[發明專利]一種基于遺傳算法優化的城市區域交通大數據分析系統與方法

有效

• 申請號: 201810234041.5
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108470444B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 楊帆
• 申請（專利權）人: 特斯聯（北京）科技有限公司
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 劉廣達

1.一種基于遺傳算法優化的城市區域交通大數據分析系統，其特征在于，包括城市路網與行人出行分布分析模塊、城市路網交路流量分析模塊、城市軌道交通系統分析模塊、城市區域交通系統決策模塊；

所述城市路網與行人出行分布分析模塊包括由行人出行網絡和路網網絡相互作用而形成的雙層網絡，上層網絡為行人出行網絡，通過上層網絡和下層網絡的節點，采集由上層網絡和下層網絡的全部節點上的客流量和交通流量組成的城市交通系統大數據，并計算表示人流分布特征、交路通過能力、人流服務能力、交路運營組織復雜性、設備投資與運營費用這些因素的城市區域交通利用率指標；

城市路網交路流量分析模塊根據所述城市區域交通利用率指標，建立優化單目標函數，并利用遺傳算法對上述單目標函數進行優化求解，確定交路通行的最優解；

城市軌道交通系統分析模塊基于城市路網與行人出行分布分析模塊和城市路網交路流量分析模塊，以交通車站的客流量為輸入條件生成接運公交候選線路集合，根據接駁交通方式構建接運公交線網規劃的雙層規劃網絡，上層網絡以城市軌道交通系統內出行成本、系統運營成本、單體車輛出行數量的加權之和最小為目標，優化系統內的線路組合方案、線路的車輛配置和發車頻率，下層網絡以上層網絡輸出的所有數據為輸入，計算不同接駁交通方式的出行成本，利用遺傳算法求解模型；

城市區域交通系統決策模塊用于根據城市路網交路流量分析模塊以及城市軌道交通系統分析模塊獲得的最優解，確定城市路網交路通行和城市軌道交通的配置方案。

2.根據權利要求1所述的基于遺傳算法優化的城市區域交通大數據分析系統，其特征在于，所述城市路網與行人出行分布分析模塊計算以下城市區域交通利用率指標：

道路單向滿載率：

高峰單位時間最大單向滿載率：

道路平均滿載率：

公共交通平均滿載率：

城市道路面積密度：

L為城市道路的里程長度；E為區域面積；

城市人口密度：

R為城市人口量；

城市道路經濟密度：

GDP為城市國民生產總值；

城市車輛運輸密度：

I為城市車輛運輸周轉量；

城市區域交通綜合密度：

城市區域交通路網連通度：

L0為城市區域總里程數，θ為直線里程與總里程的比；H為區域交通路網的總路段數，N為區域交通路網的節點數；

城市交通理想道路長度：

U為經濟指標系數；

城市交通理想規模接近度：

城市交通道路布局均衡度

其中為P0規劃區域內路網規模合理的分區數，P為規模區域的總分區數。

3.根據權利要求2所述的基于遺傳算法優化的城市區域交通大數據分析系統，其特征在于，所述城市路網交路流量分析模塊獲得由行人出行網絡和路網網絡采集并計算的城市區域交通利用率指標；并且設置約束條件；當超出約束條件時，在遺傳計算中關閉路網，直到城市區域交通利用率指標不再超出約束條件。

4.根據權利要求3所述的基于遺傳算法優化的城市區域交通大數據分析系統，其特征在于，城市路網交路流量分析模塊采用線性加權法，將由城市區域交通利用率指標構成的多目標優化轉換為單目標優化；轉換后的城市路網優化單目標函數為

ρ＝τ1*α+τ2*β+τ3*γ+τ4*δ

τ1+τ2+τ3+τ4＝1

τ1為α的權重；τ2為β的權重；τ3為γ的權重；τ4為δ的權重。