[发明专利]基于博弈论的城市路网交通管理评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于博弈论的城市路网交通管理评价方法。

背景技术

城市路网交通管理是对城市范围内道路交通做出长期的全面合理的安排规划，从系统优化的角度，针对城市道路交通的基本问题，在现有资金、道路资源的约束条件下，最大限度的满足城市交通的发展需求，以交通安全、通畅、环保、高效、便捷为目标，对道路交通做出有效的管理和改进。近年来，随着城市规模的不断扩大，人口的迅速增长，城市路网的规划管理也受到越来越多的关注。

利用博弈论的方法对城市路网进行管理评价是一种有效的方法，可以有效的避免路网建设中“拥挤——建设——更拥挤——再建设”的恶性循环。在实际应用中涉及很多经济学原理与数学建模，包括数据的采样与统计、城市道路特征的参数化以及合理建模与分析等。近年来，各个城市大力发展道路建设却收效甚微；可见对城市路网交通进行科学的管理评价有着重要的实用价值和经济意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于博弈论的城市路网交通管理评价方法，实现对城市路网交通的科学管理评价；当路网中存在不合理的道路规划建设时可以对其进行有效的评估，并且根据当前道路建设与实时路况，对GPS导航系统的贡献做出有效评价。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：设计一种基于博弈论的城市路网交通管理评价方法，包括路段模型参数的估测，对城市路网建立基于博弈论的数学模型，可以对整体路网做出有效评估，分析出更加合理的道路建设；另外，评价方法会根据当前路况和车流量的统计做出决策，通过GPS导航系统来缓解交通压力。

所述的路段采用一阶线性模型描述通过时间，通过时间与流量公式为：

t^k＝α_k+β_k·f_k

公式中路段模型参数包括：

α_k为第k条路段自由流(即没有交通阻塞)时的通过时间；

β_k为第k条路段的延迟参数；

f_k为此时刻第k条路段的车流量；以上参数均通过估测给出；

t_k为路段通过时间。

所述的数学建模包括根据古典功利主义的角度构建数学模型，即整体最优解为所有车辆的出行时间总和达到最小，如下公式：

式中，

Tmp=Σk∈ptk]]>

为全局整体出行时间，为第m辆车选取路径p时花费的时间；路段k属于路径p中的元素，t_k为路段通过时间。

所述的博弈论数学模型包括Braess路网模型和Nash均衡理论；用来分析城市路网中不合理的规划管理部分。基于“用户均衡原则”这一概念，任何一个O(Origin)——D(Destination)之间所有被使用的路径上时间都是相等的，它不大于任何未被使用的路径时间。根据Nash均衡原理，由于司机出行会选择出行成本最小的路径，致使系统达到均衡时的总出行成本大于古典功利主义中的整体最优解。Braess路网模型可以分析造成总体出行成本增加的不合理路段，并且对整体路网做出评估与优化。

所述的GPS导航系统是在当前路网交通状况一定的情况下，根据Nash均衡理论，对GPS导航系统实现Pareto最优解给予建模和评估。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例中路网结构图；

图2为基于博弈论的城市路网交通管理评价算法流程图；

图3为实施例中路网的数学抽象模型图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，实施例仅用于说明本发明而不限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。