[发明专利]一种考虑路段交通流相关性的控制子区划分方法

摘要

本发明提供了一种考虑路段交通流相关性的控制子区划分方法，先对路网做抽象处理并建立道路邻接矩阵，然后采用用户均衡模型对路网进行交通分配进而得到各路段的交通流量，用路段交通流量除以路段实际长度得到各路段的拟交通流密度，建立关于路段拟交通流密度的相似度模型，以路段为节点、以相似度值作为各节点间的边权，通过引入边权参数对传统Newman社团快速划分算法进行改进，使其能被运用于有权的交通路网，且最终划分的交通控制子区更符合交通控制的需要。所述划分方法使用简单，从宏观上实现了对路网控制子区划分的优化，确保同一控制子区内的交通流具有较好的同质性，便于子区内及子区间的协调控制，理论上提高了路网的最大容量。

主权项

1.一种考虑路段交通流相关性的控制子区划分方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)将道路网络中的路段抽象为点，相邻路段之间的连接关系抽象为边，使得整个区域内的路网被抽象成一个对偶的网络拓扑结构图；步骤2)建立道路邻接矩阵，设定道路相邻的值为1，反之为0；步骤3)对路网进行交通分配以得到各路段的交通流量，再通过计算各路段交通流量与对应路段实际长度的比值得到各路段的拟交通流密度；步骤4)以各路段的拟交通流密度作为参数，建立关于路段拟交通流密度的相似度模型，求取模型值：式中，d_i表示路段i的拟交通流密度，D_ij表示路段i和路段j间拟交通流密度的相似度水平，且D_ij的值越接近1则表示两条路段的拟交通流密度越相似；步骤5)引入路段拟交通流密度的相似度值D_ij作为路网的边权，对传统的Newman社团快速划分算法进行改进，使其能被运用于有权的交通路网，改进后算法的执行过程如下：①首先把含有n个节点的路网视为n个社团，即每个节点为一个社团；②定义n维矩阵E和一维数组A，其中，矩阵E的行数和列数代表网络节点数，数组A中元素的个数等同于网络节点数；③初始时，矩阵E和数组A中的所有元素e_ij和a_i取值如下：式中，e_ij表示节点i和节点j的边权在网络总边权中所占的比例，a_i表示与第i个社团中节点相连的边的边权在网络总边权中所占的比例；④根据贪婪算法的原理，沿着使模块度Q增加最快的方向，依次合并两个有边连接的社团，并计算合并后的Q值增量：ΔQ＝e_ij+e_ji‑2a_ia_j＝2*(e_ij‑a_ia_j)合并后更新相应的元素e_ij；⑤重复上一步，直至所有节点被合并成一个社团；⑥在算法执行过程中会生成一个反应路段聚合过程的树状图，将树状图在Q值达到最大的位置处断开，得到最佳的路网划分结果。