[发明专利]交通拥堵扩散路径的推断方法及其系统

权利要求书

1.一种交通拥堵扩散路径的推断方法，其特征在于，包括：

S1、获取路网数据，并根据路网数据构建路段联通关系矩阵；

S2、获取历史数据，经道路匹配后，获得各路段对应于一天的每个时间段内的历史平均速度和各个路段上的车辆的历史最大速度；

S3、获取实时数据，经道路匹配，并根据历史平均速度进行数据补全后，获得各个路段上的车辆的实时平均速度；

S4、根据实时平均速度和历史最大速度获得路况分布矩阵，并根据路况分布矩阵和路段联通关系矩阵获得拥堵状态矩阵；

S5、根据拥堵传播判定方法和拥堵状态矩阵获得局部传播矩阵；

S6、根据局部传播矩阵计算全局的传播路径；

其中，步骤S2具体包括：

S21、获取公交车和出租车出行的历史GPS数据，并利用道路匹配算法将所述历史GPS数据与所述路网数据进行匹配；

S22、将每一天划分为若干个长度相同的时间窗口，获取每个路段在每个时间窗口的历史平均速度；

S23、根据每个路段在每个时间窗口的历史平均速度获得历史最大速度；

每个时间窗口包括5个时间槽；

其中，步骤S5中的拥堵传播判定方法具体包括：

S51、判断某一路段在当前时间窗口和上一个时间窗口的路况状态，并判断该路段的相邻路段在上一个时间窗口的路况状态；

S52、若该路段在当前时间窗口为拥堵状态，在上一个时间窗口为非拥堵状态，并且该路段的所有相邻路段在上一个时间窗口的均为非拥堵状态，则判定该路段为拥堵源头；

S53、若该路段在当前时间窗口为拥堵状态，在上一个时间窗口为非拥堵状态，并且该路段的至少一个相邻路段在上一个时间窗口为拥堵状态，则判定该路段产生拥堵传播；

其中，步骤S5中局部传播矩阵的计算方法如下：

从第一个时间窗口开始，对于每一个路段v，如果拥堵状态判定方程s(t₀,v)＝1，那么分两步进行判定，其中D表示局部传播矩阵，C表示拥堵状态矩阵：

步骤(1)如果or(C(:,v,t₀-1))＝0，其中or(C(:,v,t₀-1))是对C(:,v,t₀-1)中的所有元素进行或操作，那么D(v,v,t₀)＝1，否则进入步骤(2)；

步骤(2)如果C(v,v,t₀-1)＝1，那么D(v,v,t₀)＝1；否则对于所有的u_i∈N_v，D(v,u_i,t₀)＝1；

如果拥堵状态判定方程s(t₀,v)＝0，结束此路段的判定，进行下一路段的判定，直至所有时间窗口的所有路段都判定完毕，最后得到局部传播矩阵D。

2.根据权利要求1所述的交通拥堵扩散路径的推断方法，其特征在于，步骤S1具体包括：

S11、获取交通干道和交叉口的数据，其中所述路段为所述交通干道；

S12、判断两条所述交通干道是否汇集于同一个交叉口，若是，则判定两条所述交通干道具有连接关系；

S13、根据所述交通干道的数据和各条所述交通干道的连接关系构建所述路段联通关系矩阵。

3.根据权利要求2所述的交通拥堵扩散路径的推断方法，其特征在于，在步骤S22之后，所述推断方法还包括根据历史平均速度计算每个路段的历史均值速度。

4.根据权利要求3所述的交通拥堵扩散路径的推断方法，其特征在于，步骤S3具体包括：

S31、获取公交车和出租车出行的实时GPS数据，并利用道路匹配算法将实时GPS数据与路网数据进行匹配；

S32、根据匹配后的实时GPS数据计算每个路段在每个时间窗口内的实时平均速度。