1.一种基于自组织理论的快速路分流区车流运行状态评价方法,其特征在于,包括如下步骤:将分流区进行路段划分并建立分流区各路段的离散动态交通流模型;路段的离散动态交通流模型基于交通流的Greenshields模型推导得出,模型中下一时刻道路车辆空间占有率与在当前道路条件下路段的车辆自由行驶速度、当前时刻的车流平均行程速度以及当前时刻的道路车辆空间占有率相关;收集各路段内车流运行状态信息,包括各路段的实时平均行程速度、实时车辆数和实时车辆道路空间占有率;将收集到的数据经归一化处理后结合分流区整体运行状态模型,计算一段时间内车流运行的扩展熵混乱度,基于扩展熵混乱度实现对分流区的车流自组织评价;分流区整体运行状态模型由各路段的离散动态交通流模型以矩阵形式构成,各路段对分流区整体运行状态影响的比例为运行过程中各路段平均车辆数占总平均车辆数的比值;扩展熵混乱度由归一化后的各分区熵混乱度加和得出;扩展熵混乱度 计算方法如下:其中M是所有观测到的点,n表示时刻,A表示所有分区,F表示分流区整体运行状态方程,F(ρ n )=[θ 1 f 1 (ρ n1 ),θ 2 f 2 (ρ n2 ),θ 3 f 3 (ρ n3 )] T ,d∈{1,2,3}表示维度,每个维度代表一条路段,θ d 表示n时刻内维度d的平均车辆数占分流区整体车辆平均数的比重,f d (ρ nd )表示维度d的离散动态交通流模型方程,i,j,k分别表示经归一化后三个维度上第i,j,k个分区,A i,j,k 表示A中三个维度分别为第i,j,k个分区的分区, 表示分区A i,j,k 中点的数量占总数的比例, 是分区A i,j,k 上所有点方差-协方差矩阵的特征值, 是分区A i,j,k 上所有点经F(ρ n )映射后方差-协方差矩阵的特征值。
2.根据权利要求1所述的一种基于自组织理论的快速路分流区车流运行状态评价方法,其特征在于,离散动态交通流模型方程为:其中ρ n+1 为下一时刻道路车辆空间占有率,ρ n 为当前时刻道路车辆空间占有率,v f 为车辆自由行驶速度, 为当前时刻的车流平均行程速度。
3.根据权利要求1所述的一种基于自组织理论的快速路分流区车流运行状态评价方法,其特征在于,还包括线性修正各路段的离散动态交通流模型,应用线性拟合优化方法修正各路段离散动态交通流模型方程。
4.根据权利要求1所述的一种基于自组织理论的快速路分流区车流运行状态评价方法,其特征在于,所述归一化处理包括:将各路段上的道路车辆空间占有率按大小分段划分,得到各路段上车辆道路空间占有率的联合分布;归一化方法如下:假设x k 是区间[a,b]上的点,经如下方式将点归一化至定长为 的分区上,N为分区数量。
5.根据权利要求1所述的一种基于自组织理论的快速路分流区车流运行状态评价方法,其特征在于,当分流区的扩展熵混乱度小于等于0时,分流区内部车流能够实现自组织,无需外界信息输入调整车辆运行状态;当分流区的扩展熵混乱度大于0时,分流区内部车流难以实现自组织,需要外界的信息输入调整车辆运行状态,以实现车流的有序运行。
6.一种基于自组织理论的快速路分流区车流运行状态评价系统,其特征在于,包括:路段划分与建模模块,用于将分流区进行路段划分并建立分流区各路段的离散动态交通流模型;路段的离散动态交通流模型基于交通流的Greenshields模型推导得出,模型中下一时刻道路车辆空间占有率与在当前道路条件下路段的车辆自由行驶速度、当前时刻的车流平均行程速度以及当前时刻的道路车辆空间占有率相关;运行状态获取模块,用于收集各路段内车流运行状态信息,包括各路段的实时平均行程速度、实时车辆数和实时车辆道路空间占有率;运行状态评价模块,用于将收集到的数据经归一化处理后结合分流区整体运行状态模型,计算一段时间内车流运行的扩展熵混乱度,基于扩展熵混乱度实现对分流区的车流自组织评价;分流区整体运行状态模型由各路段的离散动态交通流模型以矩阵形式构成,各路段对分流区整体运行状态影响的比例为运行过程中各路段平均车辆数占总平均车辆数的比值;扩展熵混乱度由归一化后的各分区熵混乱度加和得出;扩展熵混乱度 计算方法如下:其中M是所有观测到的点,n表示时刻,A表示所有分区,F表示分流区整体运行状态方程,F(ρ n )=[θ 1 f 1 (ρ n1 ),θ 2 f 2 (ρ n2 ),θ 3 f 3 (ρ n3 )] T ,d∈{1,2,3}表示维度,每个维度代表一条路段,θ d 表示n时刻内维度d的平均车辆数占分流区整体车辆平均数的比重,f d (ρ nd )表示维度d的离散动态交通流模型方程,i,j,k分别表示经归一化后三个维度上第i,j,k个分区,A i,j,k 表示A中三个维度分别为第i,j,k个分区的分区, 表示分区A i,j,k 中点的数量占总数的比例, 是分区A i,j,k 上所有点方差-协方差矩阵的特征值, 是分区A i,j,k 上所有点经F(ρ n )映射后方差-协方差矩阵的特征值。
7.一种计算机程序产品,包括计算机程序/指令,其特征在于,该计算机程序/指令被处理器执行时实现根据权利要求1-5任一项所述的一种基于自组织理论的快速路分流区车流运行状态评价方法的步骤。