[發(fā)明專(zhuān)利]基于尖點(diǎn)突變和量子粒子群優(yōu)化的道路通行能力評(píng)價(jià)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810306800.4
• 申請(qǐng)日: 2018-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108320516B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡征兵;胡岑諾;蔣玲;楊琳;胡志軒;張新晨
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G08G1/01
• 分類(lèi)號(hào): G08G1/01;G06Q10/06;G06Q50/30;G06N3/00
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魏波

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于尖點(diǎn)突變和量子粒子群優(yōu)化的道路通行能力評(píng)價(jià)方法，首先以交通流的車(chē)速為狀態(tài)變量，流量和車(chē)道時(shí)間占有率為控制變量建立突變模型，用交通流的部分時(shí)間段數(shù)據(jù)確定模型參數(shù)，通過(guò)已確定的模型，可以得到該選定路段維持暢通狀態(tài)的最小速度。從而完成對(duì)該道路的評(píng)價(jià)。本發(fā)明能夠有效的提高評(píng)價(jià)道路的準(zhǔn)確性和工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種道路通行能力評(píng)價(jià)方法，具體涉及一種基于尖點(diǎn)突變理論和量子粒子群優(yōu)化算法的道路通行能力評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通需求迅速擴(kuò)大。目前我國(guó)汽車(chē)保有量已達(dá)2億輛但仍屬于年輕的汽車(chē)消費(fèi)市場(chǎng)，車(chē)輛數(shù)增長(zhǎng)空間巨大。在車(chē)輛出行的過(guò)程中，城市內(nèi)交通樞紐處的交通需求尤為集中，由于道路資源的有限，通行能力不足的現(xiàn)象堵陡增，導(dǎo)致交通緩慢、滯留甚至擁堵。城市交通是城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)，目前交通擁堵已經(jīng)成為了制約城市發(fā)展的主要問(wèn)題，為了優(yōu)化城市交通便于城市管理，必須先對(duì)已有的道路可能通行能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。可能通行能力又稱(chēng)實(shí)際通行能力，指的是在現(xiàn)實(shí)的道路和交通條件下，某一路段單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一斷面的最大車(chē)輛數(shù)?？赡芡ㄐ心芰Φ姆治龊陀?jì)算，在道路規(guī)劃中有著十分重要的作用，但描述交通流時(shí)，不夠直接，且不同的道路上的車(chē)流量必定存在差異，不能只通過(guò)可能通行能力評(píng)估道路。如果用速度描述交通流，會(huì)更加直觀，高速狀態(tài)下的交通流處于暢通狀態(tài)，低速狀態(tài)下的交通流處于擁堵?tīng)顟B(tài)，且適用于評(píng)估不同類(lèi)型的道路，故速度對(duì)道路的描述更為貼切。

在當(dāng)前城市交通擁堵和評(píng)價(jià)的研究中，Younes和Boukerch在擁堵協(xié)議的研究方面提出高效交通檢測(cè)協(xié)議(ECODE)，準(zhǔn)確評(píng)估市區(qū)情景中高度擁擠的路段。嚴(yán)麗平等人提出了一種城市交通路網(wǎng)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)多路口路徑選擇模型，充分利用現(xiàn)有的道路資源進(jìn)行有效的路線導(dǎo)航從而緩解交通擁堵現(xiàn)象。章登義等人提出了基于N階近鄰的隱馬爾科夫模型，能高精度實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)短時(shí)交通車(chē)輛行程時(shí)間。易云飛等人改進(jìn)了伊藤算法，解決了帶用戶(hù)滿(mǎn)意度的多目標(biāo)實(shí)時(shí)車(chē)輛路徑問(wèn)題。P Lopez-Garcia等人將遺傳算法和交叉熵方法相結(jié)合，提出了一種預(yù)測(cè)交通擁堵的方法，并證明了該方法預(yù)測(cè)短期交通擁堵的準(zhǔn)確性。孫景昊等人基于實(shí)時(shí)演算理論，為單/雙行道兩類(lèi)城市交通網(wǎng)絡(luò)的定時(shí)和自適應(yīng)兩類(lèi)信號(hào)控制系統(tǒng)建立了統(tǒng)一的形式化模型，對(duì)不同規(guī)模的城市交通網(wǎng)格仿真探究了擁堵指標(biāo)的變化規(guī)律。Taale等人驗(yàn)證了交通控制信號(hào)測(cè)量和控制前往高速公路交通流量的可行性。Carli等人則提出了一種城市車(chē)輛交通擁堵自動(dòng)化分析與評(píng)估的方法，可通過(guò)該方法有效地了解擁堵時(shí)間和位置區(qū)域。也有大量學(xué)者探求交通流中流量、密度和速度的關(guān)系，建立的模型主要有Greenshields的線性模型、Underwood的指數(shù)模型、Edie對(duì)數(shù)模型、May鐘形線模型和Keller為代表的曲線族模型等，但上述模型均在解釋交通流到達(dá)可能通行能力時(shí)的數(shù)據(jù)斷層時(shí)遇到困難，無(wú)法結(jié)合自身模型得到合理的解釋?，F(xiàn)有突變理論可以描述數(shù)據(jù)斷層現(xiàn)象，考慮到交通流的主要參數(shù)，即速度、流量和占有率，共三個(gè)，可選用尖點(diǎn)突變理論描述交通流。

流量、密度和速度是描述交通流的主要參數(shù)，交通流的特征是通過(guò)流量、密度和速度的變化展現(xiàn)的。由于交通流具有一定的突變特征，和突變理論中描述的突變特征類(lèi)似，因此有學(xué)者開(kāi)始運(yùn)用突變理論研究交通流。突變理論作為分析研究系統(tǒng)不連續(xù)性問(wèn)題的理論之一，以奇點(diǎn)理論、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性理論為基礎(chǔ)，是研究非線性不連續(xù)問(wèn)題的重要手段。