所述路網基礎數據，搭建機非干擾元胞傳輸模型；步驟30)根據所述機非干擾元胞傳輸模型，采用遺傳算法，得到路網機非隔離設置方案。本發明專利技術的一種機非隔離設置方案獲取方法，能夠找到合適路段的機非隔離方案，合理地建設機非硬隔離設施，減少不必要的資源浪費。減少不必要的資源浪費。減少不必要的資源浪費。

【技術實現步驟摘要】
一種機非隔離設置方案獲取方法


[0001]本專利技術屬于城市交通規劃
，具體涉及一種機非隔離設置方案獲取方法。

技術介紹

[0002]目前國內城市道路中次干路、支路路段大多存在機動車道與非機動車道共板且用標線分隔的路段，即機非軟隔離路段。由于機動車和非機動車之間沒有物理隔離即硬隔離設施，非機動車往往會隨著流量的增加而越過標線在機動車道上進行超車，對其周圍的機動車運行產生影響，增加了車輛延誤時間，降低了道路的通行能力，進而影響整個路網的性能。通過在非機動車道和機動車道間設置硬隔離設施可以有效的減少路段上的機非沖突，但是設置硬隔離設施需要投入大量的建設經費，同時部分路段機動車或非機動車較少，增設機非硬隔離后效果不佳，所以在無需設置機非硬隔離的情況下一般不增設機非硬隔離設施。因此，為了更加合理的建設機非硬隔離設施，減少不必要的資源浪費，我們建立機非干擾元胞傳輸模型，以機動車路段橫斷面通過最大人流量為目標，選擇適合該路段的機非隔離方案，最后以宏觀基本圖作為評估方法，從宏觀角度評估新方案的對原路網性能的影響，進而確定新方案的可行性。

技術實現思路

[0003]本專利技術所要解決的技術問題是：提供一種機非隔離設置方案獲取方法，能夠找到合適路段的機非隔離方案，合理地建設機非硬隔離設施，減少不必要的資源浪費。
[0004]為解決上述技術問題，本專利技術實施例提供一種機非隔離設置方案獲取方法，包括以下步驟：
[0005]步驟10)采集路網基礎數據；
[0006]步驟20)根據所述路網基礎數據，搭建機非干擾元胞傳輸模型；
[0007]步驟30)根據所述機非干擾元胞傳輸模型，采用遺傳算法，得到路網機非隔離設置方案。
[0008]作為本專利技術實施例的進一步改進，所述步驟20)包括：
[0009]步驟201)根據所述路網基礎數據，擬合得到機非越線次數函數；
[0010]步驟202)根據所述路網基礎數據，通過機非越線次數函數，將多值元胞模型和元胞傳輸模型結合，建立得到機非干擾元胞傳輸模型。
[0011]作為本專利技術實施例的進一步改進，所述機非越線次數函數如式(1)所示：
[0012]η＝β0+β1x1+β2width
非機
???????????????????????
式(1)
[0013]式中，η表示單位距離非機動車越線次數，x1表示單位距離非機動車數量，width
非機
表示非機動車道寬度，β0表示第一參數，β1表示第二參數，β2表示第三參數。
[0014]作為本專利技術實施例的進一步改進，所述多值元胞模型采用EBCA1路段模型，所述元胞傳輸模型采用CTM節點模型。
[0015]作為本專利技術實施例的進一步改進，所述步驟202)具體包括：
[0016]步驟2021)利用式(2)，將EBCA1路段模型的元胞長度與CTM節點模型的元胞長度一一對應：
[0017][0018]式中，λ表示CTM節點模型a路段的第λ個元胞，表示CTM節點模型a路段單個元胞長度，表示EBCA1路段模型a路段單個元胞長度；
[0019]步驟2022)利用式(3)，將EBCA1路段模型的仿真步長與CTM節點模型的仿真步長一一對應：
[0020]ξ＝z
×
τ
??????????????????????????????
式(3)
[0021]式中，ξ表示EBCA1路段模型的第ξ個仿真步長，z表示CTM節點模型的第z個仿真步長，τ表示CTM節點模型一個步長所用時間，單位為秒；
[0022]步驟2023)提取EBCA1路段模型中ξ時刻第到第個元胞中非機動車數量和a路段中非機動車寬度代入非機動車越線次數函數中，計算得ξ時刻非機動車越線次數η(ξ)；
[0023]步驟2024)利用式(4)計算ξ時刻CTM節點模型a路段第λ個元胞在非機動車越線影響下的最大承載能力
[0024][0025]式中，fix()表示向0取整函數,表示ξ時刻CTM節點模型a路段第λ個元胞在沒有非機動車越線影響下的最大承載能力；
[0026]步驟2025)將引入到CTM節點模型的計算表達式(5)中：
[0027][0028]式中，表示ξ時刻a路段第λ個元胞在最大承載能力下，能接受上游元胞λ
?
1駛入下游元胞λ的機動車數量，表示ξ時刻a路段第λ個元胞的最大流入量，表示ξ時刻a路段第λ個元胞的最大承載能力，表示ξ時刻a路段第λ個元胞的車輛數；
[0029]得到機非干擾元胞傳輸模型。
[0030]作為本專利技術實施例的進一步改進，所述步驟30)具體包括：
[0031]步驟301)初始化種群編碼，對路網的路段進行編號；遺傳算法采用0
?
1編碼，0表示該路段機非軟隔離，1表示該路段機非硬隔離，生成一個N
×
A的種群矩陣；種群矩陣的第n行代表第n個路網機非隔離方案，第a列代表第a個路段；
[0032]步驟302)以各路段倒數第二個元胞b所有時刻流入的最大人流量之和最大作為適應度函數，適應度函數的表達式為式(6)：
[0033][0034]式中，f(max)表示適應度函數，表示a路段倒數第二個元胞b從CTM節點模型第一個步長開始到仿真結束z＝z
max
所能流入的最大人流量之和，m1表示機動車最大載客人數，m2表示非機動車最大載客人數；
[0035]將種群矩陣中N個個體代入機非干擾元胞傳輸模型進行仿真，得到每個個體的適應度值，記錄適應度函數值最大的個體；
[0036]步驟303)通過輪盤賭法選擇種群中的個體進行交叉和變異的操作，輪盤賭法中個體被選擇的概率如式(7)所示：
[0037][0038]式中，f表示適應度函數值；
[0039]選擇出N個父代個體；
[0040]步驟304)將被選擇的父代個體兩兩交叉，隨機選擇交叉位置進行交叉操作，交叉后形成兩個子代個體；
[0041]步驟305)在生成的子代中以預設變異概率p
變異
隨機選擇子代個體，并隨機確定變異位置改變編碼數字；經過交叉、變異共計生成N個子代個體，并返回步驟302)重新計算，直到運算至最大迭代次數或找到適應度函數的最大值，則輸出最優個體，輸出的最優個體為路網新機非隔離設置方案。
[0042]與現有技術相比，本專利技術的技術方案具有以下有益效果：本專利技術實施例提供的機非隔離設置方案獲取方法，建立機非干擾元胞傳輸模型，以機動車路段橫斷面通過最大人流量為目標，選擇適合該路段的機非隔離方案。本專利技術實施例方法建立的機非干擾元胞傳輸模型，使用的多值元胞模型和元胞傳輸模型的每一個元胞都可以容納多輛非機動車或機動車，不需要顯示元胞內車輛的換道跟馳規則，只需關注非機動車流和機動車流的動態分配，可輕松針對大型路網的機非混行交通流進行建模，模型的搭建便捷，運行的效率更高。本專利技術實施例方法，將遺傳算法代入機本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種機非隔離設置方案獲取方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟10)采集路網基礎數據；步驟20)根據所述路網基礎數據，搭建機非干擾元胞傳輸模型；步驟30)根據所述機非干擾元胞傳輸模型，采用遺傳算法，得到路網機非隔離設置方案。2.根據權利要求1所述的機非隔離設置方案獲取方法，其特征在于，所述步驟20)包括：步驟201)根據所述路網基礎數據，擬合得到機非越線次數函數；步驟202)根據所述路網基礎數據，通過機非越線次數函數，將多值元胞模型和元胞傳輸模型結合，建立得到機非干擾元胞傳輸模型。3.根據權利要求2所述的機非隔離設置方案獲取方法，其特征在于，所述機非越線次數函數如式(1)所示：η＝β0+β1x1+β2width
非機
?????????????
式(1)式中，η表示單位距離非機動車越線次數，x1表示單位距離非機動車數量，width
非機
表示非機動車道寬度，β0表示第一參數，β1表示第二參數，β2表示第三參數。4.根據權利要求2所述的機非隔離設置方案獲取方法，其特征在于，所述多值元胞模型采用EBCA1路段模型，所述元胞傳輸模型采用CTM節點模型。5.根據權利要求4所述的機非隔離設置方案獲取方法，其特征在于，所述步驟202)具體包括：步驟2021)利用式(2)，將EBCA1路段模型的元胞長度與CTM節點模型的元胞長度一一對應：式中，λ表示CTM節點模型a路段的第λ個元胞，表示CTM節點模型a路段單個元胞長度，表示EBCA1路段模型a路段單個元胞長度；步驟2022)利用式(3)，將EBCA1路段模型的仿真步長與CTM節點模型的仿真步長一一對應：ξ＝z
×
τ
??????????????????????
式(3)式中，ξ表示EBCA1路段模型的第ξ個仿真步長，z表示CTM節點模型的第z個仿真步長，τ表示CTM節點模型一個步長所用時間，單位為秒；步驟2023)提取EBCA1路段模型中ξ時刻第到第個元胞中非機動車數量和a路段中非機動車寬度代入非機動車越線次數函數中，計算得ξ時刻非機動車越線次數η(ξ)；步驟2024)利用式(4)計算ξ時刻CTM節點模型...

【專利技術屬性】
技術研發人員：江航，楊光，李俊升，麻永建，楊業涵，胡冉，李金金，陳永攀，劉斐，曾向陽，
申請(專利權)人：河南省城鄉規劃設計研究總院股份有限公司，
類型：發明
國別省市：