基于突變理論的電網(wǎng)大停電交通擁堵度評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)?jiān)O(shè)及路網(wǎng)交通評(píng)估領(lǐng)域，具體的，設(shè)及一種基于突變理論的電網(wǎng)大停電交 通擁堵度評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近些年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展和機(jī)動(dòng)車保有量的持續(xù)增加，交通擁堵日趨 成為影響社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)峻問題。與此同時(shí)，隨著科技的不斷進(jìn)步，電力的應(yīng)用已經(jīng)深 入到現(xiàn)代社會(huì)的各個(gè)方面，社會(huì)的發(fā)展對(duì)電力具有高度的依賴性，而突發(fā)的大停電事故會(huì) 直接導(dǎo)致路網(wǎng)交通信號(hào)燈系統(tǒng)的停運(yùn)，引發(fā)嚴(yán)重的突發(fā)性交通擁堵，極易造成交通系統(tǒng)的 擁痕，誘發(fā)社會(huì)騷亂和動(dòng)蕩，威脅社會(huì)公共安全。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界范圍內(nèi)的大停電事故無不例 外地造成大面積交通擁堵現(xiàn)象。2002年1月21日"己西大停電"直接致使己西兩大城市里 約熱內(nèi)盧和圣保羅地鐵和電力列車全部停運(yùn)，交通信號(hào)燈全部焰滅，城市交通擁堵十分嚴(yán) 重。2005年5月25日"莫斯科大停電"造成43條地鐵線中斷，街區(qū)236個(gè)交通信號(hào)燈焰 滅，交通擁堵嚴(yán)重并引發(fā)一系列交通事故。2012年7月30日致使6. 7億多人受影響的印度 大停電更是造成其
[0003] 22個(gè)州和聯(lián)邦地區(qū)交通信號(hào)燈中斷，大范圍的交通擁堵直接導(dǎo)致整個(gè)交通系統(tǒng)的 全面擁痕。該些事件再次證明了電網(wǎng)大停電造成交通擁堵的嚴(yán)重性和危害性。為此，很有 必要對(duì)大停電后交通擁堵度進(jìn)行評(píng)估，為大停電后交通擁堵的控制和緩解及路網(wǎng)供電可靠 性要求提供決策依據(jù)。
[0004] 目前，在交通擁堵評(píng)估方面受到認(rèn)可的方法主要有如下=種；傳統(tǒng)評(píng)估方法，基于 累積Logistic回歸的交通擁堵評(píng)估方法和基于模糊理論的交通擁堵度評(píng)估方法。上述方 法在綜合不同交通參數(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)交通擁堵狀況給出了較好的評(píng)估，但是該些方法在各指 標(biāo)權(quán)重分配及指標(biāo)量化方面均采用專家咨詢和經(jīng)驗(yàn)打分的方法，缺乏客觀準(zhǔn)確性和普遍適 用性。
[0005] 突變理論是W拓?fù)鋵W(xué)、奇點(diǎn)論、群論為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)?？谘芯孔匀滑F(xiàn)象和社會(huì)活動(dòng)中 非連續(xù)和"質(zhì)變"現(xiàn)象的一個(gè)新興數(shù)學(xué)分支，特別適用于處理不具有連續(xù)性的內(nèi)在機(jī)制。突 變理論評(píng)價(jià)法是由突變理論發(fā)展而來的一種綜合評(píng)估方法，該方法是根據(jù)各評(píng)估指標(biāo)在歸 一公式本身內(nèi)在機(jī)理和矛盾關(guān)系對(duì)各指標(biāo)重要程度進(jìn)行量化，大大減少了人為確定權(quán)重的 主觀性，使評(píng)估、分析更趨于現(xiàn)實(shí)，且模型簡(jiǎn)單方便，在安全評(píng)估方面應(yīng)用也愈加廣泛。
[0006] 目前還沒有將突變理論應(yīng)用于大停電后交通擁堵度評(píng)估的報(bào)道。因此，如何利用 突變理論首先建立路段交通擁堵度評(píng)估模型，并對(duì)路網(wǎng)體系進(jìn)行逐級(jí)加權(quán)，W實(shí)現(xiàn)對(duì)大停 電后交通路網(wǎng)擁堵度的評(píng)估，成為現(xiàn)有技術(shù)亟需解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提出一種基于突變理論的電網(wǎng)大停電交通擁堵度評(píng)估方法，克 服了評(píng)估指標(biāo)權(quán)重分配及指標(biāo)量化方面主觀性強(qiáng)的缺點(diǎn)。
[000引為達(dá)此目的，本發(fā)明采用w下技術(shù)方案：
[0009] 一種基于突變理論的電網(wǎng)大停電交通擁堵度評(píng)估方法，包括如下步驟：
[0010] 指標(biāo)選取步驟S110 基本路段為出發(fā)點(diǎn)，選取評(píng)價(jià)指標(biāo)，所述基本路段包括路 段W及路段下游的交叉口，所述評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：
[0011] 路段平均速度Cl
[0012] 路段平均速度是該路段的所有機(jī)動(dòng)車行程速度的平均值，單位：km/h，
[001引路段飽和度C2
[0014] 路段飽和度是該路段實(shí)際交通量與路段通行能力的比值，單位無量綱，
[0015] 路段平均延誤時(shí)間C3
[0016] 延誤時(shí)間是指車輛在該路段行駛過程中，由于受到無法控制的情況所損失的時(shí) 間，單位：秒/(千米.輛），
[0017] 交叉口飽和度C4
[001引交叉口飽和度是交叉口實(shí)際交通量與其通行能力的比值，單位：無，
[0019] 交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度Cs
[0020] 交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度是指交叉口前排隊(duì)車輛所占用的路段長(zhǎng)度，單位：米，
[0021] 交叉口排隊(duì)時(shí)間Ce
[0022] 交叉口平均排隊(duì)時(shí)間是指車輛在通過交叉口前在各個(gè)進(jìn)口道排隊(duì)等候時(shí)間的平 均值，單位：秒；
[0023] 指標(biāo)修正步驟S120 ;根據(jù)停電交通設(shè)備正常度、人員緩解度、應(yīng)急疏散度S個(gè)方 面選取六個(gè)修正因子，六個(gè)所述修正因子分別為交通燈備用電源，路燈應(yīng)急電源，交警到崗 率，單位面積交警配備率，應(yīng)急標(biāo)線可見度和緊急疏散通道，根據(jù)各修正因子的權(quán)重ai，修 正因子的得分值5 1，滿分100,根據(jù)公式（1)計(jì)算修正因子大停電對(duì)交通微觀指標(biāo)的修正 系數(shù)T,其中，i表示第i個(gè)修正主因素，1《i《6
[0024]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于突變理論的電網(wǎng)大停電交通擁堵度評(píng)估方法，包括如下步驟： 指標(biāo)選取步驟S110:以基本路段為出發(fā)點(diǎn)，選取評(píng)價(jià)指標(biāo)，所述基本路段包括路段以 及路段下游的交叉口，所述評(píng)價(jià)指標(biāo)包括： 路段平均速度Ci 路段平均速度是該路段的所有機(jī)動(dòng)車行程速度的平均值，單位：km/h， 路段飽和度C2 路段飽和度是該路段實(shí)際交通量與路段通行能力的比值，單位無量綱， 路段平均延誤時(shí)間C3 延誤時(shí)間是指車輛在該路段行駛過程中，由于受到無法控制的情況所損失的時(shí)間，單 位：秒/ (千米.輛）， 交叉口飽和度C4 交叉口飽和度是交叉口實(shí)際交通量與其通行能力的比值，單位：無， 交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度仏 交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度是指交叉口前排隊(duì)車輛所占用的路段長(zhǎng)度，單位：米， 交叉口排隊(duì)時(shí)間c6 交叉口平均排隊(duì)時(shí)間是指車輛在通過交叉口前在各個(gè)進(jìn)口道排隊(duì)等候時(shí)間的平均值， 單位：秒； 指標(biāo)修正步驟S120 :根據(jù)停電交通設(shè)備正常度、人員緩解度、應(yīng)急疏散度三個(gè)方面選 取六個(gè)修正因子，六個(gè)所述修正因子分別為交通燈備用電源，路燈應(yīng)急電源，交警到崗率， 單位面積交警配備率，應(yīng)急標(biāo)線可見度和緊急疏散通道，根據(jù)各修正因子的權(quán)重％，修正因 子的得分值\，滿分100,根據(jù)公式（1)計(jì)算修正因子大停電對(duì)交通微觀指標(biāo)的修正系數(shù) T，其中，i表示第i個(gè)修正主因素，1 <i< 6
所述指標(biāo)分為"效益型"指標(biāo)和"成本型"指標(biāo)，所述"效益型"指標(biāo)是指評(píng)估值越大越 好的指標(biāo)，即路段平均行駛速度Q，所述"成本型"指標(biāo)是指評(píng)估值越小越好的指標(biāo)，即C2、 (：3、(；、(：5、(： 6，所以需要對(duì)"效益型"指標(biāo)和"成本型"指標(biāo)分開對(duì)待，對(duì)于"效益型"指標(biāo)采用 公式（2)進(jìn)行規(guī)范化，對(duì)"成本型"指標(biāo)，采用公式（3)進(jìn)行規(guī)范化， (V=Q/T，其中i= 1 公式（2) (V=QXT，其中i= 2、3、4、5,6，公式（3); 指標(biāo)規(guī)范化步驟S130 :對(duì)于 "效益型"指標(biāo)采用公式（4)進(jìn)行規(guī)范化，對(duì)"成本型"指標(biāo)，采用公式（5)進(jìn)行規(guī)范化， 得到規(guī)范化后的值C/ -C6"，
其中Cmax和Cmin分別為相應(yīng)指標(biāo)的最大值和最小值； 準(zhǔn)則層指標(biāo)計(jì)算步驟S140 : 將規(guī)范化后的指標(biāo)按照公式（6)進(jìn)行歸一化，得到狀態(tài)變量值，
將狀態(tài)變量值按照公式（7)求平均值，得到準(zhǔn)則層指標(biāo)狀態(tài)變量值Bi，B2，
基本路段擁堵度計(jì)算步驟S150: 選用折迭突變模型，先將準(zhǔn)則層指標(biāo)狀態(tài)變量值心，B2進(jìn)行歸一化處理， ,
-. 考慮到選取指標(biāo)的相互關(guān)聯(lián)性，利用"互補(bǔ)原則"將X# 求平均 值+；^>2,作為目標(biāo)層大停電后基本路段擁堵度1\取_廣
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于突變理論的電網(wǎng)大停電交通擁堵度評(píng)估方法，其特征在 于： 還包括路網(wǎng)擁堵度計(jì)算步驟S160 : 以VKTk作為權(quán)重，根據(jù)公式（8)得到整個(gè)路網(wǎng)體系的交通擁堵度DnrtwOTk，
其中，VKTk=nXqkXLk，VKTk表示第K條基本道路在統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)的車輛行駛里程；n表 示第K條基本道路的平均車道數(shù)；qk表示第K條基本道路在統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)的單車道平均交通 量；Lk表示第K條基本道路長(zhǎng)度，m表示該路網(wǎng)體系的道路數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于突變理論的電網(wǎng)大停電交通擁堵度評(píng)估方法，其特 征在于： 對(duì)于修正因子的權(quán)重，ai= 0? 45，a2= 0? 15，a3= 0? 2，a4= 0?l，a5= 0? 05，a6= 0? 05。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于突變理論的電網(wǎng)大停電交通擁堵度評(píng)估方法，其特 征在于： 對(duì)于修正因子的得分值Si通過相關(guān)部門調(diào)查問卷及實(shí)地調(diào)研得到。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于突變理論的電網(wǎng)大停電交通擁堵度評(píng)估方法，其特 征在于： 指標(biāo)的最大值C_和最小值Cmin能夠通過研宄和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得到。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于突變理論的電網(wǎng)大停電交通擁堵度評(píng)估方法，其特 征在于： 擁堵度可被劃分成五級(jí)，且擁堵度值越高表示擁堵程狀況越嚴(yán)重。
【專利摘要】一種基于突變理論的電網(wǎng)大停電交通擁堵度評(píng)估方法，以基本路段為出發(fā)點(diǎn)，選取評(píng)價(jià)指標(biāo)，然后根據(jù)突變模型，依據(jù)底層指標(biāo)的數(shù)據(jù)逐級(jí)向上計(jì)算，得到大停電后的基本路段擁堵度，并采用車輛行駛里程作為權(quán)重對(duì)路網(wǎng)體系中各基本路段進(jìn)行加權(quán)，得到加權(quán)道路網(wǎng)的交通擁堵度。本發(fā)明通過采用突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)大停電后路網(wǎng)交通擁堵度進(jìn)行量化評(píng)估，克服了評(píng)估指標(biāo)權(quán)重分配及指標(biāo)量化方面主觀性強(qiáng)的缺點(diǎn)，通過本發(fā)明的計(jì)算可以得到大停電后路網(wǎng)交通擁堵度的評(píng)估值，對(duì)于等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，獲得相應(yīng)的擁堵等級(jí)狀況，據(jù)此，交通部門可以評(píng)估路網(wǎng)的擁堵嚴(yán)重程度并采取相應(yīng)的應(yīng)急措施。
【IPC分類】G08G1-01
【公開號(hào)】CN104616496
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510050690
【發(fā)明人】劉建琴, 肖晉宇, 王智冬, 齊芳, 彭冬, 王帥, 劉自發(fā), 任薛東, 張曉晴, 張?jiān)趯? 陳一瀟
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院, 華北電力大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月30日