针对快速路的交通预警管控方法、系统及设备与流程

本技术涉及交通管控领域，具体涉及一种针对快速路的交通预警管控方法、系统及设备。

背景技术：

1、城市快速路主线承担城市长距离快速通勤车流主干疏解功能，主线车道突变段、主线交织区、主线配套出入口、互通匝道衔接段为主线路网瓶颈关键节点，也是早晚高峰、事故、占道施工等突发状态下主线拥堵传导、主干路网瘫痪核心诱因。

2、现阶段国内城市快速路管控存在运行研判维度缺失、预警模型通用性差、管控策略适配性弱和评价体系片面的缺陷。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术实施例期望提供一种针对快速路的交通预警管控方法、系统及设备，以至少解决上述技术问题。

2、为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：

3、根据本技术实施例的一方面，提供了一种针对快速路的交通预警管控方法，所述方法包括：

4、基于快速路主线断面的多源交通感知数据，计算所述主线断面的车流参数，所述车流参数至少包括车流密度、车流流量、平均速度；

5、将所述车流参数与所述主线断面的结构缺陷参数进行融合，得到所述主线断面的综合运行状态参数；所述结构缺陷参数表征所述快速路在设计上本就存在、且影响交通流畅性的几何构造缺陷；

6、将所述综合运行状态参数的时序序列输入预测模型，根据预测数据得到表征车流运行平稳程度的车流稳定性特征；

7、至少基于所述车流稳定性特征确定所述主线断面对应的预警等级；

8、基于所述预警等级，对所述主线断面关联的目标对象执行动态管控，所述目标对象包括：所述主线断面关联的车道、入口匝道中的至少一种。

9、上述方案中，所述方法还包括：

10、对所述动态管控的实施效果进行多维度指标评价，所述多维度指标包括路段平均运行速度、交通饱和度、车速离散系数、交通冲突次数和管控综合运行成本中的至少一种；

11、基于评价结果，对所述预警等级和/或所述动态管控的相关参数进行反馈优化。

12、上述方案中，所述多源交通感知数据包括卡口过车数据、互联网路况数据和手机信令数据中的至少两种；

13、所述基于快速路主线断面的多源交通感知数据，计算所述主线断面的车流参数，包括：

14、基于所述卡口过车数据对通过所述主线断面的车辆数进行统计，得到所述车流流量；

15、基于所述互联网路况数据和/或所述卡口过车数据，获取所述主线断面的所述平均速度；

16、基于所述车流流量与所述平均速度的比值，计算得到所述车流密度。

17、上述方案中，所述将所述车流参数与所述主线断面的结构缺陷参数进行融合，得到所述主线断面的综合运行状态参数，包括：

18、对所述车流参数和所述结构缺陷参数进行处理，得到处理参数，所述处理参数中的各参数均被映射到同一数值区间；

19、将所述处理参数进行加权求和，得到所述综合运行状态参数。

20、上述方案中，所述结构缺陷参数通过以下方式获得：

21、从所述快速路的道路拓扑画像中提取所述主线断面所在位置的结构特征数据；

22、根据所述结构特征数据与预设规范标准值的偏离程度，计算初始缺陷值；

23、对所述初始缺陷值进行归一化处理，得到所述结构缺陷参数。

24、上述方案中，所述将所述综合运行状态参数的时序序列输入预测模型，根据预测数据得到表征车流运行平稳程度的车流稳定性特征，包括：

25、基于预设的时间窗口，构建所述主线断面在所述时间窗口内的综合运行状态参数的时序序列；

26、将所述时序序列输入预测模型，提取时序特征向量；

27、将所述时序特征向量映射到预设区间内，得到表征车流运行平稳程度的车流稳定性特征。

28、上述方案中，所述至少基于所述车流稳定性特征确定所述主线断面对应的预警等级，包括：

29、基于所述主线断面的历史平均速度计算当前车速偏离度；

30、将所述车速偏离度与所述车流稳定性特征进行融合，生成综合预警指数；

31、将所述综合预警指数和/或所述车流稳定性特征输入到训练好的多分类器，得到多个预警等级的概率分布；

32、将所述概率分布中最大概率对应的等级作为所述预警等级。

33、上述方案中，所述基于所述预警等级，对所述主线断面关联的目标对象执行动态管控，包括：

34、所述预警等级包括依次递进的第一级、第二级、第三级和第四级，其中所述第一级的严重程度最高；

35、如果所述预警等级为所述第四级，不对所述入口匝道进行限流控制，和/或不对所述车道执行限速控制；

36、如果所述预警等级为所述第三级，对所述入口匝道执行第一程度的限流控制，和/或对所述车道执行一级限速控制；

37、如果所述预警等级为所述第二级，对所述入口匝道执行第二程度的限流控制，所述第一程度的限流强度大于所述第二程度；和/或对所述车道执行二级限速控制，所述二级限速的下调幅度大于所述一级限速；

38、如果所述预警等级为所述第一级，对所述入口匝道执行断流或极限限流控制，和/或对所述车道执行三级限速控制；所述三级限速的下调幅度大于所述二级限速。

39、上述方案中，所述基于评价结果，对所述预警等级和/或所述动态管控的相关参数进行反馈优化，包括：

40、基于评价结果，反向修正交通流失稳临界阈值、预警等级的分流调节系数和/或加权融合的权重系数。

41、根据本技术的第二方面，提供一种针对快速路的交通预警管控系统，所述系统包括：

42、计算单元，用于基于快速路主线断面的多源交通感知数据，计算所述主线断面的车流参数，所述车流参数至少包括车流密度、车流流量、平均速度；以及用于将所述车流参数与所述主线断面的结构缺陷参数进行融合，得到所述主线断面的综合运行状态参数；所述结构缺陷参数表征所述快速路在设计上本就存在、且影响交通流畅性的几何构造缺陷；

43、输入单元，用于将所述综合运行状态参数的时序序列输入预测模型，根据预测数据得到表征车流运行平稳程度的车流稳定性特征；

44、确定单元，用于至少基于所述车流稳定性特征确定所述主线断面对应的预警等级；

45、管控单元，用于基于所述预警等级，对所述主线断面关联的目标对象执行动态管控，所述目标对象包括：所述主线断面关联的车道、入口匝道中的至少一种。

46、根据本技术的第三方面，提供一种针对快速路的交通预警管控设备，所述设备包括：

47、存储器，用于存储能够在处理器上运行的计算机程序；

48、所述处理器，用于在运行所述计算机程序的情况下，执行以上任一项所述的一种针对快速路的交通预警管控方法。

49、本技术提供的一种针对快速路的交通预警管控、系统及设备，为一种融合道路静态结构缺陷与动态交通流参数的智能分级管控方案。该方案具体通过以下技术手段实现：首先，基于多源交通感知数据计算主线断面的车流参数，突破单一数据源局限，实现对断面交通状态的精准感知；其次，将车流参数与表征道路几何构造缺陷的结构缺陷参数进行融合，得到能够综合反映道路实际承载能力的综合运行状态参数，弥补了现有技术仅关注动态交通参数而忽视道路固有瓶颈的不足；然后，通过预测模型对关键参数进行短时预测，并根据预测值建立未来短时车流稳定性特征，实现对车流从平稳运行到趋于失稳的早期识别；最后，基于车流稳定性特征确定预警等级，并依据预警等级对主线断面关联的车道和/或入口匝道执行动态管控，实现管控强度与实时交通状态的精准匹配。通过上述方案，本技术解决了现有技术中运行研判维度单一、预警模型通用性差、管控手段与道路实际承载状态脱节的问题，达到了对快速路交通流的精细化感知、智能化预警和差异化联动管控的技术效果，有效提升了快速路主线瓶颈路段的通行效率与运行稳定性。