[發明專利]一種城市道路動態交通網絡結構信息系統

有效

• 申請號: 201810234013.3
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108447255B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 張尊棟;朱夢瑤;周慧娟;劉小明;李正熙;張昭然
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 衛麟

本發明提供一種城市道路動態交通網絡結構信息系統，該系統考慮路網劃分的特點，通過網絡獨有的特性將交通路網整個網絡劃分為多個網絡子區域，利用網絡和分區各自的邊的數目和含權重的出入度，并根據香農的信息熵公式，計算不同網絡分區的結構信息；并考慮到分區與分區之間的聯系，加入分區與鄰接分區間的出入度權重，計算出含分區邊界特性的結構信息。從而，通過分區結構信息和分區含邊界特性的結構信息，對城市道路路網進行動態分析。

技術領域

本發明涉及城市道路動態復雜交通網絡結構信息的評價領域。

背景技術

城市交通道路網絡交通流分布的結構信息特征是影響城市交通的一個重要因素，路網的拓撲結構決定了路網的許多性質，而路網的結構信息是一個可以度量交通網絡流量分布的物理量，網絡分布越混亂，其結構信息熵越高。目前的動態復雜網絡分析方法主要采用以往的經典模型，如早期的ER經典模型、WS小世界模型、BA無標度模型、第一森林模型、隨機模型和鄰接模型。但真實的網絡是復雜的，不能被現有的模型所捕獲。現有的模型只考慮網絡特性的某一種，缺乏對網絡各個分區和分區間考慮邊界影響所得特性在整個網絡中的重要性的考慮。

發明內容

本發明為了彌補現有網絡計算方法對網絡分區和含分區邊界特性的重要性評價缺失問題，提出了一種基于分區的城市道路動態交通網絡結構信息計算方法。利用交通路網的特性對其路網進行區域劃分，一方面通過計算路網分區內邊的數量和出入度權重，另一方面考慮分區間的關聯，加入分區邊界的出入度權重；從而根據香濃熵的公式，計算網絡不同分區內的結構信息和含分區邊界特性的結構信息。該方法主要依靠的是網絡具有分區劃分這個特性，一個完整的網絡中，因其網絡獨有的特性，可以將其劃分為多個子分區，又考慮了子分區與整個網絡在結構信息上的不同點和相同點，結合網絡分區邊界特性，對城市交通動態復雜道路網絡進行評價。

本發明具體采用以下技術方案：城市道路動態交通網絡結構信息系統包括動態交通路網建模模塊、分區網絡結構信息模塊、含分區邊界特性的結構信息模塊和結構信息標準化模塊；動態交通路網建模模塊，根據城市道路交通路網拓撲結構數據和實時動態交通流數據，建立以交叉口為點、路段為邊、路段上的車流量為權值的動態路網模型；分區網絡結構信息模塊，計算各區域內邊的數目以及區域內各節點的入度和出度；含分區邊界特性的結構信息模塊，根據分區與鄰接分區出入邊界的邊數，結合所述分區網絡結構信息模塊的計算結果，計算含邊界特性的分區結構信息；結構信息標準化模塊，集合計算出的分區結構信息，將集合內的結構信息標準化。

優選地，所述動態路網模型描述如下：城市道路交通網絡描述為以下形式：

A＝(N,E,W),

其中，A為交通網絡分區，N＝{n₁,n₂,n₃…}為交通網絡中節點集合，n為節點數，W＝{w_ij|i,j∈N}為交通網絡中邊的集合，w_ij為節點i和節點j直接相連的邊上的權值，權值w為路段上的車流量；

所述含邊界特性的分區結構信息的計算方法為：

1)統計分區與鄰接分區的出入邊界的邊界集合；

2)計算含邊界特性的分區的節點入度和出度

其中，分別為所述邊界集合中對應進入分區的節點的入度和出度，為分區內節點的入度和出度；

3)計算含分區邊界特性的入度結構信息和出度結構信息

其中，m為區域內的所有的邊的數量；

4)將計算得到的結構信息構建集合對集合內的結構信息進行標準化，得到標準化值H：