[发明专利]基于加权复杂网络的区域交通信号控制效果评估方法

权利要求书

1.基于加权复杂网络的区域交通信号控制效果评估方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤10、采用加权复杂网络对道路交通状况和可控交通信号采用原始法进行一体化建模，其中路口为节点，路段为边；

每条边都具有流量负载和路段容量两种属性；流量负载为路段上已有的车流量，代表了交通流对该路段的“需求”；路段容量为道路通行能力的值；

记加权复杂网络表示的路网为G(V,E,W(t))，V为节点集，E为边集，W＝{w_k(t)∈(0,1]|k∈E}为边的时变权重集，其中w_k(t)为边k在t时刻时的权重；将直接影响边k供求匹配的可控交通集合记为S_k，t时刻边k在S_k情况下的路段容量记为C_k(S_k,t)，流量负载记为V_k(t)；

步骤20、实时计算路段局部的“交通流-信号”供求匹配度，得到局部供求匹配度；将“交通流-信号”的局部供求匹配度定义为：

m_k(S_k,t)＝exp(-λ(C_k(S_k,t)-V_k(t))²)，

其中，λ为大于等于1的常数，用于控制局部供求匹配度受路段容量与流量负载两者偏差的影响程度；在相同偏差的情况下，λ值越大，局部供求匹配度的值越小；

步骤30、根据局部供求匹配度通过复杂网络分析方法建立全局供求匹配度；

所述步骤30中，在局部供求匹配度的基础上，采用复杂网络分析方法中的流介数中心性，根据路段在整个路网中的重要程度合成“交通流-信号”的全局供求匹配度G(t)：

其中，i与j均为节点，f_k为边k的流介数中心性，d_ij为节点i到节点j的路径数目，为经过边k的节点i到节点j之间的路径数目。

2.根据权利要求1所述的基于加权复杂网络的区域交通信号控制效果评估方法，其特征在于：当信号“供给”造成的路段容量C_k(S_k,t)与流量负载V_k(t)偏差越大时，局部供求匹配度的效果评估值越低；当供求平衡时，局部供求匹配度的效果评估值达到最大值1。

3.根据权利要求1所述的基于加权复杂网络的区域交通信号控制效果评估方法，其特征在于：在计算各路段的局部供求匹配度时，按区域交通信号的实际控制周期，或交通流参数采集系统的实际采集周期，或人为设定的周期对区域交通信号控制的效果进行评估；

首先根据公式m_k(S_k,t)＝exp(-λ(C_k(S_k,t)-V_k(t))²)计算各路段的局部供求匹配度，其中的流量负载V_k(t)为最近一个获取的周期内的车流量，而路段容量采用基本通行能力计算，其公式为：

其中，i为车道号；τ_ki(t)为路段k的第i条车道在t时刻的平均车头时距。

4.根据权利要求1所述的基于加权复杂网络的区域交通信号控制效果评估方法，其特征在于：采用流介数中心性f_k用于评估边k在整个网络拓扑结构中的重要程度；其中f_k越大，表示在所有不重复的路径中，经过边k的路径比例越大，边k时变权重集越大，边k越重要。