基于交通狀態(tài)規(guī)則的大型活動專用行車線路規(guī)劃方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于交通狀態(tài)規(guī)則的大型活動專用行車線路規(guī)劃方法，利用采集的交通信息提取系統(tǒng)對采集到的交通數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，提取得到區(qū)域路網(wǎng)交通狀態(tài)規(guī)則，并將其導(dǎo)入行車線路算法庫；行車線路算法庫以交通狀態(tài)規(guī)則作為線路生成指標(biāo)，采用構(gòu)建的多層級簡約搜索算法對路網(wǎng)中規(guī)劃的起終點進(jìn)行可行行車線路分層搜索；將行程時間、擁擠程度、安全程度等作為可行線路評價指標(biāo)，通過構(gòu)建模型對初選的多條行車線路進(jìn)行綜合評價，根據(jù)綜合評價值的排序確定大型活動專用行車線路。本發(fā)明可充分利用海量的交通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，能夠為各類大型活動制定合理有效的行車線路，減少了大型活動專用交通對城市日常交通的干擾，而且有效縮減了行車路線生成時間。
【專利說明】基于交通狀態(tài)規(guī)則的大型活動專用行車線路規(guī)劃方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有利于減少大型活動對城市日常交通干擾的大型活動專用行車線路規(guī)劃方法，屬于信息技術(shù)應(yīng)用及智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟的不斷繁榮發(fā)展，人民生活質(zhì)量的不斷提高，以體育、文化、會展等為代表的大型活動日益頻繁，如北京奧運會、上海世博會、廣州亞運會等。雖然大型活動的舉辦能夠提升城市的影響力，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展，豐富市民的物質(zhì)文化生活，但是，活動舉辦期間所引發(fā)的短時期內(nèi)的集中出行往往會給原本就十分緊張的城市交通系統(tǒng)帶來巨大壓力。為確保大型活動舉辦期間城市交通系統(tǒng)的安全與暢通，并盡量減少大型活動對城市正常生產(chǎn)生活的影響，按照慣例，是通過設(shè)置專用車道(即在城市路網(wǎng)中為大型活動專用車輛臨時而設(shè)置使用的車道)解決由于大型活動引起的出行。
[0003]專用道設(shè)置的目的是解決大型活動大家庭成員出行和大型活動觀眾出行，保證其能快捷、舒適、安全、可靠、準(zhǔn)時到達(dá)比賽場館。大型活動專用行車線路的合理設(shè)置與否直接影響大型活動的順利舉行。目前，大型活動專用行車線路主要是根據(jù)定性分析或制定相應(yīng)原則確定，側(cè)重于行車線路的評價，尚未有定量化的大型活動可行行車線路的初選方法；而且現(xiàn)有方法未充分考慮如何降低對城市正常交通的影響。因此，在未來的大型活動交通組織規(guī)劃中，有必要提出一種更加合理有效的大型活動專用行車線路規(guī)劃方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種基于交通狀態(tài)規(guī)則的大型活動行車線路規(guī)劃方法，克服現(xiàn)有方法中的可行行車線路無法定量化規(guī)劃、無法有效降低對城市日常交通的干擾的不足。
[0005]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題，具體包括如下步驟:
[0006]步驟1:利用視頻、浮動車、流量檢測設(shè)備采集道路上平均車速、飽和度、交叉口平均延誤和交通流量信息，并將采集得到的交通數(shù)據(jù)傳送到交通信息提取系統(tǒng)；
[0007]步驟2:交通信息提取系統(tǒng)對采集到的交通數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，提取得到區(qū)域路網(wǎng)交通狀態(tài)規(guī)則，并將其導(dǎo)入行車線路算法庫；
[0008]步驟3:將交通狀態(tài)規(guī)則作為可行線路生成指標(biāo)，行車線路算法庫對規(guī)劃的起終點進(jìn)行路徑分層搜索，若全路段暢通線路搜索層找到滿足條件的可行行車線路，則搜索停止；若不滿足要求，則進(jìn)入次擁擠線路搜索層，直至搜索得到滿意的多條可行行車線路；
[0009]步驟4:將行程時間、擁擠程度、安全程度、沿途景觀作為可行線路評價指標(biāo)，通過構(gòu)建模型對初選的多條行車線路進(jìn)行綜合評價，根據(jù)綜合評價值的排序確定大型活動專用行車線路。
[0010]本方法的優(yōu)點在于:以前端設(shè)備采集到的靜、動態(tài)交通信息為基礎(chǔ)，引入交通信息提取技術(shù)提取得到區(qū)域路網(wǎng)交通狀態(tài)規(guī)則，將其作為大型活動專用行車線路的生成與評價的指標(biāo)，對初步搜索的多條行車線路進(jìn)行綜合評價，最終確定大型活動專用行車線路。本發(fā)明可充分利用海量的交通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，能夠為各類大型活動制定合理有效的行車線路，減少了大型活動專用交通對城市日常交通的干擾，而且有效縮減了行車路線生成時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0012]圖1是本發(fā)明的大型活動專用行車線路規(guī)劃方法的系統(tǒng)框架圖
[0013]圖2是本發(fā)明的區(qū)域路網(wǎng)交通狀態(tài)規(guī)則形成流程圖
[0014]圖3是本發(fā)明的一種基于交通擁擠程度的多層級簡約搜索算法流程圖
[0015]圖4是本發(fā)明的初步篩選出的可行行車線路評價指標(biāo)體系
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題，具體包括如下步驟:
[0017]步驟1:利用視頻、浮動車、流量檢測等設(shè)備采集典型道路上平均車速、飽和度、交叉口平均延誤和交通流量信息，并將采集得到的交通數(shù)據(jù)傳送到交通信息提取系統(tǒng)；
[0018]步驟2:交通信息提取系統(tǒng)對前端設(shè)備采集到的路段與交叉口交通數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，提取得到區(qū)域路網(wǎng)交通狀態(tài)規(guī)則，并將其導(dǎo)入行車線路算法庫；
[0019]步驟3:將交通狀態(tài)規(guī)則作為可行線路生成指標(biāo)，行車線路算法庫對規(guī)劃的起終點進(jìn)行路徑分層搜索，若全路段暢通線路搜索層找到滿足條件的可行行車線路，則搜索停止；若不滿足要求，則進(jìn)入次擁擠線路搜索層，直至搜索得到滿意的多條可行行車線路；
[0020]步驟4:將行程時間、擁擠程度、安全程度、沿途景觀作為可行線路評價指標(biāo)，通過構(gòu)建模型對初選的多條行車線路進(jìn)行綜合評價，根據(jù)綜合評價值的排序確定大型活動專用行車線路。
[0021]圖1是本發(fā)明的基于交通狀態(tài)規(guī)則的大型活動專用行車線路規(guī)劃方法的系統(tǒng)框架圖，其中詳細(xì)展示了基于交通狀態(tài)規(guī)則的大型活動專用行車線路規(guī)劃系統(tǒng)的四個部分。第一部分進(jìn)行的是基于分時段前端設(shè)備交通數(shù)據(jù)采樣，對區(qū)域路網(wǎng)交通狀態(tài)進(jìn)行判別；第二部分進(jìn)行的是對區(qū)域路網(wǎng)交通狀態(tài)規(guī)則提取，；第三部分進(jìn)行的是調(diào)用區(qū)域路網(wǎng)交通狀態(tài)規(guī)則指標(biāo)，搜索得到多條可行行車線路；第四部分進(jìn)行的是構(gòu)建模型對可行線路進(jìn)行綜合評價，實現(xiàn)系統(tǒng)的大型活動專用行車線路規(guī)劃。
[0022]圖2為本發(fā)明的區(qū)域路網(wǎng)交通狀態(tài)規(guī)則形成流程圖。形成過程為:基于模糊集判別交通數(shù)據(jù)完整路段的交通狀態(tài)；基于粗糙集理論對城市道路網(wǎng)中典型路段(快速路、主干道和次干道)進(jìn)行交通狀態(tài)規(guī)則提取，擬合形成規(guī)則集，用于判別交通數(shù)據(jù)真空路段的交通狀態(tài)；經(jīng)過兩次判別形成整個區(qū)域路網(wǎng)交通狀態(tài)，再通過劃分判別時間間隔，對區(qū)域路網(wǎng)交通狀態(tài)進(jìn)行擬合與集成，進(jìn)一步提取得到路網(wǎng)交通狀態(tài)規(guī)則。
[0023]圖3為本發(fā)明的一種基于交通擁擠程度的多層級簡約可行行車線路搜索算法流程圖。通過構(gòu)建多層級簡約搜索算法對路網(wǎng)的可行行車線路進(jìn)行初步篩選。其中，每層均以交通擁擠程度作為第一級判別、以行程時間和搜索線路的條數(shù)為約束條件作第二級判別。多層級簡約搜索算法總體分為四層，每層搜索結(jié)果作為下層數(shù)據(jù)處理的對象。
[0024]第一層為全路段暢通線路搜索，即搜索出的行車線路組成的各路段均為暢通，通過第一層搜索可獲得整個路網(wǎng)中所有暢通路段；第二層為部分路段輕微擁擠線路搜索，即搜索出的線路組成部分路段交通狀態(tài)為輕微擁擠，同時加載第一層搜索的暢通路段，形成可行行車線路；第三層為部分路段擁擠線路搜索，以上兩層搜索結(jié)果基礎(chǔ)，對路網(wǎng)中的擁擠路段進(jìn)行搜索；第四層為部分路段堵塞線路搜索，以前三層搜索結(jié)果為基礎(chǔ)，對堵塞路段搜索后組建可行行車線路。
[0025]具體步驟如下:
[0026]步驟1:選取參考出發(fā)時刻t作為起始時間輸入系統(tǒng)，全路段暢通線路搜索模塊接入。首先搜索路網(wǎng)中所有暢通路ic// =1，其中H為第i層從路網(wǎng)中搜索出的第j條路段交通狀態(tài)值，即暢通路段定量賦值為I ;進(jìn)入第一次判別，在所有暢通路段中搜索出從起點到
終點的可行行車線路，若線路各路段交通狀態(tài)滿足表達(dá)示Η:, =|>/，其中妒為第一層

1j-ι削!
搜索的全路段暢通行車線路交通狀態(tài)計算值，M11為第i層搜索出的第I條可行行車線路；L
為每層搜索出符合條件的可行行車線路總條數(shù)；即搜索出的Hl1條行車線路的各個路段的交通狀態(tài)均為暢通，則進(jìn)入步驟2 ;若無法滿足，進(jìn)入步驟3。
[0027]步驟2:對全路段暢通行車線路進(jìn)行第二次判別。若每條行車線路滿足起點O到終
點D總行程時間小于等于最大可忍受時間，即?: < tmsx，并且搜索出的行車線路條數(shù)Hi1 ^ M
(其中，M為初步搜索出的行車線路上限值，具體條數(shù)可根據(jù)需求自行決定)，則終止搜索，直接進(jìn)入步驟4 ;若無法滿足，進(jìn)入步驟3。
[0028]其中，從出發(fā)起點到達(dá)目的地最大忍受行程時間tmax閥值設(shè)定，可以確定為線路的正常通行時間的1.2~1.5倍，或大型活動規(guī)定到達(dá)時間的上限，并且不同的起終點其值設(shè)置不相同；每個路段行程時間為路段行駛時間與交叉口延誤之和，計算公式如式(I)所示；每條行車線路行程時間Tm為各路段行程時間之和，計算公式如式(2)所示。
【權(quán)利要求】
1.一種基于交通狀態(tài)規(guī)則的大型活動專用行車線路規(guī)劃方法，其特征在于:該方法包括如下步驟: 步驟1:利用視頻、浮動車、流量檢測設(shè)備采集道路上平均車速、飽和度、交叉口平均延誤和交通流量信息，并將采集得到的交通數(shù)據(jù)傳送到交通信息提取系統(tǒng)； 步驟2:交通信息提取系統(tǒng)對采集到的交通數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，提取得到區(qū)域路網(wǎng)交通狀態(tài)規(guī)則，并將其導(dǎo)入行車線路算法庫； 步驟3:將交通狀態(tài)規(guī)則作為可行線路生成指標(biāo)，行車線路算法庫對規(guī)劃的起終點進(jìn)行路徑分層搜索，若全路段暢通線路搜索層找到滿足條件的可行行車線路，則搜索停止；若不滿足要求，則進(jìn)入次擁擠線路搜索層，直至搜索得到滿意的多條可行行車線路； 步驟4:將行程時間、擁擠程度、安全程度、沿途景觀作為可行線路評價指標(biāo)，通過構(gòu)建模型對初選的多條行車線路進(jìn)行綜合評價，根據(jù)綜合評價值的排序確定大型活動專用行車線路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于交通狀態(tài)規(guī)則的大型活動專用行車線路規(guī)劃方法，其特征在于:所述步驟I進(jìn)一步具體為: 利用交通信息采集系統(tǒng)中的前端設(shè)備定期采集典型道路的平均車速V、行程時間t、飽和度S、交叉口平均延誤d和交通流量q信息，得到數(shù)據(jù)集合u=〈s，t, d, q>,并將采集得到的交通數(shù)據(jù)傳送到交通信息提取系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于交通狀態(tài)規(guī)則的大型活動專用行車線路規(guī)劃方法，其特征在于:所述步驟2進(jìn)一步具體為:基于模糊集判別交通數(shù)據(jù)完整路段的交通狀態(tài)；基于粗糙集理論對城市道路網(wǎng)中快速路、主干道和次干道進(jìn)行交通狀態(tài)規(guī)則提取，擬合形成規(guī)則集，用于判別交通數(shù)據(jù)真空路段的交通狀態(tài)；經(jīng)過兩次判別形成整個區(qū)域路網(wǎng)交通狀態(tài)，再通過劃分判別時間間隔，對區(qū)域路網(wǎng)交通狀態(tài)進(jìn)行擬合與集成，進(jìn)一步提取得到路網(wǎng)交通狀態(tài)規(guī)則。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于交通狀態(tài)規(guī)則的大型活動專用行車線路規(guī)劃方法，其特征在于:所述步驟3進(jìn)一步具體為:通過構(gòu)建多層級簡約搜索算法對路網(wǎng)的可行行車線路進(jìn)行初步篩選，其中，每層均以交通擁擠程度作為第一級判別、以行程時間和搜索線路的條數(shù)為約束條件作第二級判別；多層級簡約搜索算法總體分為四層，要求判別過程如下: 第一層為全路段暢通線路搜索，即搜索出的行車線路組成的各路段均為暢通，通過第一層搜索可獲得整個路網(wǎng)中所有暢通路段,二級判別條件如下: 第一級判別:暢通路段:W=1，其中力為第i層從路網(wǎng)中搜索出的第j條路段交通狀態(tài)值，即暢通路段定量賦值為? ;全路段暢通線路
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于交通狀態(tài)規(guī)則的大型活動專用行車線路規(guī)劃方法，其特征在于:從出發(fā)起點到達(dá)目的地最大忍受行程時間tmax閥值設(shè)定，確定為線路的正常通行時間的1.2~1.5倍，或大型活動規(guī)定到達(dá)時間的上限，并且不同的起終點其值設(shè)置不相同；每個路段行程時間為路段行駛時間與交叉口延誤之和；每條行車線路行程時間Tffll為各路段行程時間之和； 每個路段行程時間:
Tj = ? +Cl1j 每條行車線路行程時間:
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于交通狀態(tài)規(guī)則的大型活動專用行車線路規(guī)劃方法，其特征在于:所述步驟4進(jìn)一步具體為:選取行程時間、擁擠程度、安全程度、沿途景觀四個指標(biāo)構(gòu)建可行行車線路評價指標(biāo)體系，并基于AHP法對初選的多條可行行車線路進(jìn)行綜合評價，確定大型活動專用行車線路；其中: 擁擠程度:從路網(wǎng)交通狀態(tài)規(guī)則中提取路段交通狀態(tài)； 安全程度:根據(jù)路段和交叉口交通事故發(fā)生率度量，即在觀測時間內(nèi)每公里發(fā)生事故的次數(shù)； 沿途景觀:采用十分制評價，分值越高，景觀越好。
【文檔編號】G08G1/00GK103824450SQ201410104446
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】許乃星, 左俊中, 陳亮 申請人:福州市規(guī)劃設(shè)計研究院