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专利号: 2018111006118
申请人: 山东交通学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 信号装置
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于社团发现的路网拥堵区域动态识别方法,其特征是:包括以下步骤:(1)根据目标区域路网的拓扑结构建立加权有向图,构建城市路网动态拓扑模型;

(2)利用行程时间比动态标定路网拓扑模型的路段权重,根据道路交通管理模式以及道路交通运行状态的不同,将有向权重简化为无向权重;

(3)将路网拓扑模型中相同日期连续一定时间内的无向权重值进行聚类分析,划分不同的路网状态的等级,利用等级范围值对各个观测时间间隔内的路网进行初始拥堵节点与初始拥堵社团的搜索;

(4)将社团相邻路段中拥堵状态相近的路段逐步纳入社团结构并进行扩散;

(5)分别对属于相同拥堵等级社团和不同拥堵等级中发生重叠的社团结构进行合并;

(6)发布合并后得到的拥堵区域范围的信息;

所述步骤(4)包括:

(4-1)以初始拥堵社团为中心向四周路段扩散,搜索并生成相邻路段集合;

(4-2)将相邻路段集合中每条路段分别纳入初始拥堵社团并计算相应社团内部的无向权重方差值;

(4-3)选取相邻路段集合中方差最小的路段,纳入当前拥堵社团并更新社团结构;

(4-4)以更新后的拥堵社团结构为新的中心,重复执行步骤(4-1)-(4-3),形成方差曲线图,选取方差骤增点为截止条件;

(4-5)对于每个拥堵社团扩散过程,当方差值大于或等于截止条件时,则停止该拥堵社团的扩散。

2.如权利要求1所述的一种基于社团发现的路网拥堵区域动态识别方法,其特征是:所述步骤(1)中,将交叉口为拓扑网络中的节点,记为V;相邻交叉口间的路段为拓扑网络中的有向边,记为E,路段本身的交通运行负荷为边的权重,记为W,结合时间,城市路网动态拓扑模型表示为Dt={Vt,Et,Wt}。

3.如权利要求1所述的一种基于社团发现的路网拥堵区域动态识别方法,其特征是:所述步骤(2)中,路段eij在第t个观测时间间隔内有向权重为该路段在第t个观测时间间隔内的实际行程时间与该路段在第t个观测时间间隔内自由流状态行程时间的比值。

4.如权利要求1所述的一种基于社团发现的路网拥堵区域动态识别方法,其特征是:所述步骤(2)中,根据道路交通管理模式以及道路交通运行状态的不同,分为三个常见场景将有向权重化简为无向权重,用来标定路段整体的交通运行状态,其中:场景1为单向交通,无向权重为路段仅有方向实际行程时间与自由状态下行程时间的比值;场景2为双向交通且出现潮汐交通,无向权重为路段负荷较重方向实际行程时间与自由状态下行程时间的比值;场景3为双向交通且未出现潮汐交通,无向权重为路段两个方向实际行程时间与自由状态下行程时间的比值的平均值。

5.如权利要求1所述的一种基于社团发现的路网拥堵区域动态识别方法,其特征是:所述步骤(3)中,采用模糊C均值聚类方法,将路网拓扑模型中相同日期连续一段时间内的无向权重值进行聚类分析,结合实际需求确定路网状态的等级数,并确定每个等级下无向权重的范围,利用各个状态等级范围,对第t个观测时间间隔内的路网进行初始拥堵节点与初始拥堵社团的搜索。

6.如权利要求1所述的一种基于社团发现的路网拥堵区域动态识别方法,其特征是:初始拥堵节点与初始拥堵社团的定义分别如下:当前节点与其邻近节点所连的路段有3个或3个以上在同一个拥堵等级范围内,则认定该节点为相应等级的拥堵初始节点;

拥堵初始节点、拥堵初始节点的邻近节点及其所相连的路段共同构成初始拥堵社团。

7.如权利要求1所述的一种基于社团发现的路网拥堵区域动态识别方法,其特征是:所述步骤(5)中,相同拥堵等级社团的合并过程包括:搜索相同拥堵等级下发生重叠的社团结构,并计算两两社团之间的重叠程度;按照重叠程度的大小顺序合并社团,直到当前拥堵水平下所有的重叠现象消失,对每个等级都进行合并社团,直至各拥堵水平下的社团组均不存在重叠现象为止。

8.如权利要求1所述的一种基于社团发现的路网拥堵区域动态识别方法,其特征是:所述步骤(5)中,不同拥堵等级社团的合并过程包括搜索不同拥堵等级中发生重叠的社团结构,计算并比较重叠社团的模块度,将不同拥堵等级社团结构中重叠部分归为模块度大于设定大小的社团结构,非重叠部分不变,对不同拥堵等级社团组之间重复执行,其中优先从拥堵等级高的社团组之间开始,直至重叠现象消失为止。

9.一种基于社团发现的路网拥堵区域动态识别系统,其特征是:运行于处理器或存储器上,被配置为执行以下指令:(1)根据目标区域路网的拓扑结构建立加权有向图,构建城市路网动态拓扑模型;

(2)利用行程时间比动态标定路网拓扑模型的路段权重,根据道路交通管理模式以及道路交通运行状态的不同,将有向权重简化为无向权重;

(3)将路网拓扑模型中相同日期连续一定时间内的无向权重值进行聚类分析,划分不同的路网状态等级,利用等级范围值对各个观测时间间隔内的路网进行初始拥堵节点与初始拥堵社团的搜索;

(4)将社团相邻路段中拥堵状态相近的路段逐步纳入社团结构并进行扩散;

(5)分别对属于相同拥堵等级社团和不同拥堵等级中发生重叠的社团结构进行合并;

(6)发布合并后得到的拥堵区域范围的信息;

所述指令(4)包括:

(4-1)以初始拥堵社团为中心向四周路段扩散,搜索并生成相邻路段集合;

(4-2)将相邻路段集合中每条路段分别纳入初始拥堵社团并计算相应社团内部的无向权重方差值;

(4-3)选取相邻路段集合中方差最小的路段,纳入当前拥堵社团并更新社团结构;

(4-4)以更新后的拥堵社团结构为新的中心,重复执行指令(4-1)-(4-3),形成方差曲线图,选取方差骤增点为截止条件;

(4-5)对于每个拥堵社团扩散过程,当方差值大于或等于截止条件时,则停止该拥堵社团的扩散。