CN107562983B - 一种城市快速路匝道区域换道空间优化方法及装置 - Google Patents
一种城市快速路匝道区域换道空间优化方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供的一种城市快速路匝道区域换道空间优化方法及装置，其中所述方法包括：基于将建模参数输入VISSIM软件得到的快速路仿真模型，通过设置不同的出匝道比例、不同的主路单车道交通量和不同的换道空间，获取与每个出匝道比例对应的最佳换道空间，以及与每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间。本发明提供的换道空间优化方法，使得基于该最佳的换道空间设计的快速路，可以使车辆在出口匝道区域更加顺利通过，减少延误或者拥堵。
Description
技术领域
本发明涉及互联网技术领域，更具体地，涉及一种城市快速路匝道区域换道空间优化方法及装置。
背景技术
城市快速路作为城市道路网的主骨架和主动脉，在提供大容量交通走廊、屏蔽过境交通、调节城市路网结构、优化土地利用布局等方面发挥出了巨大作用，同时也取得了很好的社会收益。但由于持续高速增长的交通需求，这种收益正在被日益削弱，城市快速路的交通安全问题和交通拥挤问题日益严重。快速路的拥堵会严重影响城市交通效率的发挥，而随意、无序换道行为，尤其是出口匝道附近的换道行为，会严重影响城市快速路的通行能力。
目前，针对匝道区域通行能力的研究方法主要有两种。第一种是通过大量实测数据，建立主线外侧车道流量与主线流量、匝道流量的回归关系模型。第二种方法是以间隙接受理论为基础，选择不同的主线车头时距分布函数，而得出各种形式的通行能力计算模型。
但以上两种方法都具有其自身局限性：仅考虑了匝道的结构、长度、车辆速度等因素对交通流的影响,且车辆在行驶过程中采用统一的直行、换道规则，从而使得基于上述两种方法研究得到的匝道区域通行能力不太准确，进而使得基于该匝道区域通行能力获取的换道空间也不太准确，导致基于该换道空间设计的快速路容易造成拥堵。
发明内容
针对上述的技术问题，本发明提供一种城市快速路匝道区域换道空间优化方法及装置。
第一方面，本发明提供一种城市快速路匝道区域换道空间优化方法，包括：基于将建模参数输入VISSIM软件得到的快速路仿真模型，通过设置不同的出匝道比例、不同的主路单车道交通量和不同的换道空间，获取与每个出匝道比例对应的最佳换道空间，以及与每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间；
其中，所述建模参数包括：实地监测的道路长度、主路单车道交通量、辅路单车道交通量、车道数、限制车速、出匝道比例、换道空间、车辆类型及出口匝道形状；
所述基于将建模参数输入VISSIM软件得到的快速路仿真模型，通过设置不同的出匝道比例、不同的主路单车道交通量和不同的换道空间，获取与每个出匝道比例对应的最佳换道空间，包括：
通过控制变量法控制所述换道空间和所述出匝道比例，获取所述每个出匝道比例和每个换道空间各自对应的车辆出主路的第一旅行时间、出匝道的第二旅行时间以及第一平均速度；
根据所述第一旅行时间、所述第二旅行时间以及所述第一平均速度，获取所述出匝道比例与所述换道空间的第一数值关系；
根据所述第一数值关系，获得与所述每个出匝道比例对应的最佳换道空间；
所述第一旅行时间为所述车辆出主路的平均通行时间，所述第二旅行时间为所述车辆出匝道的平均通行时间。
其中，所述城市快速路匝道区间优化方法进一步包括：通过控制变量法控制换道空间和主路单车道交通量，获取不同的主路单车道交通量和不同的换道空间，所对应的车辆出主路的第三旅行时间、出匝道的第四旅行时间以及第二平均速度；根据所述第三旅行时间、第四旅行时间和第二平均速度，获取与不同的主路单车道交通量对应的最佳换道空间。
其中，所述根据所述第一旅行时间、第二旅行时间和第一平均速度，获取与不同的出匝道比例对应的最佳换道空间的步骤包括：根据所述第一旅行时间、第二旅行时间以及第一平均速度，获取所述出匝道比例与所述换道空间的第一数值关系；根据所述第一数值关系，获得与不同的出匝道比例对应的最佳换道空间。
其中，所述根据所述第三旅行时间、第四旅行时间和第二平均速度，获取与不同的主路单车道交通量对应的最佳换道空间的步骤包括：根据所述第三旅行时间、第四旅行时间以及第二平均速度，获取所述主路单车道交通量与所述换道空间的第二数值关系；根据所述第二数值关系，获得与不同的主路单车道交通量对应的最佳换道空间。
其中，所述根据所述第一数值关系，获得与不同的出匝道比例对应的最佳换道空间的步骤包括：根据所述第一数值关系，获取车辆从进主路至出匝道的旅行时间与所述换道空间的第一函数关系；以及车辆出匝道的平均车速与所述换道空间的第二函数关系；根据所述第一函数关系和第二函数关系，获得与不同的出匝道比例对应的最佳换道空间。
其中，所述根据所述第二数值关系，获得与不同的主路单车道交通量对应的最佳换道空间的步骤包括：根据所述第二数值关系，获取车辆从进主路至出匝道的旅行时间与所述换道空间的第三函数关系；以及车辆出匝道的平均车速与所述换道空间的第四函数关系；根据所述第三函数关系和第四函数关系，获得与不同的主路单车道交通量对应的最佳换道空间。
第二方面，本发明提供一种城市快速路匝道区域换道空间优化装置，包括：
获取模块，用于基于将建模参数输入VISSIM软件得到的快速路仿真模型，通过设置不同的出匝道比例、不同的主路单车道交通量和不同的换道空间，获取与每个出匝道比例对应的最佳换道空间，以及与每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间；
其中，所述建模参数包括：实地监测的道路长度、主路单车道交通量、辅路单车道交通量、车道数、限制车速、出匝道比例、换道空间、车辆类型及出口匝道形状；
所述基于将建模参数输入VISSIM软件得到的快速路仿真模型，通过设置不同的出匝道比例、不同的主路单车道交通量和不同的换道空间，获取与每个出匝道比例对应的最佳换道空间，包括：
通过控制变量法控制所述换道空间和所述出匝道比例，获取所述每个出匝道比例和每个换道空间各自对应的车辆出主路的第一旅行时间、出匝道的第二旅行时间以及第一平均速度；
根据所述第一旅行时间、所述第二旅行时间以及所述第一平均速度，获取所述出匝道比例与所述换道空间的第一数值关系；
根据所述第一数值关系，获得与所述每个出匝道比例对应的最佳换道空间；
所述第一旅行时间为所述车辆出主路的平均通行时间，所述第二旅行时间为所述车辆出匝道的平均通行时间。
第三方面，本发明提供一种城市快速路匝道区域换道空间优化设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中，
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述的方法。
第四方面，本发明提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述的方法。
本发明提供的一种城市快速路匝道区域换道空间优化方法及装置，通过将与匝道区间优化有关的参数输入VISSIM软件建立快速路仿真模型，使得获得的快速路仿真模型更加科学和完善；以及通过设置不同的参数，可以确定出在不同的出匝道比例所对应的最佳的换道空间；以及不同的主路单车道交通量所对应的最佳的换道空间，使得基于该最佳的换道空间设计的快速路，可以使车辆在出口匝道区域更加顺利通过，减少延误或者拥堵。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的城市快速路匝道区域换道空间优化方法的流程图；
图2为图1所述的城市快速路匝道区域换道空间优化方法中的城市快速路仿真模型；
图3为图1所述的城市快速路匝道区域换道空间优化方法中的旅行时间与换道空间的函数关系；
图4为图1所述的城市快速路匝道区域换道空间优化方法中的平均速度与换道空间的函数关系；
图5为本发明实施例提供的城市快速路匝道区域换道空间优化设备结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的城市快速路匝道区域换道空间优化方法的流程图，该方法包括：基于将建模参数输入VISSIM软件得到的快速路仿真模型，通过设置不同的出匝道比例、不同的主路单车道交通量和不同的换道空间，获取与每个出匝道比例所对应的换道空间，以及与每个主路单车道交通量所对应的换道空间；其中，所述建模参数包括：实地监测的道路长度、主路单车道交通量、辅路单车道交通量、车道数、限制车速、出匝道比例、换道空间、车辆类型及出口匝道形状。
其中，VISSIM是一种微观的、基于时间间隔和驾驶行为的仿真建模工具，用以城市交通和公共交通运行的交通建模。它可以分析各种交通条件下，如车道设置、交通构成、交通信号、公交站点等，城市交通和公共交通的运行状况，是评价交通工程设计和城市规划方案的有效工具。
具体地，结合图1，在对城市快速路匝道区间进行优化时，首先确定与匝道区间优化有关的参数，即，建模参数，该建模参数包括：实地监测的道路长度(即，主路长度和辅路长度)、主路单车道交通量、辅路单车道交通量、车道数(即，主路车道数和辅路车道数)、限制车速(即，主路限制车速、辅路限制车速和匝道限速)、出匝道比例、换道空间、车辆类型及出口匝道形状，例如，部分的建模参数如表1所示，但并不局限于此。
然后将该建模参数输入VISIM软件进行建模，从而得到快速路仿真模型，如图2所示，且将出匝道比例、主路单车道交通量和换道空间设置为变量。基于得到的快速路仿真模型，通过设置不同的出匝道比例和不同的换道空间，得到与每个出匝道比例所对应的最佳换道空间；以及设置不同的主路单车道交通量和不同的换道空间，得到与每个主路单车道交通量所对应的最佳换道空间，从而使得用户可以根据出匝道比例和主路单车道交通量选取合适的换道空间。
表1建模参数
| 参数名称 | 设置值 |
| 主路长度 | 1800m |
| 辅路长度 | 500m |
| 主路车道数 | 4 |
| 辅路车道数 | 2 |
| 辅路输入流量 | 400pcu/h/ln |
| 车辆构成 | 小汽车 |
| 主路限速 | 80km/h |
| 辅路限速 | 50km/h |
| 匝道限速 | 40km/h |
在本发明实施例中，通过将与匝道区间优化有关的参数输入VISSIM软件建立快速路仿真模型，使得获得的快速路仿真模型更加科学和完善；以及通过设置不同的参数，可以确定出每个出匝道比例所对应的最优的换道空间；以及每个主路单车道交通量所对应的最优的换道空间，基于该最优的换道空间设计的快速路，可以使车辆在出口匝道区域更加顺利通过，减少延误或者拥堵。
在上述实施例的基础上，城市快速路匝道区间优化方法进一步包括：通过控制变量法控制换道空间和出匝道比例，获取每个出匝道比例和每个换道空间各自对应的车辆出主路的第一旅行时间、出匝道的第二旅行时间以及第一平均速度；根据所述第一旅行时间、第二旅行时间和第一平均速度，获取与每个出匝道比例所对应的最佳换道空间。
具体地，在利用VISSIM软件建立好快速路仿真模型后，在出口匝道附近设置交通量检测器、在出主路位置设置第一旅行时间检测器，以及在出匝道位置设置第二旅行时间检测器；交通量检测器用于检测该断面的交通量和平均车速，旅行时间检测器用于检测车辆进主路至出匝道的平均通行时间，即，旅行时间。例如，在出口匝道前方100处设置交通量检测器、在出口匝道前方1200处设置第一旅行时间检测器和在出口匝道后方300处设置第二旅行时间检测器，如图2所示。
然后基于快速路仿真模型，通过控制变量法控制换道空间和出匝道比例，即控制换道空间或者出匝道比例不变，利用交通量检测器、第一旅行时间检测器和第二旅行时间检测器，得到每个出匝道比例和每个换道空间各自对应的车辆出主路的第一旅行时间、出匝道的第二旅行时间和第一平均车速，例如，设置的不同的换道空间为：S＝[50，100，150，200，250，300，350，400，450，500，550，600，700，800，850，900，950，1000，1050，1100，1150，1200](单：m)；不同的出匝道比例为：r＝[5％，10％，15％，20％，25％，30％，35％，40％，45％，50％]，但并不局限于此。选择出主路的第一旅行时间、出匝道的第二旅行时间和出匝道的第一平均速度为指标，输出仿真结果，则得到如表2所示的第一旅行时间、表3所示的第二旅行时间和表4所示的第一平均车速。
表2第一旅行时间(s)
表3第二旅行时间(s)
表4第一平均速度(Km/h)
然后根据第一旅行时间、第二旅行时间和第一平均车速，分析得出：随着换道空间的增加，第一旅行时间和第二旅行时间会逐渐减小至某一数值之后，保持稳定不变，此后换道空间的增加不会引起第一旅行时间和第二旅行时间的变化。在同一出匝道比例下，换道空间越大，第一平均车速越大，且平均车速也越接近理想车速；在同一换道空间下，出匝道比例越大，车辆间的相互影响也越大，导致第一平均车速减小，从而使得第一旅行时间和第二旅行时间也会随之增加。从而得到每个出匝道比例所对应的最佳换道空间。
在本发明实施例中，通过控制变量法控制换道空间和出匝道比例，得到与不同的出匝道比例所对应的最佳换道空间，使得基于该最佳换道空间设计的快速路，可以使车辆在出口匝道区域更加顺利通过，减少延误或者拥堵。
在上述各实施例的基础上，所述城市快速路匝道区间优化方法进一步包括：通过控制变量法控制换道空间和主路单车道交通量，获取每个主路单车道交通量和每个换道空间各自对应的车辆出主路的第三旅行时间、出匝道的第四旅行时间以及第二平均速度；根据所述第三旅行时间、第四旅行时间和第二平均速度，获取与每个主路单车道交通量所对应的最佳换道空间。
具体地，在得到与每个出匝道比例所对应的最佳换道空间后，同样基于快速路仿真模型，通过控制变量法控制换道空间和主路单车道交通量，即控制换道空间或者主路单车道交通量不变，利用交通量检测器、第一旅行时间检测器和第二旅行时间检测器，得到每个主路单车道交通量和每个换道空间所对应的车辆出主路的第三旅行时间、出匝道的第四旅行时间和第二平均车速，例如，设置的不同的换道空间为：S＝[50，100，150，200，250，300，350，400，450，500，550，600，650，700，750，800，850，900，950，1000，1050，1100，1150，1200](单位：m)，不同的主路单车道车交通量为：Q＝[900，1000，1100，1200，1300，1400，1500，1600，1700，1800](单位pcu)，但并不局限于此。选择出主线的第三旅行时间、出匝道的第四旅行时间和出匝道的第二平均速度为指标，输出仿真结果，则得到如表5所示的第三旅行时间、表6所示的第四旅行时间和表7所示的第二平均车速。
表5第三旅行时间(s)
表6第四旅行时间(s)
表7第二平均速度(Km/h)
然后根据第三旅行时间、第四旅行时间和第二平均车速，分析得出随着换道空间的增加，第三和第四旅行时间会逐渐减小至某一数值之后，保持稳定不变，此后换道空间的增加不会引起旅行时间的变化。在主路单车道交通量不变时，换道空间越大，第二平均车速也越大；在同一换道空间下，主路单车道交通量越大，车辆间的相互影响也越大，第二平均车速减小，第三和第四旅行时间也会随之增加。从而得到每个主路单车道交通量所对应的最佳换道空间，进而可以根据不同的出匝道比例和不同的主路单车道交通量选择最佳的换道空间。
在本发明实施例中，通过控制变量法控制换道空间和主路单车道交通量，得到与每个主路单车道交通量所对应的最佳换道空间，使得基于该最佳换道空间设计的快速路，可以使车辆在出口匝道区域更加顺利通过，减少延误或者拥堵。
在上述各实施例的基础上，所述根据所述第一旅行时间、第二旅行时间和第一平均速度，获取与每个出匝道比例对应的最佳换道空间的步骤包括：根据所述第一旅行时间、第二旅行时间以及第一平均速度，获取所述出匝道比例与所述换道空间的第一数值关系；根据所述第一数值关系，获得与每个出匝道比例对应的最佳换道空间。
具体地，在得到每个出匝道比例和每个换道空间所对应的车辆出主路的第一旅行时间、出匝道的第二旅行时间以及第一平均速度后，可以根据第一旅行时间、第二旅行时间和第一平均速度，得到出匝道比例与换道空间的数值关系，例如，根据表2所示的第一旅行时间、表3所示的第二旅行时间，以及表4所述的第一平均速度，可以得出：第一旅行时间稳定在65秒左右，第二旅行时间稳定在80秒左右，第一平均速度稳定在77km/h左右。且当出匝道比例小于40％时，出匝道比例每增加5％，相应的换道空间需要增加50～100米，才能使第一旅行时间、第二旅行时间和第一平均速度趋于稳定值；而当出匝道比例大于或等于40％时，出匝道比例每增加5％，则需要增加300米以上的换道空间，才能使第一旅行时间、第二旅行时间和第一平均速度趋于稳定值，从而保证快速路的通行畅通。从而可以根据该数值关系得到与每个出匝道比例对应的最佳换道空间。
在本发明实施例中，通过出匝道比例与换道空间的数值关系，分析得出每个出匝道比例对应的最佳换道空间，使得该最佳换道空间更准确。
在上述各实施例的基础上，所述根据所述第三旅行时间、第四旅行时间和第二平均速度，获取与每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间的步骤包括：根据所述第三旅行时间、第四旅行时间以及第二平均速度，获取所述主路单车道交通量与所述换道空间的第二数值关系；根据所述第二数值关系，获得与每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间。
具体地，在得到每个主路单车道交通量和每个换道空间所对应的车辆出主路的第三旅行时间、出匝道的第四旅行时间以及第二平均速度后，可以根据第三旅行时间、第四旅行时间和第二平均速度，得到出匝道比例与换道空间的数值关系，例如，根据表5所示的第三旅行时间、表6所示的第四旅行时间，以及表7所述的第二平均速度，可以得出：第三旅行时间稳定在62秒左右，第二旅行时间稳定在73秒左右，第一平均速度稳定在80km/h左右。且当主路单车道交通量小于1400pcu(Passenger Car Unit，当量交通量)时，主路单车道交通量每增加100pcu，单车道交通量每增加100pcu时，第三和第四旅行时间会随之增加1秒左右，第二平均速度会下降2km/h，相应的换道空间需要增加50～100米，才能使第三旅行时间、第四旅行时间和第二平均速度趋于稳定值，从而保证快速路的通行畅通。从而可以根据该数值关系得到与每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间。
在本发明实施例中，通过主路单车道交通量与换道空间的数值关系，分析得出每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间，使得该最佳换道空间更准确。
在上述各实施例的基础上，所述根据所述第一数值关系，获得与每个出匝道比例对应的最佳换道空间的步骤包括：根据所述第一数值关系，获取车辆从进主路至出匝道的旅行时间与所述换道空间的第一函数关系；以及车辆出匝道的平均车速与所述换道空间的第二函数关系；根据所述第一函数关系和第二函数关系，获得与每个出匝道比例对应的最佳换道空间。
具体地，在得到出匝道比例与换道空间的第一数值关系后，可以通过分析该第一数值关系得到车辆从进主路至出匝道的旅行时间与换道空间的第一函数关系，例如，结合表2中所示的与每个出匝道比例和每个换道空间对应的第一旅行时间，以及结合表3中所示的与每个出匝道比例和每个换道空间对应的第二旅行时间，可以得到如图3所示的旅行时间与换道空间的第一函数关系，从图3可知，旅行时间和换道空间是一个近似于反比的关系，换道空间越大，旅行时间越小，当换道空间大于最佳换道空间时，换道空间的变化对旅行时间不会有太大影响，此时的旅行时间近似等于最短旅行时间。
然后还可以根据出匝道比例与换道空间的第一数值关系，获得车辆出匝道的平均车速与换道空间的第二函数关系，例如，结合表4中所示的每个出匝道比例与每个换道空间对应的第一平均速度，可以得到如图4所示的平均速度与换道空间的第二函数关系，从图4可知，换道空间和平均速度是一个近似于正比的关系，换道空间越大，平均速度越大，当换道空间大于最佳换道空间时，换道空间的变化对平均速度不会有太大影响。从而根据图3和图4，得到与每个出匝道比例对应的最佳换道空间，如表8所示。
表8与不同出匝道比例对应的最佳换道空间(主路单车道交通量1200pcu/h/ln)
| 出匝道比例 | 5％ | 10％ | 15％ | 20％ | 25％ |
| 最佳换道空间m | 200 | 300 | 350 | 400 | 450 |
| 出匝道比例 | 30％ | 35％ | 40％ | 45％ | 50％ |
| 最佳换道空间m | 500 | 600 | 950 | >1200 | >1200 |
在本发明实施例中，通过基于车辆从进主路至出匝道的旅行时间与换道空间的第一函数关系，以及车辆出匝道的平均速度与换道空间的第二函数关系，获取的与每个出匝道比例对应的最佳换道空间更准确和合适，从而使得基于该准确的最佳换道空间设计的快速路，能够减少车辆的延误和道路拥堵情况。
在上述各实施例的基础上，所述根据所述第二数值关系，获得与每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间的步骤包括：根据所述第二数值关系，获取车辆从进主路至出匝道的旅行时间与所述换道空间的第三函数关系；以及车辆出匝道的平均车速与所述换道空间的第四函数关系；根据所述第三函数关系和第四函数关系，获得与每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间。
具体地，在得到主路单车道交通量与换道空间的第二数值关系后，可以通过分析该第二数值关系得到车辆从进主路至出匝道的旅行时间与换道空间的第三函数关系，例如，结合表5中所示的与每个主路单车道交通量和每个换道空间对应的第三旅行时间，以及结合表6中所示的与每个主路单车道交通量和每个换道空间对应的第四旅行时间，同样可以得到如图3所示的旅行时间与换道空间的第三函数关系，从图3可知，旅行时间和换道空间是一个近似于反比的关系，换道空间越大，旅行时间越小，当换道空间大于最佳换道空间时，换道空间的变化对旅行时间不会有太大影响，此时的旅行时间近似等于最短旅行时间。
然后还可以根据主路单车道交通量与换道空间的第二数值关系，获得车辆出匝道的平均车速与换道空间的第四函数关系，例如，结合表7中所示的每个主路单车道交通量与每个换道空间对应的第一平均速度，同样可以得到如图4所示的平均速度与换道空间的第四函数关系，从图4可知，换道空间和平均速度是一个近似于正比的关系，换道空间越大，平均速度越大，当换道空间大于最佳换道空间时，换道空间的变化对平均速度不会有太大影响。从而根据图3和图4，得到与每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间，如表9所示。
表9与不同的主路单车道交通量对应的最佳换道空间(出匝道比例20％)
| 主路单车道交通量pcu | 900 | 1000 | 1100 | 1200 | 1300 |
| 最佳换道空间m | 200 | 250 | 300 | 400 | 450 |
| 主路单车道交通量pcu | 1400 | 1500 | 1600 | 1700 | 1800 |
| 最佳换道空间m | 500 | 700 | 800 | 900 | 1200 |
在本发明实施例中，通过基于车辆从进主路至出匝道的旅行时间与换道空间的第三函数关系，以及车辆出匝道的平均速度与换道空间的第四函数关系，获取的与每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间更准确和合适，从而使得基于该准确的最佳换道空间设计的快速路，能够减少车辆的延误和道路拥堵情况。
本发明实施例提供的城市快速路匝道区域换道空间优化装置，该装置包括：获取模块，用于基于将建模参数输入VISSIM软件得到的快速路仿真模型，通过设置不同的出匝道比例、不同的主路单车道交通量和不同的换道空间，获取与每个出匝道比例所对应的换道空间，以及与每个主路单车道交通量所对应的换道空间；其中，所述建模参数包括：实地监测的道路长度、主路单车道交通量、辅路单车道交通量、车道数、限制车速、出匝道比例、换道空间、车辆类型及出口匝道形状。
具体地，在对城市快速路匝道区间进行优化时，首先确定好的建模参数输入VISIM软件进行建模，从而得到快速路仿真模型，如图2所示，且将出匝道比例、主路单车道交通量和换道空间设置为变量。基于得到的快速路仿真模型，通过设置不同的出匝道比例和不同的换道空间，获取模块获取到与每个出匝道比例所对应的最佳换道空间；以及设置不同的主路单车道交通量和不同的换道空间，获取模块获取到与每个主路单车道交通量所对应的最佳换道空间，从而使得用户可以根据出匝道比例和主路单车道交通量选取合适的换道空间。
在本发明实施例中，通过将确定好的建模参数输入VISSIM软件建立快速路仿真模型，使得获得的快速路仿真模型更加科学和完善；以及通过设置不同的参数，获取模块确定出每个出匝道比例所对应的最优的换道空间；以及每个主路单车道交通量所对应的最优的换道空间，基于该最优的换道空间设计的快速路，可以使车辆在出口匝道区域更加顺利通过，减少延误或者拥堵。
图5为本发明实施例提供的城市快速路匝道区域换道空间优化设备的结构框图，如图5所示，该设备包括：处理器(processor)501、存储器(memory)502和总线503；
其中，所述处理器501和存储器502通过所述总线503完成相互间的通信；
所述处理器501用于调用所述存储器502中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：基于将建模参数输入VISSIM软件得到的快速路仿真模型，通过设置不同的出匝道比例、不同的主路单车道交通量和不同的换道空间，获取与每个出匝道比例对应的最佳换道空间，以及与每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间。
本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：基于将建模参数输入VISSIM软件得到的快速路仿真模型，通过设置不同的出匝道比例、不同的主路单车道交通量和不同的换道空间，获取与每个出匝道比例对应的最佳换道空间，以及与每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种城市快速路匝道区域换道空间优化方法，其特征在于，包括：
基于将建模参数输入VISSIM软件得到的快速路仿真模型，通过设置不同的出匝道比例、不同的主路单车道交通量和不同的换道空间，获取与每个出匝道比例对应的最佳换道空间，以及与每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间；
其中，所述建模参数包括：实地监测的道路长度、主路单车道交通量、辅路单车道交通量、车道数、限制车速、出匝道比例、换道空间、车辆类型及出口匝道形状；
所述基于将建模参数输入VISSIM软件得到的快速路仿真模型，通过设置不同的出匝道比例、不同的主路单车道交通量和不同的换道空间，获取与每个出匝道比例对应的最佳换道空间，包括：
通过控制变量法控制所述换道空间和所述出匝道比例，获取所述每个出匝道比例和每个换道空间各自对应的车辆出主路的第一旅行时间、出匝道的第二旅行时间以及第一平均速度；
根据所述第一旅行时间、所述第二旅行时间以及所述第一平均速度，获取所述出匝道比例与所述换道空间的第一数值关系；
根据所述第一数值关系，获得与所述每个出匝道比例对应的最佳换道空间；
所述第一旅行时间为所述车辆出主路的平均通行时间，所述第二旅行时间为所述车辆出匝道的平均通行时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
通过控制变量法控制换道空间和主路单车道交通量，获取每个主路单车道交通量和每个换道空间各自对应的车辆出主路的第三旅行时间、出匝道的第四旅行时间以及第二平均速度；
根据所述第三旅行时间、第四旅行时间和第二平均速度，获取与每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三旅行时间、第四旅行时间和第二平均速度，获取与每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间的步骤包括：
根据所述第三旅行时间、第四旅行时间以及第二平均速度，获取所述主路单车道交通量与所述换道空间的第二数值关系；
根据所述第二数值关系，获得与每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一数值关系，获得与每个出匝道比例对应的最佳换道空间的步骤包括：
根据所述第一数值关系，获取车辆从进主路至出匝道的旅行时间与所述换道空间的第一函数关系；以及车辆出匝道的平均车速与所述换道空间的第二函数关系；
根据所述第一函数关系和第二函数关系，获得与每个出匝道比例对应的最佳换道空间。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二数值关系，获得与每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间的步骤包括：
根据所述第二数值关系，获取车辆从进主路至出匝道的旅行时间与所述换道空间的第三函数关系；以及车辆出匝道的平均车速与所述换道空间的第四函数关系；
根据所述第三函数关系和第四函数关系，获得与每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间。
6.一种城市快速路匝道区域换道空间优化装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于基于将建模参数输入VISSIM软件得到的快速路仿真模型，通过设置不同的出匝道比例、不同的主路单车道交通量和不同的换道空间，获取与每个出匝道比例对应的最佳换道空间，以及与每个主路单车道交通量对应的最佳换道空间；
其中，所述建模参数包括：实地监测的道路长度、主路单车道交通量、辅路单车道交通量、车道数、限制车速、出匝道比例、换道空间、车辆类型及出口匝道形状；
所述基于将建模参数输入VISSIM软件得到的快速路仿真模型，通过设置不同的出匝道比例、不同的主路单车道交通量和不同的换道空间，获取与每个出匝道比例对应的最佳换道空间，包括：
通过控制变量法控制所述换道空间和所述出匝道比例，获取所述每个出匝道比例和每个换道空间各自对应的车辆出主路的第一旅行时间、出匝道的第二旅行时间以及第一平均速度；
根据所述第一旅行时间、所述第二旅行时间以及所述第一平均速度，获取所述出匝道比例与所述换道空间的第一数值关系；
根据所述第一数值关系，获得与所述每个出匝道比例对应的最佳换道空间；
所述第一旅行时间为所述车辆出主路的平均通行时间，所述第二旅行时间为所述车辆出匝道的平均通行时间。
7.一种城市快速路匝道区域换道空间优化设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中，
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至5任一所述的方法。
8.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1至5任一所述的方法。
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