多灾种场景下道路通行能力的确定方法、装置及设备与流程

本技术涉及公路交通防灾，具体涉及一种多灾种场景下道路通行能力的确定方法、装置及设备。

背景技术：

1、山区公路、高寒高海拔公路、峡谷区公路常受冰雪、大风、泥石流等灾害影响，各类灾害从路面附着性能、行车稳定性、有效通行断面和路基结构稳定性等方面共同影响道路通行能力。

2、现有道路通行能力灾害评价技术存在以下不足：第一，现有评价模型多为静态定性评级，无法实现不同灾害强度下通行能力的连续量化计算，难以支撑精细化管控决策。第二，现有技术未区分持续型灾害与瞬时型灾害在作用机理和衰减规律上的本质差异，多灾共存时采用统一模型评价，无法准确拆解各灾害贡献度，评价结果失真。第三，现有方法在计算多灾叠加影响时，仅对各灾害损耗进行简单加权求和，未设置耦合修正系数校正多灾协同放大效应，导致计算结果偏离实际。第四，现有方法缺少标准化的分级判定依据，难以根据计算结果生成明确的通行管控策略。

技术实现思路

1、本技术提供一种多灾种场景下道路通行能力的确定方法、装置及设备，可以解决现有技术中存在的现有道路通行能力灾害评价精确性较低的技术问题。

2、第一方面，本技术实施例提供一种多灾种场景下道路通行能力的确定方法，所述多灾种场景下道路通行能力的确定方法包括：

3、采集目标路段的灾害数据，根据灾害数据将目标路段遭受的灾害类型划分为持续型灾害和瞬时型灾害；

4、以灾害数据中的灾害强度参数为自变量构建持续型灾害对应的衰减模型，以灾害数据中的封堵参数为自变量构建瞬时型灾害对应的衰减模型；

5、基于各灾害类型对应的衰减模型计算各灾害类型的单灾损耗系数，将各单灾损耗系数加权求和，并基于根据预设规则设定的耦合修正系数进行修正，得到综合损耗系数；

6、基于综合损耗系数和预设分级标准对目标路段的通行能力进行评级，根据评级结果确定目标路段的通行能力并生成对应的管控策略。

7、结合第一方面，在一种实施方式中：

8、所述灾害数据中的灾害强度参数包括：路面积冰厚度、积雪深度、低温持续时长、瞬时风速、大风持续时长；

9、所述灾害数据中的封堵参数包括：路面封堵宽度、淤积体量、边坡损毁等级；

10、所述持续型灾害包括：冰雪灾害和大风灾害；

11、所述瞬时型灾害包括：泥石流灾害。

12、结合第一方面，在一种实施方式中，所述以灾害数据中的灾害强度参数为自变量构建持续型灾害对应的衰减模型，包括：

13、通过收集目标路段历史冰雪灾害的路面积冰厚度及对应的道路通行实测损耗数据，采用回归分析拟合得到拟合常数，并引入积雪深度和低温持续时长对拟合常数进行调整；

14、采用二次多项式拟合函数构建冰雪灾害对应的衰减模型，具体为：

15、

16、其中，表示冰雪灾害通行损耗系数，表示路面积冰厚度，、、均表示拟合常数；

17、通过收集目标路段历史大风灾害的瞬时风速及对应的道路通行实测损耗数据，采用回归分析拟合得到拟合常数，并引入大风持续时长对拟合常数进行调整；

18、采用二次多项式拟合函数构建大风灾害对应的衰减模型，具体为：

19、

20、其中，表示大风灾害通行损耗系数，表示瞬时风速，、、均表示拟合常数。

21、结合第一方面，在一种实施方式中，所述道路通行实测损耗数据具体为通过采集历史灾害事件中对应的通行速度衰减率、有效路幅损耗率、行车安全系数及路面承载剩余系数，利用熵权法赋权融合计算得到的单灾综合损耗真值，单灾综合损耗真值的具体计算为：

22、采集历史灾害事件中对应的通行速度衰减率、有效路幅损耗率、行车安全系数及路面承载剩余系数四项分项指标；

23、计算各分项指标的信息熵，根据各分项指标的信息熵计算各分项指标的熵权；

24、基于各分项指标以及各分项指标的熵权权重，计算单灾综合损耗真值，具体为：

25、

26、其中，表示单灾综合损耗真值，表示通行速度衰减率，表示有效路幅损耗率，表示行车安全系数，表示路面承载剩余系数，、、、分别表示速度衰减率、有效路幅损耗率、行车安全系数、路面承载剩余系数分别对应的的熵权权重。

27、结合第一方面，在一种实施方式中，所述以灾害数据中的封堵参数为自变量构建瞬时型灾害对应的衰减模型，包括：

28、通过收集目标路段历史泥石流灾害的封堵路宽、标准路幅宽度及对应的道路通行实测损耗数据，采用最小二乘法拟合得到拟合常数，并引入淤积体量和边坡损毁等级对拟合常数进行调整；

29、采用二次多项式拟合函数构建泥石流灾害对应的衰减模型，具体为：

30、

31、其中，表示泥石流灾害通行损耗系数，表示封堵路宽，表示标准路幅宽度，、、均表示拟合常数。

32、结合第一方面，在一种实施方式中，所述基于各灾害类型对应的衰减模型计算各灾害类型的单灾损耗系数，将各单灾损耗系数加权求和，并基于根据预设规则设定的耦合修正系数进行修正，得到综合损耗系数，包括：

33、基于各灾害类型对应的衰减模型计算各灾害类型的单灾损耗系数；

34、采用层次分析法构建冰雪灾害、大风灾害、泥石流灾害的两两判断矩阵，经一致性检验通过后得到主观权重；

35、采用熵权法基于各灾害数据的变异程度计算信息熵，得到客观权重；

36、基于所述主观权重和客观权重通过权重平衡系数计算最终耦合权重，具体为：

37、

38、其中，表示第类灾害的最终耦合权重，表示第类灾害的主观权重，表示第类灾害的客观权重，表示权重平衡系数；

39、基于各灾害类型的最终耦合权重将各单灾损耗系数加权求和，并基于根据预设规则设定的耦合修正系数进行修正，得到综合损耗系数，具体为：

40、

41、其中，表示综合损耗系数，表示耦合修正系数，表示冰雪灾害通行损耗系数，表示大风灾害通行损耗系数，表示泥石流灾害通行损耗系数，表示冰雪灾害对应的最终耦合权重，表示大风灾害对应的最终耦合权重，表示泥石流灾害对应的最终耦合权重。

42、结合第一方面，在一种实施方式中，耦合修正系数的设定具体为：

43、耦合修正系数随着灾害叠加数量递增，且灾害强度越高或公路等级越低则耦合修正系数取值越大。

44、结合第一方面，在一种实施方式中，所述基于综合损耗系数和预设分级标准对目标路段的通行能力进行评级，根据评级结果确定目标路段的通行能力并生成对应的管控策略，包括：

45、将综合损耗系数划分为五个等级区间，判断目标路段的综合损耗系数位于的等级区间：

46、若目标路段的综合损耗系数位于第一级，判定为安全通行，执行常规监测管控策略；

47、若目标路段的综合损耗系数位于第二级，判定为正常通行，执行重点监测管控策略；

48、若目标路段的综合损耗系数位于第三级，判定为限速通行，执行禁止超车管控策略；

49、若目标路段的综合损耗系数位于第四级，判定为限流通行，执行单向放行管控策略；

50、若目标路段的综合损耗系数位于第五级，判定为道路封闭，执行禁止通行管控策略。

51、第二方面，本技术实施例提供了一种多灾种场景下道路通行能力的确定装置，所述多灾种场景下道路通行能力的确定装置包括：

52、采集模块，其用于采集目标路段的灾害数据，根据灾害数据将目标路段遭受的灾害类型划分为持续型灾害和瞬时型灾害；

53、构建模块，其用于以灾害数据中的灾害强度参数为自变量构建持续型灾害对应的衰减模型，以灾害数据中的封堵参数为自变量构建瞬时型灾害对应的衰减模型；

54、计算模块，其用于基于各灾害类型对应的衰减模型计算各灾害类型的单灾损耗系数，将各单灾损耗系数加权求和，并基于根据预设规则设定的耦合修正系数进行修正，得到综合损耗系数；

55、评级模块，其用于基于综合损耗系数和预设分级标准对目标路段的通行能力进行评级，根据评级结果确定目标路段的通行能力并生成对应的管控策略。

56、第三方面，本技术实施例提供了一种多灾种场景下道路通行能力的确定设备，所述多灾种场景下道路通行能力的确定设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的多灾种场景下道路通行能力的确定程序，其中所述多灾种场景下道路通行能力的确定程序被所述处理器执行时，实现如上述任一实施例所述的多灾种场景下道路通行能力的确定方法的步骤。

57、本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：

58、本技术实施例通过对灾害类型进行持续型与瞬时型的分类划分，并分别以灾害强度参数和封堵参数为自变量构建对应的衰减模型，使模型结构匹配不同类型灾害的实际作用机理，提高了单灾损耗系数计算的准确性。本技术实施例通过分别计算各灾害类型的单灾损耗系数后再加权求和，能够量化拆解各灾害类型对通行能力的独立贡献度，避免统一模型在多灾共存场景下无法区分各灾害影响的缺陷。本技术实施例通过引入根据预设规则设定的耦合修正系数对加权求和结果进行修正，校正了多灾叠加场景下灾害间协同放大效应对通行能力的额外影响，使综合损耗系数更贴近实际通行状态。本技术实施例通过综合损耗系数与预设分级标准的比对，直接输出目标路段通行能力等级及对应的管控策略，为交通管理提供了明确的、可执行的决策依据。