[發(fā)明專利]一種基于物聯(lián)網(wǎng)通信的小區(qū)道路規(guī)則尋優(yōu)方法

有效

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• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113051695B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江赟;朱夢輝;包越穎;劉旭東
• 申請（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/27;H04W4/024
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本發(fā)明公開一種基于物聯(lián)網(wǎng)通信的小區(qū)道路規(guī)則尋優(yōu)方法。該方法包括以下步驟：首先，通過物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)構(gòu)建出小區(qū)路網(wǎng)的模擬模型，根據(jù)輸入目標(biāo)小區(qū)的車輛出行模擬數(shù)據(jù)集，搭建出小區(qū)虛擬車輛之間的無線通信網(wǎng)絡(luò)。然后根據(jù)阻塞策略預(yù)修改模型數(shù)據(jù)以及根據(jù)交通影響因子的權(quán)重預(yù)測阻塞率。最后通過遍歷搜索技術(shù)，低成本高效率地在小區(qū)的路網(wǎng)中搜索最合理的道路規(guī)則。本發(fā)明在模擬模型下，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建出小區(qū)的路網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，從而降低車輛之間通信的時延性的影響，實現(xiàn)了小區(qū)路網(wǎng)道路的實時性尋優(yōu)搜索。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，考慮一種基于物聯(lián)網(wǎng)通信的小區(qū)道路規(guī)則尋優(yōu)方法。

背景技術(shù)

目前，我國無明確規(guī)定小區(qū)的道路規(guī)則，對于小區(qū)線路規(guī)劃也無具體的操作方案。國內(nèi)大范圍建設(shè)的小區(qū)類型為封閉式小區(qū)。目前小區(qū)內(nèi)部道路的構(gòu)造存在許多問題：小區(qū)內(nèi)道路寬度設(shè)計過窄，一條道路雙向行駛，上下班等出行高峰期時車流量大，在沒有制定規(guī)則的小區(qū)內(nèi)極易發(fā)生交通堵塞、造成交通事故等，這對居民出行帶來極大不便。

如果通過人為地修改道路規(guī)則，主要面臨兩個問題：

1.無法頻繁地修改道路規(guī)則并且試運行，時間成本大。

2.人為地修改道路規(guī)則存在多種不合理現(xiàn)象，考慮不周全。

隨著無線通信技術(shù)在不斷地革新、進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)已經(jīng)逐漸被應(yīng)用到智能小區(qū)的規(guī)劃上。而面對小區(qū)道路規(guī)則，傳統(tǒng)的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)在民用上誤差約為10m左右，無法達(dá)到小區(qū)線路規(guī)劃的精確度要求。相對于傳統(tǒng)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，模擬環(huán)境的通信網(wǎng)絡(luò)為模擬車輛通信增添通信信道的同時可以對通信的實時性、精確性、交互性進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償。通過物聯(lián)網(wǎng)通信去制定合情合理的道路規(guī)則，是解決交通阻塞的關(guān)鍵。因此，在保證小區(qū)交通暢通的情況下，研究如何利用物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)去搜索尋找最優(yōu)的道路規(guī)則具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：由于汽車保有量的增加以及小區(qū)設(shè)計的局限性，導(dǎo)致小區(qū)的路況易發(fā)生交通阻塞問題，一般都是人工的設(shè)置簡易的路規(guī)限制，因此出現(xiàn)大量不合情理的道路規(guī)則，消耗大量的人力和物力，增加大量的時間成本。為了降本增效，本發(fā)明提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)通信的小區(qū)道路規(guī)則尋優(yōu)方法，首先根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)將小區(qū)基本的路況信息和收集到的小區(qū)車流數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)平臺來構(gòu)建小區(qū)路網(wǎng)模擬環(huán)境，然后通過算法在模擬環(huán)境下中搜索最優(yōu)的道路規(guī)則，實現(xiàn)在模擬環(huán)境中低成本高效率地尋找到最優(yōu)的道路規(guī)則。

技術(shù)方案：一種基于物聯(lián)網(wǎng)通信的小區(qū)道路規(guī)則尋優(yōu)方法，基于無線通信技術(shù)進(jìn)行搜索最優(yōu)的小區(qū)道路規(guī)則，先通過處理器上構(gòu)建小區(qū)路網(wǎng)規(guī)則模擬模型，再通過存儲器上對數(shù)據(jù)集進(jìn)行遷移，最后通過遍歷搜索算法實現(xiàn)道路規(guī)則最優(yōu)搜索：

所述小區(qū)路網(wǎng)模擬環(huán)境構(gòu)建模塊中，通過無線通信技術(shù)從目標(biāo)小區(qū)中提取小區(qū)的特征數(shù)據(jù)，并對特征數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)以及編碼。在學(xué)習(xí)過程中，基于駕駛員視角對小區(qū)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行狀態(tài)與動作數(shù)據(jù)分析，生成對應(yīng)狀態(tài)信號與動作信號，將第n次狀態(tài)信號與第n次動作信號進(jìn)行編碼，記為S_n和A_n,n∈0,1,…,N,其中N為輸入的最大信號序列長度，然后根據(jù)信號的之間的時序關(guān)系，按照相應(yīng)的狀態(tài)-動作序列對流程信號進(jìn)行組合排列，即[S₀,A₀,S₁,A₁,…,S_N,A_N]序列；使用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，通過此狀態(tài)-動作序列學(xué)習(xí)得到三個策略模型，即控制車輛行駛的駕駛策略模型，決定車輛狀態(tài)的狀態(tài)模型，車輛碰撞阻塞狀態(tài)的讓道排阻策略模型；

疊加上述三個策略模型作為小區(qū)路網(wǎng)模型環(huán)境，將從目標(biāo)小區(qū)中獲取的特征數(shù)據(jù)以及小區(qū)車輛的出行模擬數(shù)據(jù)集輸入至模擬環(huán)境中，在模型環(huán)境生成對應(yīng)的小區(qū)的道路路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并輸出模擬運行后的小區(qū)的道路規(guī)則；小區(qū)的路網(wǎng)模擬環(huán)境能夠模擬出真實小區(qū)場景下的道路結(jié)構(gòu)與規(guī)則，便于從中遍歷搜索出最優(yōu)的道路規(guī)則。