[發明專利]一種斷頭路打通后路網效率增益預測方法

有效

• 申請號: 202110692842.8
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113449402B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 王艷東;何偉濤;趙劍;姚雪東
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06Q10/04;G06Q50/26
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

1.一種斷頭路打通后路網效率增益預測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、道路網絡矢量數據的預處理；

步驟2、根據道路網提取斷頭路；

步驟3、將道路網劃分成數個子社區；

所述步驟3的實現方式包括如下子步驟，

步驟3.1，根據道路網拓撲圖節點坐標和邊權重數據，計算時間成本矩陣T和權重矩陣W如下，

T＝(t_ij),W＝(w_ij),

其中，i，j表示路網拓撲圖中的不同節點，t_ij表示節點i，j連接的路段的自由通行的時間，w_ij表示節點i，j連接的路段的權重，length(i,j)是節點i，j連接的路段長度，speed(i,j)是節點i，j連接的路段限速，speed_max和speed_min是路段限速的最大值和最小值；

步驟3.2，將道路網中的互異的兩節點設定為OD點對，使用廣度優先搜索算法查找所有OD對上的最短路徑，獲得最短路徑矩陣S如下，

S＝(s_ij),s_ij＝{p₁,p₂,…,p_n}

其中i，j表示路網拓撲圖中的不同節點，s_ij為節點i,j間最短路徑的節點集合，節點i,j間最短路徑中依次包括節點p₁,p₂,…,p_n，n表示最短路徑中節點數目；

步驟3.3，使用最短路徑矩陣S計算每個路段的中介中心性；

步驟3.4，在路網中移除最大中介中心性的路段p，并計算模塊度Q；

步驟3.5，獲取路網的當前社區個數N，并更新路網用于重新計算矩陣T和W；重復步驟3.1-3.5，直到模塊度達到最大值Q_max結束迭代；

步驟3.4采用的模塊度Q計算公式如下，

A_u＝∑_ve_uv×w_uv,

其中，u、v表示不同的社區結構，e_uv是路網中連接社區結構u和社區結構v的路段；w_uv表示的是社區結構u和v間路段權重的平均值；所得A_u是連接到社區結構u中節點的加權路段的分數；

步驟4、將斷頭路與所在的子社區進行匹配；

步驟5、模擬單組斷頭路打通前后，子社區內流量分配后的平衡狀態；

步驟6、根據打通前后路網平衡狀態，計算斷頭路增益指數；

步驟7、重復步驟5-6對下一單組斷頭路進行處理，直到實現所有的斷頭路組打通后路網效率增益預測。

2.根據權利要求1所述的一種斷頭路打通后路網效率增益預測方法，其特征在于：所述步驟1中道路網絡矢量數據的預處理，包括排除拓撲錯誤、將路段轉為用頭尾節點和邊表示的圖數據結構。

3.根據權利要求1所述的一種斷頭路打通后路網效率增益預測方法，其特征在：所述步驟2的實現方式包括如下子步驟，

步驟2.1，根據拓撲特征篩選出道路網中僅有一個懸掛點的路段特征邊；

步驟2.2，根據預設的距離閾值，對篩選出的路段特征邊進行線延伸操作；

步驟2.3，將線延伸后能與已有道路銜接的特征邊視為待打通的斷頭路并保留；

步驟2.4，遍歷所有的路段特征邊，重復步驟2.2-2.3；

步驟2.5，遍歷所有斷頭路，將能夠通過節點銜接的斷頭路視為一組。

4.根據權利要求1所述的一種斷頭路打通后路網效率增益預測方法，其特征在于：所述步驟4中，如果頭尾節點不在同一社區內，判定斷頭路跨社區，跨社區的斷頭路將被視為兩個社區組成的組合社區內部斷頭路。