[发明专利]一种基于网络流的大范围高速路网动态配流方法

权利要求书

1.一种基于网络流的大范围高速路网动态配流方法，所述方法首先定义费用类型，以高速公路路段实时流量数据、流量组成成分、历史OD数据和实时OD数据为输入数据，获取事件条件下从每个路网节点流向各个路段的最优流量，进一步获得路网内各路段分配后的最优实时流量；具体包括如下步骤：

1)获得路网进出口收费站的OD矩阵；根据路网结构和事件信息，对路网进行重构，得到新的路网结构；

2)针对新的路网结构，根据路段实时流量、流量组成成分、自由流通行时间、最大通行能力和路网进出口收费站未来Δt时间内的预测流入高速流量，实时更新进出口收费站的OD矩阵，获得路网进出口收费站实时OD矩阵；

3)根据步骤2)所述实时OD矩阵和所述路段实时流量，利用最大流计算方法，计算得到每个收费站的限流情况，再次更新实时OD矩阵，得到限流实时OD矩阵；包括如下步骤：

31)遍历路网中的每一个收费站，针对每个收费站，执行步骤32)～34)，进行新的建图工作；

32)设当前遍历到第i个收费站，加入虚拟汇点T；

33)留原路网中的路段作为图中的有向边，并遍历路网中的每条边，设置边的容量为路段最大通行能力的流量减去路段实时流量；

34)加入从各个收费站到虚拟汇点T的有向边，设定第j个收费站到T的有向边容量等于所述实时OD矩阵中第i行第j列的值OD(i,j)，得到新的图；

35)对步骤34)所述新的图，使用最大流计算方法求解从i到T的最大流；

36)当步骤35)所述求得的最大流小于流入第i个收费站的流量和流过第i个收费站所在路段流量之和时，按比例重新计算所述OD(i,j)；更新得到限流实时OD矩阵；

4)根据步骤3)所述限流实时OD矩阵和所述路段实时流量，利用最小费用流求解方法，计算得到每个OD对流量的分配方式，获得从每个路网节点流向各个路段的最优流量和路网内各路段分配后的最优实时流量。

2.如权利要求1所述基于网络流的大范围高速路网动态配流方法，其特征是，步骤1)所述对路网进行重构的方法具体包括如下步骤：

11)根据路网内事故路段的信息，遍历每一个事故路段进行广度优先搜索，具体执行如下操作12)～16)：

12)将每个事故路段加入到一个队列中；

13)当队列为空时，结束操作，得到新的路网结构；否则取出队列中的第一个元素，将该元素记为路段a，把该元素从所述队列中删除；

14)从路网中找出所述路段a的上游路段，当所述上游路段不是事故路段时，把上游路段记为路段b，进入步骤15)；否则进入步骤16)；

15)当路段b未经过可流出高速的收费站或交叉口进入了路段a时，把路段b加入所述队列；

16)把路段a从路网内删除，回到步骤13)。

3.如权利要求1所述基于网络流的大范围高速路网动态配流方法，其特征是，步骤2)所述实时更新进出口收费站的OD矩阵，获得路网进出口收费站实时OD矩阵的具体方法包括如下步骤：

21)遍历所述路网中每一个路段，根据所述路段的实时流量信息，利用BPR函数计算得到路段通行时间；

22)根据所述Δt时间、步骤21)所述路段通行时间和路段组成成分，按比例计算得到在未来Δt时间里到达路段终点的路段组成成分；

23)再根据收费站未来Δt时间内的预测流入高速的入口流量和步骤22)所述计算得到的在未来Δt时间里到达路段终点的路段组成成分结果叠加，更新OD矩阵，得到路网进出口收费站实时OD矩阵。