[發(fā)明專利]一種基于土地利用信息的路網(wǎng)交通流量動態(tài)模擬方法

有效

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• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113313937B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊道源;徐洪磊;吳睿;王人潔;宋媛媛;楊孝文
• 申請（專利權(quán)）人: 交通運(yùn)輸部規(guī)劃研究院
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/052;G08G1/065
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種基于土地利用信息的路網(wǎng)交通流量動態(tài)模擬方法，其特征在于：實(shí)現(xiàn)該方法的步驟為：

步驟1，收集區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)部分路段交通流信息，具有交通流量的部分路段為路段集A，沒有交通流量的路段成為路段集B，包括：分車型的道路流量及路段速度；

步驟2，收集路網(wǎng)所有路段土地利用信息，土地利用信息需要包括人口密度、道路密度以及距離交通樞紐的距離會影響交通流變化的變量；將這些土地利用信息根據(jù)自身特征整理為不同的預(yù)測變量；

步驟3，利用隨機(jī)森林模型在路段集A上建立道路土地利用信息和路段交通流量之間的關(guān)系；

步驟4，將收集的路段集A上的路段流量數(shù)據(jù)隨機(jī)平均劃分成十個(gè)測試集，每次采用其中九組數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練集進(jìn)行建模，剩下的一組數(shù)據(jù)作為測試集，遍歷十組數(shù)據(jù)后，每組數(shù)據(jù)都會成為一次測試集，采用十折交叉驗(yàn)證來驗(yàn)證基于土地利用信息的流量模擬模型準(zhǔn)確性；

步驟5，基于模型識別在交通流模擬過程中最重要的預(yù)測變量；利用隨機(jī)森林模型對區(qū)域交通流進(jìn)行逐小時(shí)模擬從而獲取區(qū)域交通流的時(shí)間變化特征，并計(jì)算通過隨機(jī)置換預(yù)測變量觀測值導(dǎo)致袋外誤差率變化來說明各預(yù)測變量在模擬各交通流特征的重要性；其主要計(jì)算原理如下式所示：

其中，VRI_ij為預(yù)測變量X_i在第j棵樹上的變量相對重要性；OOB_j為第j棵樹上袋外觀測值數(shù)目；Y_k為第k個(gè)袋外觀測值的真實(shí)結(jié)果；Y_k1^j為預(yù)測變量X_i置換觀測值前第j棵樹對第k個(gè)袋外觀測值的預(yù)測結(jié)果；Y_k2^j為預(yù)測變量X_i置換觀測值后第j棵樹對第k個(gè)袋外觀測值的預(yù)測結(jié)果；I(x)為指示函數(shù)，相等為1，不相等為0；若X_i沒有在第j棵樹的建模過程中出現(xiàn)，則VRI_ij為0；由此，預(yù)測變量X_i在整個(gè)隨機(jī)森林中VRI_i的計(jì)算方法如下：

其中，N為隨機(jī)森林樹木總量；VRI_i越大，預(yù)測變量X_i在隨機(jī)森林預(yù)測重型要性越高；

步驟6，利用步驟3建立的土地利用信息到道路流量的映射關(guān)系和步驟2收集的沒有交通流信息路段土地利用信息，模擬整個(gè)區(qū)域其他路段交通流量信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于土地利用信息的路網(wǎng)交通流量動態(tài)模擬方法，其特征在于：為了基于部分道路監(jiān)測流量獲取全路網(wǎng)的交通流量信息，采用參數(shù)分配或者交通需求模型的方法。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于土地利用信息的路網(wǎng)交通流量動態(tài)模擬方法，其特征在于：使用的基于土地利用信息的交通流量模擬方法，利用土地利用信息的高分辨率動態(tài)模擬路網(wǎng)交通流特征。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于土地利用信息的路網(wǎng)交通流量動態(tài)模擬方法，其特征在于：交通需求模型方法是指利用包括交通平衡模型、交通流密度模型在內(nèi)的交通模型對流量進(jìn)行模擬；交通需求模型基于OD出行矩陣等對方法對路網(wǎng)交通流進(jìn)行仿真模擬，應(yīng)用范圍集中在某段道路的以及城市的部分核心區(qū)域骨干路網(wǎng)的交通流特征模擬。