[發(fā)明專利]基于宏觀基本圖的城市路網(wǎng)控制子區(qū)的動態(tài)劃分方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810138806.5
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108364465B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閆飛;張曼;閻高偉;田建艷
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

本發(fā)明涉及城市路網(wǎng)劃分方法，具體為基于宏觀基本圖的城市路網(wǎng)控制子區(qū)的動態(tài)劃分方法，解決現(xiàn)有劃分方法缺乏理論支撐，指標(biāo)的閾值不科學(xué)，劃分不系統(tǒng)，目標(biāo)不全面，不能實時調(diào)整的問題，方案：1）初始化計算機(jī)；2）選取影響因素，采集基本數(shù)據(jù)；3）依照路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、交通信息數(shù)據(jù)，計算相鄰路段之間的關(guān)系，建立權(quán)值矩陣；4）從局部表征路段間相似性，建立相似性矩陣；5）對路網(wǎng)進(jìn)行初始劃分；6）更新編號，合并小子區(qū)。優(yōu)點：以路網(wǎng)內(nèi)各路段的基本數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，充分考慮相鄰路段間的相互影響因素，有充分的理論基礎(chǔ)支撐，能夠?qū)崟r調(diào)整，目標(biāo)明確且劃分更為合理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及城市路網(wǎng)劃分方法，具體為基于宏觀基本圖的城市路網(wǎng)控制子區(qū)的動態(tài)劃分方法。

背景技術(shù)

機(jī)動車的飛速增長，交通密度日益增大，交通堵塞已經(jīng)逐漸從點到面變成了區(qū)域性的重要的交通問題，先前有的理論已經(jīng)很好地說明劃分子區(qū)邊界控制能夠大幅度緩解大范圍交通堵塞問題，作為分區(qū)控制的重要奠基，動態(tài)地分析影響因素對車輛通行能力的影響大小，既科學(xué)又合理地建立一種城市路網(wǎng)控制子區(qū)動態(tài)劃分方法日益重要。

現(xiàn)代路網(wǎng)結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，交叉口數(shù)目眾多，對整個區(qū)域或者大型路網(wǎng)實行協(xié)調(diào)控制不具備合理性，而且效率低，第一交通運行特性每時每刻發(fā)生著變化，方案必須進(jìn)行實時修改以及調(diào)整；其次路網(wǎng)中不同級配的路段交通特性保留有差異性，局部最優(yōu)方案可能在全路網(wǎng)中不適用；于是，需要將城市交通路網(wǎng)按一定影響路網(wǎng)的因素劃分為多個小控制子區(qū)，交通狀態(tài)在時刻發(fā)生著變化，路網(wǎng)內(nèi)的控制子區(qū)劃分結(jié)果也隨之發(fā)生改變，這樣使得路網(wǎng)運行效率得到了很大的改善。

本著提升交通控制系統(tǒng)的適應(yīng)交通流快速變化的能力，城市路網(wǎng)控制子區(qū)的劃分必須具備以下幾個特性：準(zhǔn)確性、動態(tài)性、迅速性。但是目前的城市路網(wǎng)控制子區(qū)動態(tài)劃分也保留一些缺陷：1.控制子區(qū)動態(tài)劃分方法易于脫離交通控制系統(tǒng)理論體系，很多情況下，重點考慮半飽和情況下的信號交叉口，容易忽視其他狀態(tài)下的信號交叉口；2.路網(wǎng)控制子區(qū)劃分方法中考慮的影響因素缺乏理論支撐，這些性能指標(biāo)僅僅研究相鄰兩條路段之間的相關(guān)性，不能充分涉及到多條相鄰路段，同時確定的劃分指標(biāo)的閾值不具充分的科學(xué)性；3.路網(wǎng)控制子區(qū)劃分不具備系統(tǒng)性，劃分目標(biāo)不全面，很難隨著交通變化堵塞情況變化的實時性而迅速調(diào)整。

因此，設(shè)計一種能夠結(jié)合交通控制系統(tǒng)理論體系，充分考慮相鄰各條路段之間的相關(guān)性，以及影響路網(wǎng)效率的各項因素，對路網(wǎng)控制子區(qū)進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)、全面、實時的劃分方法對提高路網(wǎng)交通通行效率是十分有益的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決目前現(xiàn)有的交通控制系統(tǒng)劃分子區(qū)方法脫離交通控制系統(tǒng)理論體系，忽視其他狀態(tài)下的信號交叉口，路網(wǎng)控制子區(qū)劃分方法缺乏理論支撐，劃分指標(biāo)的閾值不具充分的科學(xué)性，子區(qū)劃分不具備系統(tǒng)性，劃分目標(biāo)不全面，很難隨交通變化堵塞情況實時調(diào)整的問題，提供一種克服上述缺陷的基于宏觀基本圖的城市路網(wǎng)控制子區(qū)的動態(tài)劃分方法。

本發(fā)明是通過以下操作步驟實現(xiàn)的：基于宏觀基本圖的城市路網(wǎng)控制子區(qū)的動態(tài)劃分方法，包括以下操作步驟：

1)、初始化交通控制計算機(jī)：

1.1)、利用VISSIM軟件基于現(xiàn)實環(huán)境，依照路網(wǎng)基礎(chǔ)資料，選取合適的待分區(qū)路網(wǎng)，設(shè)該路網(wǎng)為A路網(wǎng)，連接兩相鄰信號控制燈的道路為路段，路網(wǎng)內(nèi)共有n條路段；

1.2)、將路網(wǎng)A內(nèi)的每條路段排序：邊使得頂點與頂點相連接，它們構(gòu)成的集合是圖；頂點代表的是待研究的物體，邊代表的為兩物體間的特定關(guān)聯(lián)；在圖論中，通常運用二元組G＝(V,E)來代表圖，假設(shè)選定路網(wǎng)A中路段與路段間相連的總邊數(shù)為m，在此路網(wǎng)中，節(jié)點集合V＝(v₁,v₂,...,v_n)代表所有相鄰信號控制燈間的路段的集合，矩陣E＝(e)_n×n表示路網(wǎng)內(nèi)所有路段之間權(quán)值的集合，表征它們的特定關(guān)系；在只考慮路網(wǎng)A中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的情況下，當(dāng)兩路段空間相鄰時，它們之間的權(quán)值為1，反之為0；進(jìn)而利用阿拉伯?dāng)?shù)字1、2、...、n將每條路段排序；