要算出高速上某个点究竟过了多少车,对于海量收费数据而言该如何计算呢?以往只能依靠路面埋设线圈来达成,然而现在已经拥有了全新的办法。
基于OD数据的高速公路断面流量推算方法
每一天,高速公路的联网收费系统都会产生数量巨大的海量数据,每一笔数据都记录着车辆的进出站相关具体信息,这些数据如同车辆的“电子足迹”,借助对这些足迹展开分析,能够反推出车辆于路网当中的行驶运行轨迹,断面交通流量,指的是某个特定路段在单位时间之内通过的车辆具体数量,它是衡量道路拥堵程度以及使用效率的关键重要指标,传统方法依靠路面安装的车检器,然而设备常常会出现故障,数据也并不完整。凭借OD数据去推算断面流量,这就如同给每一辆车都配备了虚拟定位器,它能够填补车检器所存在的空白地带,进而提供更为全面的路况相关信息。
具体实施操作之际,首要之事乃是将杂乱无章的基础数据,清理得一干二净。源于收费系统而提取出来的原始字段,涵盖着进出站编号、进出站时间、车种、车型、轴数以及总重等诸般信息。在这些数据当中,夹杂着相当数量的“脏数据”,诸如行驶时间被记录成零的情况,又或者时间长得匪夷所思,竟然超过一年的情形,统统都必须先行予以剔除,如此方可确保后续计算能够具备准确性。数据预处理乃是整项工作得以稳固构筑的根基所在,唯有基础坚实牢固了,经由推算而得出的结果方才具备可供参考的价值。
封闭区段行程时间计算模型
若要有清澄的 OD 数据,接下来需要依据收费站将高速公路划分成一个个封闭区段,每个区段乃是相邻两个收费站之间的路段,车辆自一个收费站驶入,从另一个收费站驶出,必定会经过这些区段,借助车辆的进出站时间,能够计算出其在每个区段上的行驶时间,进而获取平均速度,此过程要区分白天与夜间,由于不同时段的车速差异颇为大,分开计算能更真切地体现路况。
当某个封闭的地区划分范围在施行统计的时间之内不存在某一类型号车辆经过时,数据便呈现出了缺失的状况。举例来说,比如某一段道路在夜间的时候没有大型载客汽车通行,那么便没办法直接计算得出它们的平均行进速度。在这样的时候能够采用临近的地区划分范围的数据来加以插补处理,使用相邻位置地区划分范围内同型号车辆的平均行进速度来进行估算,又或者参考车辆型号相近的其他车辆所具备的数据。这样的一种处理方法确保了每一个路段、每一种车辆类型全都拥有与之对应的行驶时间数值,从而为后续阶段的断面流量的推算给予了完整的数据方面的支持。
车辆到达检测断面的时刻推算
检测断面位置固定,其通常受车检器实际桩号决定,我们要找出该断面上游及下游最近的收费站编号,还有断面到上游收费站的距离,若一辆车行驶路径含这段路,即从上游收费站驶入,从下游收费站驶出,那它定会经过此检测断面,接下来要推算该车具体会在何时到达这个断面。
要推算时刻,得结合车辆出发时间以及其在各个区段的行驶速度,假设车辆于T时刻从上游收费站进入高速,依据之前算出的各区段平均行驶时间,便能累加得出从入口开到检测断面需要的时间Δt,那么车辆到达断面的时刻便是T + Δt,该计算过程将每辆车的行程拆解成时间线上的点,计算出所有经过该断面的车辆到达时刻,如此便得到了这个断面的流量时间分布。
基于车辆路径的断面流量统计
找出所有有着经过检测断面可能性的车辆,依据到达时刻分别归类统计,如此便获得基于OD数据推算的断面交通流量。此过程等同于将收费站进出记录,转变为路面上某点实时车流状况。统计期间可按不同时间段、不同车型分别汇总,这般得到的数据比单纯总车流量更具价值,能察觉客货车流的高峰期差异。
运用这种方式获取的流量数据,能够依照分钟、小时或者天予以呈现。举例而言,某路段于工作日早高峰时段,小型客车的断面流量达到每小时3000辆,然而夜间却降低至200辆左右。这些精细的数据对高速公路运营管理颇为关键,不管是养护计划的拟定,还是拥堵预警,均具备了可靠的数据依据。相较于传统车检器,OD数据覆盖更周全,不受设备故障的影响。
利用车检器数据进行校验
即便OD数据推算方法具备很强的能力,然而它终究属于一种间接的推算方式,鉴于此需要跟实际检测所获取的数据开展对比验证。从中挑选出某个路段上数据质量相对良好的车检器,把它所记录的真实断面流量,拿来跟在同一时段到同一位置运用OD数据推算得出的流量相比较。这两者之间所呈现出的吻合程度,能够直接体现出推算方法的精确性以及可靠性。要是误差处于可以接受的范围之内,那就表明这种方法能够应用于实际当中。
于实际校验之际,或会发觉某些时段内,推算流量跟实测流量存有偏差。此般状况通常和车辆路径选择的复杂性有所关联,像有些车辆或许走了别的路线,又或者中途于服务区停止的时间过于漫长。经由剖析这些偏差的缘由,能够进一步优化推算模型,像是引入更为精细的路径识别算法,亦或是对异常行驶时间数据予以特殊处置。校验的进程便是促使推算结果愈发贴近真实情形的进程。
方法的应用前景与局限
这种依据OD数据的断面流量推算办法,其最大的长处在于盘活了现有的已然联网收费的数据资源,它无需额外增添硬件投入,便能获取全路网任意位置的交通流量数据,特别适用于那些未安装车检器或者设备出现损坏的路段,运营管理部门能够随时调用这些数据,剖析节假日车流高峰、评估道路服务水平,甚至为新建收费站的选址给予决策支撑。
无可否认,任何一种方法都是存在着其自身所具备的局限性的。OD数据的质量对于推算结果的精度起着直接决定性作用,要是原始收费数据出现了漏记或者错记的情况,那么就必然会对最终结果产生影响。除此之外,车辆于路网当中的实际路径极有可能并不符合最短路径假设,尤其是当路网之中存在并行道路的时候。未来的相关研究能够结合更多样的数据源,像导航软件的轨迹数据之类 ,以此来修正路径选择模型,从而使得断面流量推算变得更为精准。
是否在你所处的城市,或者是常常行驶的高速路段那儿,碰到过因车检器出现故障,进而致使路况信息变得不准确这种状况呢?欢迎于评论区讲述你的经历哟,对其进行点赞并转发,好让更多的人能够知晓这项技术!


