基于北斗导航对小区可开放区域的识别

张铧镔

摘要：随着社会的发展人类的进步，交通问题成为了首要问题，原有的疏导方式已经无法解决城市的交通重压，但我国日趋成熟的北斗卫星导航系统技术，为交通拥堵，道路改善提供了有力的技术支持，本文从交通微循环的特性分析、交通需求预测、交通微循环评价指标体系三方面阐述了北斗导航系统在小区开放对交通的缓解。

关键词：北斗导航；微循环；评价指标；小区开放

一、需求分析

随着我国国民经济的迅猛发展，我国各省市的交通问题严重，交通运输量出现超前增长，道路容量不足，汽车量增长快，城市交通及循环结构不合理，交通管理水平低下，不能适应现代社会需要。对我国经济的发展构成威胁。现阶段普遍采用的快速路、主干道、次干道、支路有等级的路网规划及其重干路轻支路、重形象轻实效的工作方法。不能满足市民的交通需求，同时城市的发展也不能无限的提供道路资源。因此，需要充分挖掘小街巷、住宅区、大面积厂区、单位等的内部道路，由专用转化为社会公用，以最小的代价开拓这些内部道路，以提高交通效率。但小区开放区域的识别需要大量精确的实时的数据来取最优开放路段。北斗导航系统的测量精度可达到20m以内，可以提供及时、准确、可靠的时时交通信息，通行依据。加上GPRS网络技术逐步完善，在此基础上搭建平台就可以自由、快速的供应小区开放区域识别所需要的大量精确实时数据。因此，本文依据交通微循环的特性分析和交通微循环的评价指标体系，结合北斗导航系统提出了一种有效的路况识别算法。

二、算法系统说明

（一）路况识别

（1）计算ij路段的交通量来判断小区周边道路是否拥堵：

Qij=Qj·Wij∑Wij

（2）以小区周围交叉口可接受服务水平判断是否拥堵：

小区交通微循环关键线路运行质量主要以路段及交叉口的可接受服务水平作为评判标准，根据文献[1]、[2]。

A级，饱和度≤0.40畅行，基本无延误；B级，饱和度0.40～0.60稳定，有少量的延误；C级，饱和度0.60～0.75稳定，有一定的延误；D级，饱和度0.75～0.90接近不稳定，有较大延误；E级，饱和度0.90～1.00不稳定，交通拥挤；F级，饱和度≥1.00，强制车流，严重阻

（二）交通压力的缓解能力

将周边主要道路只有一条时的情况采取可变输入率排队模型进行处理。具有可变输入率的排队模型是排队论M/M/1的一个重要内容。司机在驶入前方道路时，发现车流拥堵或停滞时犹豫，即要确定是否加入队列等候状态。司机进入该系统的概率随当时的车流量而发生变化。令αk表示当系统车辆数为k时，新来的车辆加入队列的概率，显然又因为在系统中车流量C=ρ-1-ρ-。车辆的平均速度v-。机动车辆标准车身的平均长度5米，最小安全车距为50米。据北斗卫星数据得到一条确定道路的车流量，计算出平均车流量、车速，再根据车流量C与道路平均服务强度ρ-的相关公式，求出这条路在小区开放前的平均服务强度；计算小区开放后的道路指标时，对于β，假定为1。车辆使出率μ与车流量的倒数有关，城区和郊区的μ与车流量的倒数有关。根据数据分析车辆驶入率，为0.5。算出小区开放后的ρ-。确定开放后对交通压力的缓解程度。

（三）小区安全

衡量小区是否开放的重要指标，遵守科学性、客观性、可靠性、可比性、可行性等原则。提出适应一定范围的评价方法。

四项指数法：交通事故发生次数、死亡人数、受伤人数和直接经济损失

事故率法：简单事故率和综合事故率

时间序列分析法：随时间变化得事故率，与所获的年份和时间有关

模型法：建立事故与各种主要因素间的定量关系模型

系统分析法：分为层次分析法和模糊数学法

再此以事故率法来衡量小区开放对小区的安全性评价，有较强的可比性。在道路安全评价中以交通事故评价小区安全模型：

E（Uj）=αNpjLj

道路安全综合评价是对整条道路的整体评价，可以采用加权平均数结合最低指标控制实现，以路段长度为权，对所有路段的安全性进行综合评定。最低指標是为了避免出现整体路段较安全，少数路段危险。通过模型可以降低片面性，提高可信度及易执行性。

（四）基于北斗交通数据的开放判别

根据北斗交通数据，得到不同的小区开放前周边同类型的道路的通行状况相差不大，但开放后，各小区对周边道路影响不同，对于小区内道路结构完善的小区，其开放后对周边道路通行能力的提升更显著，而道路结构简单的小区，其开放后相对不明显。经预测计算，小区开放后车流量和车速有明显增加，相比郊区，这种转变幅度在城市主路更大。在对比分析与计算了小区开放前后高峰时段和平峰时段的的车流量与车速之后，得到高峰时段小区开放后车流量明显增大，而平峰时小区开放将造成车流量减小的结果。

参考文献：

[1]李家杰，郑义.影响城市道路通行能力因素分析[J].道路交通，2006，5（3）：1923.

[2]沈建武，代文清.交通量与车速及交通密度关系分析[J].武汉测绘科技大学学报，1998，24（2）：183186.

[3]李才良.修理工单重休假的单部件系统的可靠性分析[J].西华师范大学学报，2003，19（3）：623.