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专利号: 2021108207611
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
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:

1.一种基于病毒传播理论的城市交通拥堵识别方法,其特征在于:包括如下内容:一、建立基于SIS病毒传播理论的城市交通拥堵传播模型;

二、计算路段拥堵比例;

三、基于HHT模型对路段状态进行识别。

2.根据权利要求1所述的一种基于病毒传播理论的城市交通拥堵识别方法,其特征在于:所述建立基于SIS病毒传播理论的城市交通拥堵传播模型的方法为:S1.1、建立如下基本拥堵传播模型:式中,S(t)和I(t)分别表示路网中未发生拥堵和拥堵路段所占路网路段总数的比例;

S1.2、按如下公式计算路段拥堵比例的变化率:式中,k表示拥堵路段上游有效连接路段的数目,ib为基本拥堵率,α和β分别表示平均传播率和消散率;

S1.3、按如下公式计算路段拥堵比例:S1.4、将k和α合并为一个参数αk,用于表示节点的拥堵传播能力,并令R=αk/β,R表示新出现拥塞路段的平均数目,代入S1.3的路段拥堵比例公式,进行计算机求解与绘图,得到路段拥堵比例I(t)随时间变化的理想曲线。

3.根据权利要求2所述的一种基于病毒传播理论的城市交通拥堵识别方法,其特征在于:R值越高,拥堵在交通网络中的速度就越快。

4.根据权利要求2所述的一种基于病毒传播理论的城市交通拥堵识别方法,其特征在于:当R≤1时,路网中的拥堵开始消散;反之,路网中的路段拥堵比例将会收敛于(1‑1/R+ib)。

5.根据权利要求2所述的一种基于病毒传播理论的城市交通拥堵识别方法,其特征在于:所述计算路段拥堵比例的方法为:S2.1、按如下公式计算λi(t):式中,vi(t)是t时刻路段i上车辆的平均速度, 是t时刻路段i上车辆的历史最大速度;

S2.2、按如下公式计算t时刻路段i的交通状态hi(t):式中,ρ为设定的拥堵临界值,ii(t)表示拥堵,si(t)表示不拥堵;

S2.3、按如下公式计算路段拥堵比例I(t):

6.根据权利要求5所述的一种基于病毒传播理论的城市交通拥堵识别方法,其特征在于:按如下公式计算路段拥堵比例的导数式中,Δt1和Δt2均为数据的时间间隔。

7.根据权利要求5所述的一种基于病毒传播理论的城市交通拥堵识别方法,其特征在于:所述基于HHT模型对路段状态进行识别的方法为:S3.1、以Δρ为间隔区间,生成所有ρ值的序列并选定初始值;

S3.2、计算λi(t)并得到其随时间变化的序列,然后根据λi(t)得到路段当前的交通状态hi(t);

S3.3、生成一个矩阵来表示每条路段随时间变化的交通状态,然后计算路段拥堵比例I(t)并得到其随时间变化的序列;

S3.4、导入I(t)序列,通过EMD提取IMFs,并通过HSA获取每个IMF的波动周期;

S3.5、选择波动周期最接近12h、24h和168h的波动周期,并计算实际值和理想值之间的平均绝对百分比误差MAPE;

S3.6、令ρ=Δρ+ρ,重复第二步到第六步的过程;

S3.7、选择具有最小的MAPE值所对应的ρ作为最优值。

8.根据权利要求7所述的一种基于病毒传播理论的城市交通拥堵识别方法,其特征在于:按如下公式计算MAPE:式中,zr,k和zs,k分别表示真实的波动周期值和理想的波动周期数值,N表示数据值的总数。

9.根据权利要求7所述的一种基于病毒传播理论的城市交通拥堵识别方法,其特征在于:所述Δρ∈(0,0.1)。