[发明专利]一种基于ABM模型的城市交通拥堵-消散行为建模方法

说明书

本发明提供一种基于ABM模型的城市交通拥堵‑消散行为建模方法，S1:获取出行者于社交网络节点的第一源数据，获取城市链路于交通网络节点的第二源数据；S2、预处理并分类所述第一源数据和第二源数据，构建关于所述社交网络节点和所述交通网络节点的双层网络耦合；S3、构建所述双层网络耦合的传播动力学模型；S4、构建城市路网预警信息的ABM模型。本发明通过对城市路网拥堵节点的分析，以病毒传播和信息传播的动力学理论构建数学模型，提出了基于方程和基于智能体的两种模型分析方法，有利于对城市交通拥堵消散的研究和控制。

技术领域

本发明属于领域，具体涉及一种基于ABM模型的城市交通拥堵-消散行为建模方法。

背景技术

随着我国城镇化、机动化进程的不断加快，交通问题愈加严重。根据中国公安部的统计，截至2022年3月底，全国机动车保有量达4.02亿辆，汽车保有量达3.07亿辆，占机动车总量的76.37％。全国汽车保有量超过100万辆的城市共有79个，与去年同期相比增加7个。其中，汽车保有量超过200万辆的城市37个，超过300万辆的城市20个。很多城市路网的建设不及车辆增长的速度，导致城市交通拥堵问题日益严峻，道路堵塞情况越来越常见。

然而，城市交通系统为人、车、环境组成的复杂系统。对城市交通拥堵的研究不仅需要对车辆行驶特性的研究，对于交通预警信息发布也是解决城市交通拥堵的重要一环。交通拥堵预警信息可以通过影响出行者对拥堵状态的心理感知而影响出行者的出行路径选择，同时减少的车流量对正处于拥堵路段的缓解有一定的帮助。

基于此，本发明对具有预警信息的城市交通拥堵消散行为的特性，提出宏观的双层网络耦合的动力学方程和微观的多智能体建模，意在说明两种建模方法的叠加，可以更好的刻画预警信息情况下的交通拥堵消散模型

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于ABM模型的城市交通拥堵-消散行为建模方法，以弥补城市交通拥堵领域中的社交网络中道路共享信息结合到交通拥堵治理方面的不足。

本发明的上述技术目的是通过如下方案实现的：

一种基于ABM模型的城市交通拥堵-消散行为建模方法，包括如下步骤：

S1:获取出行者于社交网络节点的第一源数据，获取城市链路于交通网络节点的第二源数据；

S2、预处理并分类所述第一源数据和第二源数据，构建关于所述社交网络节点和所述交通网络节点的双层网络耦合；

S3、构建所述双层网络耦合的传播动力学模型；

S4、构建城市路网预警信息的ABM模型。

进一步的，所述S2中，

所述预处理并分类包括：

将所述第一源数据分类为无知节点(S)、传播节点(I)和静默节点(R)；

所述无知节点(S)为不知道途经道路是否有交通堵塞的出行者群体，所述传播节点(I)在社交网络中获取到途经道路有交通堵塞的出行者群体，所述静默节点(R)结束形成后不再参与路况信息共享的群体；

将所述第二源数据分类为自由链路(X)、拥塞链路(Y)和恢复链路(Z)；

所述自由链路(X)为交通网络中的自由链路，所述拥塞链路(Y)为交通网络中的拥塞链路，所述恢复链路(Z)为交通网络中的恢复链路。

进一步的，所述城市链路为任意两个交叉路口间的物理道路。

进一步的，构建所述双层网络耦合的传播动力学模型，具体为：

构建关于分类后的SIR-XYZ双层网络传播模型的微分演化方程；