[發明專利]一種基于Louvain算法的交通小區劃分系統

有效

• 申請號: 201811186046.1
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109272170B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 肖冉東;趙翰毅;于海濤;黃堅;劉航歐
• 申請（專利權）人: 北京市交通信息中心;北京航空航天大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/26
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗

1.一種基于Louvain算法的交通小區劃分系統，其特征在于：包括，建筑空間拓撲關系判別模塊、建筑群分割道路等級計算模塊、建筑群拓撲距離計算模塊、復雜網絡邊權值計算模塊、Louvain算法執行模塊和小區劃分結果展示模塊；

建筑空間拓撲關系判別模塊：在獲取初始建筑群數據后，進行預處理，預處理過程為根據建筑群的物理距離、大路分割、建筑群遮擋因素生成初始建筑群空間拓撲關系數據，為建筑群道路等級計算模塊和建筑群拓撲距離計算模塊做數據準備；

建筑群分割道路等級計算模塊：根據生成的初始建筑群空間拓撲關系數據和路網數據，通過矢量判別獲取建筑群之間的分割道路，獲取最高的道路等級作為最終的道路等級，生成建筑群分隔道路等級數據以供復雜網絡邊權值計算模塊調用；

建筑群拓撲距離計算模塊：根據生成的初始建筑群空間拓撲關系數據，通過計算空間方向相似度獲取每兩個建筑群之前的拓撲距離，該拓撲距離代表了建筑群之間的相似關系，根據拓撲距離生成建筑群拓撲距離數據；

復雜網絡邊權值計算模塊：根據建筑群分割道路等級數據和建筑群拓撲距離數據，對建筑群復雜網絡的連邊進行權值賦值，形成權值矩陣，生成復雜網絡權值矩陣數據；

Louvain算法執行模塊：根據復雜網絡權值矩陣數據，采用Louvain算法進行交通小區劃分，通過設定的模塊度函數，反復尋找使得模塊度最大時的劃分方法，最終利用復雜網絡權值矩陣數據將建筑群歸類為不同的交通小區；

小區劃分結果展示模塊：將得到的不同的交通小區進行可視化展示和標注。

2.根據權利要求1所述的基于Louvain算法的交通小區劃分系統，其特征在于：所述建筑空間拓撲關系判別模塊具體實現過程如下：

獲取初始建筑群數據后，判斷兩個建筑群之間是否在網絡中存在連邊關系，判別過程如下：

(1)判斷兩個建筑群之間的物理距離；

(2)判斷兩個建筑群之間是否被道路等級高的路分隔開；

(3)判斷兩個建筑群之間是否被其它建筑群遮擋，度量遮擋程度；

(4)根據上述3個判別結果，如果兩個建筑群間的物理距離小于200米，無高速路、環路分割，沒有其他建筑群遮擋，則判斷這兩個建筑群在網絡中存在連邊關系；

(5)反復執行步驟(4)，生成初始建筑群空間拓撲關系數據。

3.根據權利要求1所述的基于Louvain算法的交通小區劃分系統，其特征在于：所述建筑群分割道路等級計算模塊實現過程如下：

(1)讀取初始建筑群空間拓撲關系數據和城市路網數據；

(2)根據城市路網數據，得到兩個建筑群之間分割的所有道路；

(3)對兩個建筑群之間分割的道路，依次計算每條道路的道路等級，具體方法為：先判斷選定路段是否分割了這兩個建筑群，設建筑群B與建筑群C被路段1與路段2分隔，則設建筑群B的中心點為P_b，建筑群C的中心點為P_c，線段L_bc為點P_b與點P_c的連線，L_bc與路段1和路段2產生交點，使得路段1與路段2成為建筑群B和C的分隔路段，然后判斷路段1與線段L_bc是否相交，若相交則路段1分割了建筑群B與建筑群C；如果選定路段分割了這兩個建筑群，則根據城市建筑分布密度以及城市路網道路長短，對建筑群建立道路索引表，檢索城市路網數據中的路段索引表，然后查詢選定路段的道路等級；

(4)對步驟(3)中計算出的道路等級取出最高等級作為兩個建筑群之間分割道路的等級。