一種干線公路冰雪環(huán)境下交通運行可靠度預(yù)測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種干線公路冰雪環(huán)境下交通運行可靠度預(yù)測方法，它涉及交通運輸管理領(lǐng)域。它包括如下步驟：步驟一、汽車某一時段在某一路段行駛的行程時間分析；步驟二、采用行程時間可靠度作為評價行程時間穩(wěn)定性的指標；步驟三、計算冰雪災(zāi)害情況下的可靠度閾值。本發(fā)明可根據(jù)可靠度指標，判斷干線公路網(wǎng)冰雪情況下，交通運行情況，并判斷冰雪災(zāi)害是否發(fā)生，為交通運輸管理提供理論支撐。
【專利說明】一種干線公路冰雪環(huán)境下交通運行可靠度預(yù)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于交通運輸管理領(lǐng)域，具體涉及一種干線公路冰雪環(huán)境下交通運行可靠度預(yù)測方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]冰雪災(zāi)害是大量降雪造成大范圍積雪并伴有冰凍的自然現(xiàn)象，冰雪災(zāi)害是我國北方經(jīng)常發(fā)生的一種氣象災(zāi)害，對干線公路運行效率和運行安全的影響極大?！吨袊鵀?zāi)害研究叢書》是我國對災(zāi)害學(xué)開展全面研究的重要成果。該叢書不僅從人文管理角度對災(zāi)害管理學(xué)、災(zāi)害經(jīng)濟學(xué)、災(zāi)害保障學(xué)等對災(zāi)害的預(yù)防和管理提出了新概念、新原理，還對我國的交通災(zāi)害、礦山災(zāi)害、地質(zhì)地震災(zāi)害等災(zāi)害學(xué)科進行了較系統(tǒng)的研究，但是在交通運行管理中出現(xiàn)的交通運行可靠性問題尚沒有詳細的論述。
[0003]可靠性的概念最初來源于航空業(yè)，但最早作為一個專業(yè)學(xué)術(shù)名詞是由美國麻省理工學(xué)院放射實驗室，在1942年的一份報告中提出的，可靠性的本意是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，作為可靠性程度的度量標準，可靠度是常用的評價指標之一。二次大戰(zhàn)期間可靠性理論的研究主要用于軍事用途，20世紀50年代后，隨著軍工、航天和工業(yè)技術(shù)等的發(fā)展，可靠性理論得以快速發(fā)展。隨著可靠度理論應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展，這一理論逐步被引入交通運輸領(lǐng)域，20世紀末期，可靠性理論在鐵路系統(tǒng)的維修和安全領(lǐng)域得到應(yīng)用，尤其在電氣化系統(tǒng)安全控制領(lǐng)域。后來為了及時反映自然災(zāi)害對道路網(wǎng)的影響程度，道路連通度可靠度的概念被提了出來，并逐漸被發(fā)展演變成行程時間可靠度和道路容量可靠度，國外學(xué)者發(fā)表的相關(guān)論文有:發(fā)表在2002年TRB國際會議上的《Travel Time Reliability with Risk》，2008 年發(fā)表在期刊《TransportationResearch Record》上的《Reliability of travel time:Effective measures from abehavioral point of view》等，美國 Texas A&M 大學(xué)的 Devivannajakshi L 博士，在其博士論文〈〈Estimation and Prediction of Travel Time from Loop Detectors Data forIntelligent Transportation Systems Application》中也詳細研究了道路行程時間可靠度的問題。
[0004]國內(nèi)學(xué)者在消化吸收國外的研究成果基礎(chǔ)上，結(jié)合我國交通系統(tǒng)的實際，將可靠度理論加以研究和應(yīng)用，研究了交通系統(tǒng)運行時間可靠度和暢通可靠度，并建立了單元暢通可靠度和路網(wǎng)系統(tǒng)暢通可靠度的計算方法。并將可靠度理論應(yīng)用于路網(wǎng)改擴建的評估上。同時在交通系統(tǒng)災(zāi)害可靠度領(lǐng)域得到應(yīng)用。中國的一些學(xué)者在2000年《中國公路學(xué)報》上發(fā)表《交通網(wǎng)絡(luò)可靠度及其通路算法研究》一文，2009年在《系統(tǒng)工程理論與實踐》上發(fā)表《城市道路網(wǎng)絡(luò)的行程時間可靠性》一文，北京工業(yè)大學(xué)的高愛霞博士，在其博士論文《城市快速路運行時間可靠度研究》中對交通運行可靠度也進行了深入的研究。但是目前的研究成果，主要集中在城市道路上，對冰雪環(huán)境下干線公路網(wǎng)的交通運行狀態(tài)，以及冰雪環(huán)境下干線公路網(wǎng)的可靠度研究尚未不多見。
[0005]對于行程時間可靠性的判別標準，目前國內(nèi)尚未制定認定標準，荷蘭國家交通政策文件《Nota Mobility》中，將實際行程時間與平均行程時間之比的閾值認定為1.2倍，當大于閾值的概率超過90%時，即認為該路段不可靠。但是這種認定標準對于中國冰雪環(huán)境下的干線公路網(wǎng)可靠度，不一定合適。
[0006]綜上所述，干線公路網(wǎng)冰雪環(huán)境下的交通運行可靠度研究對干線公路網(wǎng)的交通管理十分必要，目前的研究成果，對城市道路交通運行可靠度的研究較多，而對于冰雪環(huán)境下，干線公路網(wǎng)交通運行可靠度的研究不足，并且缺乏相應(yīng)的判別標準。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007]針對上述問題，本發(fā)明提供一種干線公路冰雪環(huán)境下交通運行可靠度預(yù)測方法。
[0008]本發(fā)明包括如下步驟:步驟一、汽車某一時段在某一路段行駛的行程時間分析:對調(diào)查公路在無雪和積雪兩種狀態(tài)下的速度數(shù)據(jù)分別進行統(tǒng)計、分組并進行擬合檢驗，得出行車速度符合正態(tài)分布，因此行程時間必然也符合正態(tài)分布；
[0009]步驟二、采用行程時間可靠度作為評價行程時間穩(wěn)定性的指標:行程時間可靠度是指在規(guī)定的時間內(nèi)，車輛能從起點O到達訖點D的概率，該定義可以描述為:
[0010]R (t) =P (XSY) (1-1)
[0011]式中:R(t)—行程時間可靠度；X—行程時間隨機變量'Y—規(guī)定的時間閾值；
[0012]設(shè)X為滿足(μχ, ο χ)的正態(tài)分布，Y為滿足(μ Y, σ y)的正態(tài)分布,為計算行程時間可靠度將公式(1-1)變形為:
[0013]R ⑴=P (X-Y ≤ O) (1-2)
[0014]根據(jù)正態(tài)分布的再生性，X-Y滿足
【權(quán)利要求】
1.一種干線公路冰雪環(huán)境下交通運行可靠度預(yù)測方法，其特征在于:所述方法包括如下步驟: 步驟一、汽車某一時段在某一路段行駛的行程時間分析:對調(diào)查公路在無雪和積雪兩種狀態(tài)下的速度數(shù)據(jù)分別進行統(tǒng)計、分組并進行擬合檢驗，得出行車速度符合正態(tài)分布，因此行程時間必然也符合正態(tài)分布； 步驟二、采用行程時間可靠度作為評價行程時間穩(wěn)定性的指標:行程時間可靠度是指在規(guī)定的時間內(nèi)，車輛能從起點O到達訖點D的概率，該定義可以描述為: R(t) = P(X ≤Y) (1-1) 式中:R(t)—行程時間可靠度；X—行程時間隨機變量；Y—規(guī)定的時間閾值； 設(shè)X為滿足(μχ，σ χ)的正態(tài)分布，Y為滿足(μ Y，σ Υ)的正態(tài)分布，為計算行程時間可靠度將公式(1-1)變形為: R ⑴=P (X-Y ≤ O) (1-2) 根據(jù)正態(tài)分布的再生性，X-Y滿足(
【文檔編號】G06F19/00GK103942950SQ201410180782
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月26日
【發(fā)明者】張興, 臧曉冬, 李旭輝, 齊兆輝, 范業(yè)雷, 劉磊 申請人:張興