[發(fā)明專利]一種基于熵權(quán)-TOPSIS法的交通網(wǎng)絡(luò)可靠性評(píng)價(jià)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111054422.3
• 申請(qǐng)日: 2021-09-09
• 公開（公告）號(hào): CN113887878A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張志清;閆天朋;宋欣;付金秀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/30
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種基于熵權(quán)?TOPSIS法的交通網(wǎng)絡(luò)可靠性評(píng)價(jià)方法涉及交通網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)領(lǐng)域，從交通流運(yùn)行角度出發(fā)，考慮交通網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率、時(shí)間資源和空間資源三個(gè)方面，選取速度偏差率、高延時(shí)運(yùn)行時(shí)間比和常發(fā)擁堵道路里程比構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)，基于熵權(quán)法計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，基于TOPSIS法計(jì)算交通網(wǎng)絡(luò)可靠性，對(duì)北京市通州區(qū)某市鎮(zhèn)交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)例分析，結(jié)果表明本發(fā)明的計(jì)算結(jié)果和現(xiàn)有方法的計(jì)算結(jié)果一致，且最小誤差平方和(SSE)小于現(xiàn)有方法，驗(yàn)證了本發(fā)明的先進(jìn)性和適用性。本發(fā)明有利于對(duì)交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行精細(xì)化管理和精準(zhǔn)化治理，提高可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交通網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)領(lǐng)域，主要針對(duì)交通網(wǎng)絡(luò)的可靠性評(píng)價(jià)，提出一種基于熵權(quán)-TOPSIS法的交通網(wǎng)絡(luò)可靠性評(píng)價(jià)方法，能夠從運(yùn)行效率、時(shí)間資源和空間資源三個(gè)維度定量描述交通網(wǎng)絡(luò)可靠性。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)進(jìn)入新時(shí)代，各地區(qū)和城市的經(jīng)濟(jì)文化、公共服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施等都要求高質(zhì)量發(fā)展，城市交通網(wǎng)絡(luò)作為重要的居民出行載體也將放棄過(guò)去高速度、粗獷式的建設(shè)模式，進(jìn)入優(yōu)化存量、改善質(zhì)量的新階段。

我國(guó)很多城市都出現(xiàn)道路越修越長(zhǎng)、路網(wǎng)越建越密但是交通問(wèn)題卻越來(lái)越突出的現(xiàn)象，歸根結(jié)底是因?yàn)榈缆烽L(zhǎng)度和路網(wǎng)密度在數(shù)量上得到了提升，但是質(zhì)量上沒(méi)有滿足要求，現(xiàn)有的供給無(wú)法滿足交通需求，從而出現(xiàn)供不應(yīng)求、供需失衡的情況。

因此，只有從運(yùn)行效率、時(shí)間資源和空間資源三個(gè)維度定量描述交通網(wǎng)絡(luò)的可靠性才能精確評(píng)估現(xiàn)有路網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量，提出切實(shí)可行的路網(wǎng)優(yōu)化方法，使其更好的滿足交通需求。

目前，大部分交通網(wǎng)絡(luò)可靠性評(píng)價(jià)是從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論出發(fā)，通過(guò)對(duì)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)判從而得到可靠性，但是道路一旦修建完成，路網(wǎng)結(jié)構(gòu)就基本成型，很難發(fā)生根本性改變，若想提高網(wǎng)絡(luò)可靠性只能通過(guò)新建或改建道路來(lái)達(dá)到目標(biāo)，這不符合當(dāng)前高質(zhì)量發(fā)展的理念，而且新建道路往往耗資巨大、耗時(shí)較長(zhǎng)，不是一種經(jīng)濟(jì)合理、便于操作的方式。因此，必須從其它角度出發(fā)選取合適的指標(biāo)進(jìn)行交通網(wǎng)絡(luò)可靠性評(píng)價(jià)，從而提高交通網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、優(yōu)化交通供給，提高交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明從交通流運(yùn)行角度出發(fā)充分考慮運(yùn)行效率的高效性、時(shí)間資源的富裕性和道路空間的通暢性，選擇速度偏差率、高延時(shí)運(yùn)行時(shí)間比和常發(fā)擁堵路段里程比作為評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行交通網(wǎng)絡(luò)可靠性評(píng)價(jià)。

評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取意義和計(jì)算方法如下：

(1)運(yùn)行效率指標(biāo)

路網(wǎng)的運(yùn)行效率可以表示整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況，交通流理論認(rèn)為道路上的車輛運(yùn)行速度越平穩(wěn)，道路運(yùn)行越通暢，不易發(fā)生交通堵塞，此時(shí)路網(wǎng)具有較高的運(yùn)行效率。因此本文用速度偏差率表示網(wǎng)絡(luò)中道路的運(yùn)行效率，也即研究區(qū)域路網(wǎng)范圍內(nèi)各路段車輛運(yùn)行速度標(biāo)準(zhǔn)差與平均值的比值。

考慮到運(yùn)行速度平穩(wěn)有兩種情況：

一是道路整體運(yùn)行通暢，車速高且運(yùn)行平穩(wěn)，此時(shí)路網(wǎng)效率高；

二是道路發(fā)生擁堵，車速低但平穩(wěn)，此時(shí)路網(wǎng)效率低。

這兩種情況的運(yùn)行速度偏差率都較小，但對(duì)應(yīng)截然相反的兩種情況。故路網(wǎng)效率的計(jì)算也應(yīng)分情況計(jì)算。按照慣例，道路擁堵與否并非車速降低到0，而是速度低于30km/h即認(rèn)為道路處于擁堵狀態(tài)，車速低于10km/h時(shí)道路處于嚴(yán)重?fù)矶拢瑩?jù)此，本發(fā)明路網(wǎng)效率計(jì)算公式為：

式中：α為運(yùn)行速度偏差率；σ_a為路段a速度標(biāo)準(zhǔn)差；μ_a為路段a平均速度。

在非擁堵狀態(tài)下，速度偏差率越小，交通網(wǎng)絡(luò)上的車輛速度趨于一致的可能性越大，交通運(yùn)行更加平穩(wěn)有序，擁堵狀態(tài)下效率為0；反之，車輛速度波動(dòng)越大，發(fā)生沖突的可能性增加，從而降低路網(wǎng)運(yùn)行效率。

(2)時(shí)間資源指標(biāo)