[發明專利]一種面向道路封鎖的路網交通流變動定量計算方法

有效

• 申請號: 202110442022.3
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113096404B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 劉寶舉;鄧敏;龍軍;石巖
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/065
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;米中業

本發明公開了一種面向道路封鎖的路網交通流變動定量計算方法，通過分析路網流量時間依賴、流量累計的特征首先提出路段節點流量動態值的量化表達模型，并通過追蹤路網流量的微小擾動擴散傳播過程給出起訖路段節點之間流量變化率的級聯反應函數，進而用以求解路段之間的流量擾動響應矩陣，最后提出整合時間滯后算子和空間擴散算子的相關性模型以計算交通流時空延遲對路段相關性造成的路網交通流變動。該方法通過在任意路段節點加載微量交通流擾動來追蹤并捕捉其他路段的響應穩態值，能夠探測空間局域路段節點的動態時空相關性，準確計算路網的交通流變動。

技術領域

本發明屬于交通工程領域，具體涉及一種面向道路封鎖的路網交通流變動定量計算方法。

背景技術

如今道路的車輛日趨增多，道路擁堵問題越來越嚴重，因此需要對道路網絡的交通狀態進行預測。

假設道路網絡中發生了某些局域節點和路段能力衰減或失效的突發事件，通過交通配流手段對路段失效后的各種交通流指標進行統計分析，從而確定路網中各路段節點的重要度及其相關性。此類方法的創新點集中于路段失效策略、交通配流方法以及路段評價指標三個方面。路段失效策略方面，Liu等人首先提出節點度優先的路段攻擊策略并認為在特定情況下可以提高路網通行能力(Liu,et al.,2007)。此后，Zhang等人對比了節點度優先和介數優先兩種不同的攻擊策略，并指出了兩者對路網傳輸影響的異同(Zhang,et al.,2007)。而Huang認為以上兩種攻擊策略不能有效優化路網全局運輸能力，因此基于模擬退火算法提出了一種新的路段刪除策略，能夠保證高度節點和鄰域節點網絡流量的均衡分配(Huang,et al.,2010)。此外，相關學者根據不同的城市路網評測目標，設計了級聯失效、隨機失效、故意攻擊和區域覆蓋等多種路段失效策略(Wisetjindawat,et al.,2015；Jenelius,et al.,2015)，并對比分析了隨機邊重連、基于高度值邊重連以及基于高介數值邊重連等多種斷邊重連策略對道路網絡的傳輸性能影響(Jiang,et al.,2014)。

城市路網的靜態拓撲結構和動態交通流特征通常難以融合分析，導致現有評估方法大多關注靜態路網的全局性評價指標而忽略了其動態變化過程，缺乏探討交通流的傳播效應對路網結構的動態影響以及道路空間結構的局部關聯，從而對路網交通流的變動計算不準確。

發明內容

本發明的目的在于提供一種面向道路封鎖的路網交通流變動定量計算方法，通過構建交通流動態傳輸過程描述模型計算交通流對路段的動態擾動，提出一種計算更為準確，能考慮到更多動態變量的基于交通流動態模型的交通流變動計算方法。

本發明提供的這種面向道路封鎖的路網交通流變動定量計算方法，包括如下步驟：

S1.通過分析路網流量時間依賴、流量累計的特征，提出路段節點流量動態值的量化表達模型；

S2.通過追蹤路網流量的微小擾動擴散傳播過程，給出起訖路段節點之間流量變化率的級聯反應函數；

S3.提出路段之間的交通流擾動響應矩陣；

S4.提出整合時間滯后算子和空間擴散算子的相關性模型，以評估交通流時空延遲對路段相關性造成的影響；

S5.提出路段動態關聯程度度量，計算道路封鎖時的路網交通流變動；

所述的步驟S1具體為，提出動態交通系統，計算由路段節點r_j的流量擾動引起T時刻節點r_i的流量瞬時值為：