【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于交通仿真建模領域，具體涉及一種面向施工區域的高速公路精細化微觀交通分析方法與系統。
技術介紹
1、道路施工是影響道路交通安全的常見活動之一，因為施工活動會產生潛在的事故點，并且是道路網絡中的敏感區域。施工過程中，道路通行能力顯著下降，交通流量發生變化，駕駛員需要適應新的交通環境，增加了事故發生的風險。此外，施工區域的設置和標識不明確、交通引導不合理等問題，也會對交通安全產生不利影響。
2、為了理解這一現象及其對駕駛行為的影響，基于微觀仿真工具的分析是一種可行的方法。微觀仿真工具可以詳細模擬車輛在施工區域內的運行狀態，分析不同施工場景下的交通流特征和潛在風險，幫助研究人員和交通管理部門制定科學的施工區域管理措施。
3、目前，針對施工作業區域的交通組織和管理主要依靠傳統的經驗和現場監控手段，這種方法在應對復雜多變的交通移動時存在一定的局限性。傳統方法往往依賴于施工管理人員的經驗和判斷，缺乏系統的科學分析，無法全面考慮各種影響因素，導致管理措施的有效性和準確性不足。現場監控雖然可以實時獲取施工區域的交通情況，但受限于監控設備的覆蓋范圍和監控人員的反應速度，難以迅速應對突發事件。
4、隨著交通量的增加和施工區域的復雜化，急需一種能夠精細化仿真和分析施工區域內交通組織的方法，以提高交通安全性和管理效率。
技術實現思路
1、本專利技術針對現有技術存在的問題，提供了一種面向施工區域的高速公路精細化微觀交通分析方法，通過關注典型的施工區域場景，實現
2、為解決以上技術問題，本專利技術提供如下技術方案：一種面向施工區域的高速公路精細化微觀交通分析方法，主要包括兩個核心部分：施工區域環境配置和車輛狀態控制,包括以下步驟：
3、s1、施工區域環境配置：根據施工區域的始末位置，匹配基礎道路網上對應的邊緣，在邊緣插入節點獲得隔離區段，針對隔離區段進一步劃分為各個區段，并計算各個區段的長度，確定各個區段的始末位置，同時關閉車道并指定施工車道為不可通行；
4、s2、車輛狀態控制：獲取車輛的狀態，根據車輛的當前位置、車輛當前的車道指數、設置車輛的變道模式、設置車輛的最大期望速度、強制將車輛的執行車道更改到目標車道，實現車輛控制。
5、進一步地，前述的邊緣插入節點獲得隔離區段具體包括以下步驟a至步驟b：步驟a：判斷施工區域的始末位置是否在同一邊，即起點和終點位于同一邊，是則執行步驟令該邊被中斷兩次，形成三個段，起點和終點之間的段被視為隔離區段，否則執行步驟b；
6、步驟b：起點和終點位于不同邊，每條相應的邊進行一次中斷，每條邊形成兩個段，起點和終點之間的段被確定為隔離區段。
7、進一步地，前述的步驟s1中，針對隔離區段進一步劃分為各個區段，各個區段包括預警區、上游過渡區、緩沖區、作業區、下游過渡區、終止區，劃分方法包括以下子步驟：
8、s1.1、將高速公路養護作業控制區的起點與上游過渡區的起點之間的區域設置為預警區，預警區的始末位置如下：
9、
10、s1.2、將預警區的終點與緩沖區的起點之間的區域設置為上游過渡區，上游過渡區的始末位置如下：s1.3、將上游過渡區的終點與作業區的起點之間的區域設置為緩沖區，緩沖區的始末位置如下：s1.4、將緩沖區終點延與下游過渡區的起點之間的區域設置為作業區,作業區的始末位置由實際數據獲得；
11、s1.5、將作業區的終點與終止區的起點之間的區域設置為下游過渡區，下游過渡區的始末位置如下：s1.6、將下游過渡區之后的區域設置為終止區，終止區的始末位置如下：
12、
13、式中，lwarning表示預警區的長度，lu_transition表示上游過渡區的長度，lbuffer表示緩沖區的長度，ld_transition表示下游過渡區的長度，ltermination表示終止區的長度，表示預警區起始位置，表示預警區結束位置，表示作業區起始位置，表示作業區結束位置，表示緩沖區起始位置，表示緩沖區結束位置，表示上游過渡區起始位置，表示上游過渡區結束位置，表示下游過渡區起始位置，表示下游過渡區結束位置，表示作業區的起始位置，表示作業區的結束位置。
14、進一步地，前述的步驟s2中，車輛狀態包括5個元素：qvehiclej＝(posj,lanej,dsj,sfj,lcj)
15、vehiclej表示車輛；
16、posj是vehiclej的當前位置，
17、lanej是vehiclej當前的車道指數，
18、dsj是vehiclej所期望的最大速度，通常被假定為等于在正常情況下的道路的速度限制。
19、sfj是vehiclej的速度因子，單車的實際最大期望速度為sfj*dsj，
20、lcj＝{0，1}表示vehiclej的變道模式，lcj＝1表示車輛處于車道變化狀態，其變道行為由底層仿真模型控制，lcj＝0表示車輛處于非車道變化狀態，將保持當前的車道并繼續行駛。
21、進一步地，前述的步驟s2中車輛狀態控制，包括以下子步驟：
22、s2.1、對進入預警區并成功轉入可行駛車道的車輛，將其設定為禁止變道模式，同時調整車輛的速度系數，實施第一階段的限速，當車輛進入預警區的后半部分時，再次調整速度系數，執行第二階段的限速；
23、s2.2、在上游過渡區內，如果車輛當前車道不可通行，強制車輛變道至可通行車道，并隨后將其設定為禁止變道模式，針對緩沖區和作業區內的車輛在整個過程中保持禁止變道模式；
24、s2.3、車輛進入下游過渡區后，將車輛切換為變道模式，進行車道變換和合并；
25、s2.4、車輛離開終止區后，恢復車輛的初始速度系數，并恢復正常限速。
26、本專利技術另一方面提供一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現本專利技術方法中任一項所述方法的步驟。
27、本專利技術還提供一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現本專利技術方法中任一項所述方法的步驟。
28、相較于現有技術，本專利技術采用以上技術方案的有益技術效果如下：
29、傳統方法無法精準模擬施工作業區內交通流的特征，本專利技術提出的方法能夠將現實世界的施工作業區通過微觀仿真進行精細化呈現，更加精準模擬與推演現實情況。施工區的精細化仿真能夠為交警、路公司等管理部分提供重要的分析工具，通過仿真模擬在實際施工前對不同管理措施進行評估，在施工期間根據實際數據模擬情況動態調整管理與控制策略。
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1.一種面向施工區域的高速公路精細化微觀交通分析方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種面向施工區域的高速公路精細化微觀交通分析方法，其特征在于，邊緣插入節點獲得隔離區段具體包括以下步驟A至步驟B：
3.根據權利要求1所述的一種面向施工區域的高速公路精細化微觀交通分析方法，其特征在于，步驟S1中，針對隔離區段進一步劃分為各個區段，各個區段包括預警區、上游過渡區、緩沖區、作業區、下游過渡區、終止區，劃分方法包括以下子步驟：
4.根據權利要求1所述的一種面向施工區域的高速公路精細化微觀交通分析方法，其特征在于，步驟S2中，車輛狀態包括5個元素：qvehiclej＝(posj,lanej,dsj,sfj,lcj)，
5.根據權利要求1所述的一種面向施工區域的高速公路精細化微觀交通分析方法，其特征在于，步驟S2中車輛狀態控制，包括以下子步驟：
6.一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至4中任一項所述方法的步驟
7.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至4中任一項所述方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種面向施工區域的高速公路精細化微觀交通分析方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種面向施工區域的高速公路精細化微觀交通分析方法，其特征在于，邊緣插入節點獲得隔離區段具體包括以下步驟a至步驟b：
3.根據權利要求1所述的一種面向施工區域的高速公路精細化微觀交通分析方法，其特征在于，步驟s1中，針對隔離區段進一步劃分為各個區段，各個區段包括預警區、上游過渡區、緩沖區、作業區、下游過渡區、終止區，劃分方法包括以下子步驟：
4.根據權利要求1所述的一種面向施工區域的高速公路精細化微觀交通分析方法，其特征在于，步...
【專利技術屬性】
技術研發人員：史云陽，劉少韋華，張書銘，黃凱，徐渝漢，侯學師，劉志遠，
申請(專利權)人：東啟數研杭州智能科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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