[发明专利]基于元胞传输模型的不确定基本图参数辨识的识别方法

说明书

本发明提供了一种基于元胞传输模型的不确定基本图参数辨识的识别方法，属于交通流基本图参数辨识领域，主要解决传统宏观基本图针对微观元胞不适用的问题。本发明以路段为节点构成图的顶点，路段之间的交通流向为图的有向边，构成元胞组合为路网拓扑结构的有向图模型，构造针对元胞的不确定基本图，根据线性回归拟合不确定基本图左侧的自由流状态，根据支持向量回归拟合不确定基本图右侧的拥挤流状态，从而确定不确定基本图的参数表达，用该图可以分析对应元胞的交通运行状态。该方法具有更为精确、针对微观路段有良好的鲁棒性等优点。

技术领域

本发明属于交通流基本图参数辨识领域，主要涉及一种基于元胞传输模型的不确定基本图参数辨识的识别方法。

背景技术

机动车保有量的日益提高，伴随着日益严重的交通拥堵问题。因此对交通流进行合理交通分配，对缓解道路拥堵有着巨大的作用。作为整个路网交通流运行规律的直观体现，宏观交通流基本图可以反映整个路网运行车辆与运行水平关系，是进行交通分配的重要依据之一。

宏观基本图是采用关系图形式对路段交通流三要素：流量、速度、密度之间相互关系进行描述，一般呈现三角形，是路网自身的属性，与交通需求的变化无关。本发明针对的研究对象是基于元胞传输模型划分路网之后的元胞，有着很多不确定的信息，大致分为两类。第一类是数据收集和处理过程中产生的随机性，包括：通过测量各个路段的速度和流量推断交通状态、交通需求的预测、车辆通过路网及匝道的分流比等；第二类为司机的不同驾驶行为、突发交通事故等交通动态信息。当针对微观的元胞模型时，宏观基本图不能描述细微扰动带来的影响，而不确定基本图针对每个元胞有其对应的表现形式，可以更详实的表现微观的交通变化，知晓每个元胞精确的交通状态。

发明内容

本发明的目的在于针对现有方法的缺陷，提供一种基于元胞传输模型的不确定基本图参数辨识的识别方法，以不确定基本图为新的载体，通过对不确定基本图进行参数辨识，分析元胞的交通状态，从而代替宏观基本图。该方法具有更为精确、针对微观路段有良好的鲁棒性等优点。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案进行实施：

S1、以路段为节点构成图的顶点，路段之间的交通流向为图的有向边，构成元胞组合为路网拓扑结构的有向图模型；所述有向图模型考虑路段交通流特性、元胞等；

S2、构造针对元胞的不确定基本图；所述不确定基本图为获取元胞运行交通流数据后形成的流密关系图；

S3、根据线性回归拟合不确定基本图左侧的自由流状态，根据支持向量回归拟合不确定基本图右侧的拥挤流状态；

S4、确定不确定基本图的参数表达，用该图分析对应元胞的交通运行状态；所述不确定基本图的参数表达包括自由流与拥挤流两部分，得到分段函数的表达式。

进一步的，所述步骤S1中，路段交通流特性为车道数、曲率半径等道路环境特征。

进一步的，所述步骤S1中，元胞模型为：

ρ_i(t+1)＝ρ_i(t)+α(q_i-1,i-q_i,i+1)，i＝1,2,...,n (1)

s(ρ)＝min{Vρ,C}＝Vmin{ρ,ρ^c} (2)

r(ρ)＝min{C,W(ρ^m-ρ)}＝Wmin{ρ^m-ρ^c,ρ^m-ρ} (3)

α＝TL^-1 (4)