[发明专利]基于共享度的分离路径计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分离路径计算方法，具体地说，是涉及一种基于共享度的分离路径计算方法。

背景技术

随着社会的不断发展、人们的生活水平日益提高，车辆作为一种常用的交通工具已成为人们生活中所不可或缺的必需品，车辆的日益普及也造成了一系列的交通问题，其中，最为突出的问题是由于车流量过大而造成的交通堵塞， 城市交通的日益拥堵给城市建设和市民生活带来诸多问题，特别是近年来个人汽车消费提升较快，而土地资源较为稀缺，造成高密集居住环境与高流量交通供求之间的矛盾，导致交通拥堵问题已成为严重阻碍城市进一步发展的一个重要因素。在交通路网中，寻找任意两点间最优路径是出行导航的基本功能，但是，在路网中从同一个节点出发的车辆如果都选择这条最优路径，仍然会有可能造成交通的拥堵。

由此可知，在交通路网中，只寻找任意两点间的最优的一条路径无法有效缓解城市的交通拥堵问题，而在现有的路径算法中，一般就是只求最优的那一条路径，在车辆较少的情况下，这种方法有很好的效果；也有求出K条最优路径的方法，车辆根据自身的要求可以选择对自身要求来说的最优的一条路径，避免了在路网上从同一个节点出发的车辆都选择同一条路径，但是求出的K条路径中有共享的链路，也就是这K条路径都会经过某条链路。在路网中，因为都要经过这些共享的链路，导致路网的负载不均衡，同样会造成在这些共享链路上出现拥堵，而在另外的链路上非常通畅甚至没有车辆的情况，对道路资源造成了极大浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于共享度的分离路径计算方法，主要解决现有技术中存在的路网中各道路负载不均衡，导致某些共享链路上出现拥堵，而另外的链路十分通畅，对道路资源造成了极大浪费的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于共享度的分离路径计算方法，包括以下步骤：

（1）根据路网的网络拓扑计算路网中K条路径的链路共享度；

（2）使用最小代价流算法找出流值为K的最小代价流，并根据该最小代价流为图G（V，E，W）进行路网容量配置，其中，G为路网拓扑， V表示顶点集合，E表示链路集合，W表示边的权重的集合；

（3）根据配置好的路网容量进行拓扑运算，恢复K条分离路径。

步骤（1）中，所述链路共享度通过以下步骤得出：

(1a)将路网中的某一条链路用符号e表示，将路网中的某一条路径用符号                                                表示，根据链路e是否出现在路径中给出以下定义： ；

（1b）将路网中某几条路径的集合用P表示，其中，，根据计算出链路e在路径集合P中的共享度；

（1c）根据计算出链路e被路网中各路径所共享的总链路共享度，并根据计算出路网中K条路径的最大链路共享度δ(p)。

所述步骤（1）中， K条路径的最小链路共享度由以下目标函数得出：Minimize ，其中，指各路径的代价，其满足以下条件：其满足以下条件：

（i1）最大链路共享度δ(p)最小；

（i2）最大总链路共享度Δ(p)最小；

其中，条件（i1）的优先级高于条件（i2）的优先级。

所述步骤（2）具体包括以下步骤：

（2a）运行最小代价流算法，计算路网中两点间的流值为K的最小代价流f*；

（2b）根据最小代价流算法的计算结果配置路网中各链路的容量：将f*流过的链路的容量设置为f*流过其的流量，将f*未流过的链路的容量设置为0。

所述步骤（3）具体包括以下步骤：

（3a）判断K是否大于0，若大于0则进行步骤（3b），否则结束；

（3b）将图G（V，E，W）上链路容量为0的链路的权重设置为无穷大；

（3c）计算出最短路径，并将最短路径放入路径集合中；

（3d）将最短路径上经过的链路的容量减1，K减1，并返回步骤（3a），直至得出最终分离路径集合。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：