[发明专利]基于双层交通网络模型抗拥塞方法

说明书

本发明公开了一种双层交通网络抗拥塞方法，该方法能够全面的刻画实际交通网络耦合动态特性，能够很大程度的缓解城市交通拥塞现象。本发明基于双层网络框架和UE配流数学模型对交通网络拥塞现象进行了建模和实证。一方面，通过拥塞系数来反映交通网络拥堵程度；另一方面，通过平均代价函数来反映交通网络效率。实证数据仿真表明了双层交通网络上下两层网络速度比与耦合系数密切相关，在实际的速度比下，本发明比现有技术的平均拥塞系数降低了14.28%，有效的提高了交通网络的抗拥塞能力。

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，是对交通网络中乘客出行拥塞缓解的方法，通过双层网络的思路为交通网络建立配流模型和交通拥塞评价模型，一方面揭示了不同拓扑结构下双层交通网络的拥塞和网络效率情况，为优化城市道路网络的设计提供理论指导；另一方面为实际的交通效率提升作出了贡献。

背景技术

交通出行已经成为了人们日常生活中不可获缺的一部分，一方面，交通工具的出现加快了社会和经济的发展；另一方面，交通工具的普及也引起了城市交通拥塞现象，给人们的出行带来了一定的困难。近年来，由于城市交通网络结构的复杂性、城市交通出行模式的多样性,Ding Qianxing,Yan Ling,Yan Min.The Research of the Key Issues ofInnovation Based on BT Transaction Mode in Urban Rail.IntelligentTransportation,Big Data and Smart City(ICITBS).2016:914-917，交通流量的未知性等诸多因素的影响，对研究城市交通的多模式情形造成了一定困难,AlbertSolé-Ribalta,SergioGómez,AlexArenas.A model to identify urban traffic congestion hotspotsin complex networks,R Soc Open Sci.2016,3(10):160098.同时也对研究城市交通网络拥塞现象造成了一定的障碍。实际的交通网络系统中考虑到多模式性和交互性两大特点，一般采用多层网络框架作为理论工具研究网络层之间的耦合特性，以此更深入的理解交通拥塞特性。目前，利用双层网络框架研究交通网络拥塞现象主要是基于如下两个方面，第一：基于双层网络框架并结合网络动力学参数分析拥塞特性,B.Danila,Y.Yu,J.A.Marsh,and K.E.Bassler.Transport optimization on complex networks.An In-terdisciplinary Journal of Nonlinear Science.2007,17(2):167.

第二：基于实证的道路网络和地铁网络数据并通过双层网络研究交通拥塞情况，Philip S.Chodrow,Zeyad al-Awwad.Demand and Congestion in MultiplexTransportation Networks.PLOS ONE.2016,11(9):1-10。

由此可见，双层交通网络框架结构对实际的网络行为研究具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种基于双层交通网络模型的抗拥塞方法，其目的是通过不同网络之间的耦合来缓解交通网络拥塞，这是传统单层交通网络模型所不能解决。

实现本发明目的的具体技术方案是

一种基于双层交通网络模型抗拥塞方法，该方法包括以下具体步骤：

步骤1：基于耦合节点构造双层交通网络最短路径，具体包括：

1)通过GIS采集的数据构建上下两层速度不同的双层交通网络，采用随机耦合方式对上下两层网络节点进行耦合；

2)对于每一时刻，随机的从上下两层网络分别选择一个节点进行路由，判断其是否为耦合节点；