[发明专利]一种路网多类型监测设备组合布设方法

说明书

本发明属于交通信息采集技术领域，公开了一种路网多种类型监测设备组合优化布设方法。该方法首先根据具体路网结构建立道路交通网拓扑关系图，根据路网拓扑关系图，按照组合成本最小化原则、组合布设路径全覆盖原则以及组合布设路径区分原则，建立多类型监测设备组合布设非线性规划模型，求解该模型，得到安装连续监测设备的路段集合和安装点式监测设备的路段集合。按照本发明提供的方法组合布设多种类型监测设备，能够在实现路网流信息全覆盖的情况下使得组合成本最小化，降低路网信息采集系统的建设和维护费用。此外，该方法得到的路径流信息为唯一流，能够避免盲目追求全覆盖而缺乏对不同路径的区分，提高了交通信息采集系统的经济性和技术性。

技术领域

本发明涉及交通信息采集技术领域，尤其涉及一种路网多类型监测设备组合布设方法。

背景技术

在交通系统中，道路交通监测设备是获取路网交通流信息的最重要的方式，因此路网中交通监测设备的布设方式将直接影响采集到的路网交通流信息的数量和质量。其中，路网指的是在一定区域内，由各种道路组成的相互联络、交织成网状分布的道路系统。

目前，常用的道路交通监测设备有点式监测设备(如传感线圈) 和连续监测设备(如视频监测系统)两大类。其中，点式监测设备能够获取交通量、速度、占有率等交通流信息，安装成本和维护成本较低；相比于点式监测设备，连续监测设备能够获取到除交通量、速度、占有率等之外的交通流信息，例如，车辆经过路段的时间、车牌等，但其安装成本和维护成本高昂。因此，在庞大的路网内的每条路段均安装先进的连续监测设备是不现实的。

考虑到此，可以在路网中组合布设两类监测设备，从而在实现路网流信息全覆盖的同时，保证安装和维护成本较小。然而，现有的交通监测设备布设方法均是针对单一类型的监测设备的布设(如单一的传感线圈)，没有考虑两种类型以上监测设备的组合布设，同时也未实现对路网流信息的全覆盖。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种路网类型多监测设备组合布设方法，能够在实现路网流信息全覆盖的情况下使得组合成本最小化，降低路网信息采集系统的建设和维护费用。此外，该方法得到的路径流信息为唯一流，能够避免盲目追求全覆盖而缺乏对不同路径的区分，提高了交通信息采集系统的经济性和技术性。

为达到上述目的，本发明采用如下方案：

步骤1，根据路网结构，建立路网拓扑关系图。路网拓扑关系图由路网中的交叉口及交叉口间的路段组成，路网的交叉口中存在至少1 个起点和至少1个终点，1个起点和1个终点构成1个OD对，从1个起点到1个终点先后经过的路段构成1条路径，1个OD对之间存在至少1个条路径。

步骤2，对于路网拓扑关系图中的任一路径r_i，定义布尔变量表示路径r_i是否经过路段a；若路径r_i经过路段a，则取1；若路径r_i不经过路段a，则取0；路段a为路网拓扑关系图中的任一路段。

对于路网拓扑关系图中的任一路段a，定义布尔变量x_a表示路段a 是否安装有连续监测设备，定义布尔变量y_a表示路段a是否安装有点式监测设备；其中，当路段a安装有连续监测设备时，x_a取1；当路段a未安装连续监测设备时，x_a取0；当路段a安装有点式监测设备时，y_a取 1；当路段a未安装点式监测设备时，y_a取0；x_a和y_a不同时取1。

步骤3，根据路网拓扑关系图，按照组合成本最小化原则、组合布设路径全覆盖原则以及组合布设路径区分原则，建立多类型监测设备组合布设非线性规划模型：

minΣ_a∈Ac₁x_a+Σ_a∈Ac₂y_a