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申请/专利权人：北京交通大学

摘要：本发明提供了一种混合交通路段上车辆流量计算方法。该方法包括：根据各种类型车辆的自由流速度定义路段上的不同长度的元胞网络，指定类别的车辆在指定长度的元胞网络中行驶，将不同类别的车辆使用密度投影公式等效地互相投影到各种不同长度的元胞网络链路中，计算出在指定时间间隔内每个元胞网络内的车辆混合密度；利用不同类型的车辆之间的转换系数和元胞网络内的车辆混合密度，计算出每个元胞网络的流量传输率，根据元胞网络的流量传输率计算出每个元胞网络在指定时间间隔内的车辆流量。本发明考虑了不同车辆的自由流速度的差异性，消除了慢速车辆的“延迟流”和“激进流”现象，以实现对路段的混合交通流进行有效的状态推演和控制管理。

主权项：1.一种混合交通路段上车辆流量计算方法，其特征在于，包括：根据各种类型车辆的自由流速度定义路段上的不同长度的元胞网络，指定类别的车辆在指定长度的元胞网络中行驶，将所述路段等效为各种类型的元胞网络链路；将不同类别的车辆使用密度投影公式等效地互相投影到各种不同长度的元胞网络链路中，计算出在指定时间间隔内每个元胞网络内的车辆混合密度；确定不同类型的车辆之间的转换系数，利用不同类型的车辆之间的转换系数和元胞网络内的车辆混合密度，计算出每个元胞网络的流量传输率，根据元胞网络的流量传输率计算出每个元胞网络在指定时间间隔内的车辆流量；所述的根据各种类型车辆的自由流速度定义路段上的不同长度的元胞网络，指定类别的车辆在指定长度的元胞网络中行驶，将所述路段等效为各种类型的元胞网络链路，包括：设定路段混合交通由小汽车和卡车组成，根据小汽车和卡车的自由流速度定义路段上的长度较大和长度较小的元胞网络，单一车种的元胞网络长度为自由流速度乘以单位时间间隔，小汽车在长度较大的元胞网络中行驶，卡车在长度较小的元胞网络中行驶，将所述路段等效为长度较大的元胞网络链路或者长度较小的元胞网络链路，所有类型的元胞网络链路构成所述路段的多层元胞网络；所述的将不同类别的车辆使用密度投影公式等效地互相投影到各种不同长度的元胞网络链路中，计算出在指定时间间隔内每个元胞网络内的车辆混合密度，包括：设小汽车和卡车的车辆类型分别标记为m＝1和m＝2，小汽车的速度为v1，卡车的速度为v2，v1v2，每类交通流的参数包括自由流速度vm、冲击波速度wm、临界密度堵塞密度和最大流率假设路段长度为L、模拟时间范围T和时间间隔τ，指定的m类元胞的车辆混合密度表示为其中表示时间间隔t元胞i内的m类车辆的实际密度，表示时间间隔t元胞i内的其他类车辆的投影密度；将长度为L的路段根据给定的车辆自由流速度比v1v2被划分为nk1个长度较大的元胞或者nk2个长度较小的元胞，k1k2；k1k2是的最小整数比，公共因子n是投影元胞的数量，密度投影公式包括长度较大的元胞内卡车的投影密度，即长度较小的元胞内小汽车的投影密度，即在长度较小的元胞网络，元胞i的投影边界定义为b和c，分别位于长度较小的元胞边界[a,a+1]和[d,d+1]之间，a和d表示长度较小的元胞上边界的索引，并从1开始编码； 其中，表示向下取整；将长度较小的元胞j的投影边界定义为e和g，分别由一个长度较大的元胞[f-1,f]或两个相邻的元胞[f-1,f]和[f,f+1]所包含，f表示长度较大的元胞边界的索引，从1开始编码； 其中，表示向下取整；所述的确定不同类型的车辆之间的转换系数，利用不同类型的车辆之间的转换系数和元胞网络内的车辆混合密度，计算出每个元胞网络的流量传输率，根据元胞网络的流量传输率计算出每个元胞网络在指定时间间隔内的车辆流量，包括：计算长度较大的元胞网络内的车辆流量的过程包括：定义卡车转换为小汽车的转换系数如下： l1和l2是小汽车和卡车的有效长度，即车辆长度加相邻车辆的最小安全间距；定义一个分数项来描述不同类型车辆的流量传输率，根据当前元胞i在时间间隔t的车辆混合密度状态则小汽车流量传输率表示为： 从元胞i到元胞i+1的小汽车流量遵循单车种元胞传输模型的分段线性函数，如下所示： 令得到： 其中，表示在时间间隔t从元胞i到元胞i+1小汽车流量；表示在时间间隔t元胞i内小汽车车辆数；和分别表示小汽车在当前元胞i和下游元胞i+1的通讯能力；表示在时间间隔t元胞i的最大容量；表示密度投影之后元胞i内总的小汽车数量,小汽车的流量取决于三个因素：在时间间隔t，当前元胞i内的实际车辆数小汽车传输率以及下游元胞i+1的剩余空间；基于如下的流量守恒方程更新小汽车元胞的状态： 其中，表示在时间间隔t+1内当前元胞i内的实际车辆数，进而可以计算出时间间隔t+1内当前元胞i内的车辆流量；计算长度较小的元胞网络内的车辆流量的过程包括：定义小汽车转换为卡车的转换系数如下： 定义一个分数项来描述不同类型车辆的流量传输率，根据当前元胞j在时间间隔t的车辆混合密度状态则卡车流量传输率表示为： 其中，表示在时间间隔t从元胞j到元胞j+1的卡车流量,表示在时间间隔t元胞j内卡车的车辆数，和分别是元胞j的最大通行能力和最大容量；在时间间隔t元胞j内卡车的流量传输率密度投影后元胞j内总的卡车数量将路段上所有元胞网络内的小汽车和卡车流量进行综合，得到整个路段上的混合交通流量。

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