[发明专利]一种基于时变路况的最优安全路径获取方法

说明书

本发明公开了一种基于时变路况的最优安全路径获取方法，其步骤包括：1、通过历史数据分析确定起讫点间各路段的分时段速度变化及分布规律；2、将出行风险、通行时间、出行油耗与各路段的时变速度建立函数关系；3、求解K最短路以及初始油耗总量建立时间约束条件和油耗约束条件；4、建立拉格朗日松弛模型对原路径规划问题进行求解，从而得到满足各约束条件的最小风险路径。本发明针对道路上行驶的各类驾驶员，着重考虑时变路况以及油耗及时间成本，在出行路径规划中提前进行路段诱导，确保避开事故高发期，兼顾出行效率和油耗成本，从而保障个人出行安全及社会交通的稳定高效。

技术领域

本发明属于导航算法开发领域，具体的说是一种基于时变速度的最优安全路径获取方法。

背景技术

随着居民汽车保有量的急剧增加，导航软件获得了大量的用户和广阔的发展空间，相应的导航算法中关于减少出行时间、躲避拥堵、减少收费等功能的开发为人们的日常出行提供极大的便利。

然而，在现有的技术中，存在着以下几点不足，一是现有的导航算法很少与未来的实时路况建立更加明确的联系，致使导航路线单一死板、不知变通；二是缺乏对除时间成本之外的风险成本、油耗成本等的综合考虑，现有算法无法诱导车辆寻找出行成本更低且更安全的最优路径；三是未深入挖掘动态的实时路况尤其是时变速度对出行油耗、出行风险等产生的显著影响，从而无法针对速度变化规律对路径进行更加符合未来实时路况且综合成本最低的最优路径。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种基于时变路况的最优安全路径获取方法，以期能得到兼顾能耗、效率与安全的最优出行路径，从而保障个人出行安全及社会交通的稳定高效。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种基于时变路况的最优安全路径获取方法的特点是按以下步骤进行：

步骤1：获取所述起点p_s和终点p_d相应的路网图G＝(P,A,E,W,S)，其中，P表示交叉口集合，且P＝{p₁,p₂,…,p_q,…,p_Q}，p_q表示从起点p_s到终点p_t之间存在的第q个交叉口，q＝1,2,…,Q；Q表示交叉口的总数，A表示交叉口之间的路段集合，且A＝{a_i,j＝(p_i,p_j)|i,j＝1,2,…,Q}，a_i,j表示第i个交叉口p_i与第j个交叉口p_j之间的路段，路段a_i,j的长度用l_i,j表示；出行路径所包含的路段数用m表示；E表示通行时间，且E＝{e(t)_i,j|i,j＝1,2,…,Q}，e(t)_i,j表示通过路段a_i,j的通行时间；W表示总出行油耗，且W＝{w(t)_i,j|i,j＝1,2,…,Q}，其中，w(t)_i,j表示通过路段a_i,j的油耗，与时变速度相关；S表示行车风险，且S＝{s_i,j|i,j＝1,2,…,Q}，s_i,j表示路段a_i,j的行车风险权重，且n为正整数；V(t)_i,j表示第i个交叉口p_i与第j个交叉口p_j之间的路段a_i,j在第t个时段的速度；R表示幂指数；表示通过路段a_i,j的平均速度；

定义决策变量x_i,j为0、1变量，如果通过路段a_i,j，则令x_i,j＝1，反之令x_i,j＝0；