[发明专利]一种交通路网区域划分及动态调整方法

摘要

本发明公开了一种交通路网区域划分及动态调整方法，该方法考虑不同时段内大规模城市路网内部道路拥堵变化的特点，结合交通路网交通流扩散机理，利用相邻信号交叉口间的交通关联度、路段间的相似性，将路网中交通运行状态相似的路段分配到相同子区内，并对交通控制子区实行动态调整。依据信号交叉口实时交通流、路段排队长度与路段内车辆密度判别控制子区的交通状态类型，可为宏观拥堵网络区域交通流协调控制提供理论与技术基础；综合宏观基本图反映的道路物理特性及拥堵扩散机理，采用聚类分析法对路网实施划分，提高子区划分的有效性；引入动态调整策略，提高控制子区内部的同构性，同时增加控制子区间的异构性，对交通路网提供了有效的子区划分方法。

主权项

1.一种交通路网区域划分及动态调整方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)路段数据采集：根据路网的道路等级及拓扑结构，选取待划分路网；从上游交叉口x到下游交叉口y方向上，即x→y，根据信号交叉口及路段的实时监测数据，获取交叉口x与交叉口y间的平均行驶时间T_xy、x→y方向上驶入车辆的车道数n、x→y方向上所有驶入分支中的最大车流量数据Q_xmax、x→y方向上到达下游交叉口y的车流量总数x→y方向上的路段长度L_xy、x→y方向上交叉口y第k进口道内现存车辆数v_k(x→y)、x→y方向上交叉口y第k进口道内的车辆密度d_k(x→y)；(2)建立路网无向图：包括控制子区划分模型的建立、相邻交叉口间交通流量关联度模型的建立、相邻交叉口间排队关联度模型的建立、相邻交叉口间综合关联度模型的建立；(3)构建路段间的权值矩阵：根据相邻信号交叉口间的关联度，计算相邻路段间的相似性，根据拥堵扩散机理，基于改进的深度优先搜索算法，为路网中每条路段搜索对应的关联路径，建立相邻路段间的关联度模型与不相邻路段间的关联度模型，得到路段间的权值矩阵；(4)路网初始划分：根据路段间的权值矩阵，基于慢同调理论对波动权值进行降维与分类，完成交通路网区域初始划分；(5)子区合并：获取划分后所有交通子区的规模，构成t＝{t₁,...,t_a,...,t_k}，t_a为编号为G_a的子区规模大小即子区内部路段数量，k为所有控制子区的数量，得到路网内控制子区的平均规模根据控制子区合并方法，平衡路网中所有子区的规模大小，即使得t₁≈...≈t_a≈...≈t_k；(6)自适应边界调整：将路网G划分为k个子区，即G＝{G₁,...,G_a,...,G_k}，计算路网中任意子区G_a内任意路段i的内部加权度值d_aⁱ与路段i对应于其他任意子区b的外部加权度值d_bⁱ，遍历路网中所有路段，利用自适应边界调整方法将所有路段分配到适当的子区内。