本發(fā)明屬于智能交通，具體涉及一種基于多源數(shù)據(jù)的簡化跟馳模型的精細化標定方法。

背景技術(shù)：

1、車輛跟馳（car?following,?cf）行為是最基本的微觀駕駛行為，描述了在限制超車的單行道上行駛車隊中相鄰兩車之間的相互作用。跟馳模型是運用動力學的方法來研究前導車（leading?vehicle，?lv）運動狀態(tài)變化所引起跟馳車（following?vehicle，?fv）的相應行為，通過分析各車輛逐一跟馳的方式來理解單車道交通流特性，從而在駕駛?cè)宋⒂^行為與交通宏觀現(xiàn)象之間架起一座橋梁。

2、簡化跟馳模型主要用于大范圍車道級中觀交通模型仿真，模型假設車輛在短時間間隔內(nèi)具有恒定的加速度；簡化跟馳模型的公開參數(shù)標定方法較少，通常根據(jù)經(jīng)驗或參考其他跟馳模型參數(shù)標定方法設置簡化跟馳模型參數(shù)，導致參數(shù)標定精細化程度不夠，影響仿真結(jié)果。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的問題是提高簡化跟馳模型的仿真結(jié)果的準確性，提出一種基于多源數(shù)據(jù)的簡化跟馳模型的精細化標定方法。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種基于多源數(shù)據(jù)的簡化跟馳模型的精細化標定方法，包括如下步驟：

4、s1.?獲取道路網(wǎng)絡數(shù)據(jù)、地磁檢測設備數(shù)據(jù)、地磁檢測數(shù)據(jù)、浮動車 gps數(shù)據(jù)；

5、s2.?基于步驟s1得到的道路網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，劃分道路等級，并對道路進行打斷與合并操作；

6、s3.?對步驟s1得到的地磁檢測數(shù)據(jù)、浮動車 gps數(shù)據(jù)進行處理，剔除缺失數(shù)據(jù)或異常數(shù)據(jù)，得到處理后的地磁檢測數(shù)據(jù)、處理后的浮動車 gps數(shù)據(jù)；

7、s4.?基于步驟s3得到的處理后的地磁檢測數(shù)據(jù)標定不同類型車輛的平均車輛長度；

8、s5.?通過交叉口調(diào)查標定不同類型車輛靜止時平均車頭間距；

9、s6.?基于步驟s4得到的不同類型車輛的平均車輛長度和步驟s5得到的不同類型車輛靜止時平均車頭間距，計算不同類型車輛靜止時的平均有效車長；

10、s7.?基于步驟s3得到的處理后的浮動車 gps數(shù)據(jù)，標定不同等級道路的自由流速度；

11、s8.?基于步驟s3得到的處理后的地磁檢測數(shù)據(jù)，標定不同等級道路的通行能力及對應的平均有效車長；

12、s9.?計算不同等級道路的駕駛員反應時間系數(shù)。

13、進一步的，步驟s1中道路網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包括唯一編號，長度、方向、道路等級、車道數(shù)、自由流速度；地磁檢測設備數(shù)據(jù)包括地磁設備編號、安裝位置的經(jīng)度、安裝位置的緯度、車道編號字段；地磁檢測數(shù)據(jù)包括地磁設備編號、時間戳、車輛類型、速度、車輛長度；浮動車 gps數(shù)據(jù)包括車輛 id、時間戳、經(jīng)度、緯度、速度、方向、狀態(tài)信息。

14、進一步的，步驟s2的具體實現(xiàn)方法包括如下步驟：

15、s2.1.?設置道路等級，包括高速路、一級公路、快速路、立交匝道、二級公路、主干路、次干路、支路；將高速路、快速路進一步分為高速路-隧道、高速路-非隧道、快速路-隧道、快速路-非隧道；

16、s2.2.?路段打斷與合并：設置立交匝道、二級公路、主干路、次干路、支路的路段 link長度不超過350米，設置高速路、一級公路、快速路的路段 link不超過550米。

17、進一步的，步驟s4的具體實現(xiàn)方法包括如下步驟：

18、s4.1.?通過transcad軟件將地磁檢測設備數(shù)據(jù)與道路網(wǎng)絡數(shù)據(jù)匹配；

19、s4.2.?關(guān)聯(lián)地磁檢測設備數(shù)據(jù)與地磁檢測數(shù)據(jù)；

20、s4.3.?將地磁檢測數(shù)據(jù)按照所在路段 link的道路進行等級分組，將各分組數(shù)據(jù)按照車輛長度從小到大排列，剔除車輛長度最小的5%和最大的5%數(shù)據(jù)；

21、將不同類型車輛的分組數(shù)據(jù)取平均值，作為車型 type的平均車輛長度，公式如下：

22、；

23、其中，?表示車型 type中第 i輛車的車輛長度， n?表示車型 type的車輛總數(shù)。

24、進一步的，步驟s5的具體實現(xiàn)方法包括如下步驟：

25、s5.1.?選擇多個通行大型車、中型車、小型車的交叉口，從垂直進口道方向拍攝交叉口進口道車輛排隊視頻；

26、s5.2.?從交叉口進口道車輛排隊視頻中選擇車輛停車位置處道路標線，測量道路標線的長度 l，以及視頻中道路標線對應的像素長度 l，計算視頻中一個像素對應的長度；

27、s5.3.?測量交叉口進口道車輛排隊視頻中車型 type的第 i輛車停車時車頭間距對應的像素長度，然后計算車輛靜止時與前車保持的車頭間距；

28、s5.4.?基于所有車頭間距數(shù)據(jù)按照車輛類型分組，各分組數(shù)據(jù)取平均值作為車型 type靜止時與前車保持的車頭間距，公式如下

29、；

30、其中，?表示車型 type中第 i輛車靜止時與前車保持的車頭間距。

31、進一步的，步驟s6的計算公式如下：

32、；

33、其中，為車型 type靜止時的平均有效車長。

34、進一步的，步驟s7的計算公式如下：

35、s7.1.?篩選時間為凌晨1-5點、車輛狀態(tài)為載客的步驟s3得到的處理后的浮動車 gps數(shù)據(jù)，基于位置關(guān)聯(lián)浮動車gps數(shù)據(jù)點與道路路段 link；

36、s7.2.?將浮動gps數(shù)據(jù)按照車輛id分組，然后按照時間順序從小到大排序；

37、s7.3.?遍歷車輛id，計算兩相鄰數(shù)據(jù)之間的路程和時間差，并計算車輛平均速度；

38、s7.4.?將不同速度數(shù)據(jù)按照對應路段link的道路等級 class、5分鐘時間間隔分組，計算道路等級 class的分組 group的車輛平均速度，計算公式如下：

39、；

40、其中，表示道路等級 class的分組 group中第 i輛車的平均速度數(shù)據(jù)；

41、s7.5.?對于每種道路等級，將各分組按照平均速度從小到大的順序排序，篩選出速度位于95%分位數(shù)的數(shù)據(jù)作為自由流速度。

42、進一步的，步驟s8的計算公式如下：

43、s8.1.?對步驟s4得到的關(guān)聯(lián)路網(wǎng)路段 link和地磁檢測設備信息的地磁檢測數(shù)據(jù)，按照所在路段 link的道路等級、5分鐘間隔進行分組，并統(tǒng)計各道路等級分組的車流量、車輛類型組成，計算車輛平均速度；

44、s8.2.?對于每種道路等級，將各道路等級分組按照車流量從小到大的數(shù)據(jù)排序，篩選出車流量位于90%-100%分位，且平均運行速度大于該道路等級自由流速度80%的數(shù)據(jù)；

45、s8.3.?計算各道路等級流量的平均值作為該等級道路單車道5分鐘的車輛通行能力，并統(tǒng)計對應的車輛類型組成，表達式為：

46、；

47、其中，表示道路等級 class中第 k條數(shù)據(jù)的流量； m表示道路等級 class的數(shù)據(jù)量；

48、s8.4.?將各道路等級單車道5分鐘的車輛通行能力換算為單車道高峰小時的車輛通行能力，并統(tǒng)計車輛類型組成，計算公式如下：

49、；

50、根據(jù)車輛類型組成、不同車型的平均有效車長計算道路交通量接近通行能力時的不同道路等級的平均有效車長，計算公式如下：

51、；

52、其中，表示等級為class的道路上類型為type的車輛數(shù)據(jù)所標定的平均有效車長，為等級為class的道路上類型為type的車輛的比例。

53、進一步的，步驟s9的計算公式如下：

54、s9.1.?設置駕駛員反應時間 responsetime為1.25s；

55、s9.2.?基于不同道路等級的通行能力、平均有效車長、自由流速度、駕駛員反應時間，計算不同道路等級 class的駕駛員反應時間系數(shù)，計算公式如下：

56、。

57、本發(fā)明的有益效果：

58、本發(fā)明所述的一種基于多源數(shù)據(jù)的簡化跟馳模型的精細化標定方法，通過多源數(shù)據(jù)的融合與分析，方法能夠更加全面地考慮實際交通情況和復雜道路環(huán)境，避免了傳統(tǒng)方法中參數(shù)設置過于粗糙或過于簡化的問題，顯著提高參數(shù)標定的準確性和車流仿真結(jié)果的可靠性，為交通管理與優(yōu)化提供更加精確的數(shù)據(jù)支持。