[发明专利]一种基于动态路网的持续最优路线规划方法

说明书

本发明公开了一种基于动态路网的持续最优路线规划方法，给定一组行程请求流Q_n，首先采用初始路线搜索生成一个高质量的初始路线组合Π_n，该组合包含了为该行程请求流中的每个请求指定的初始路线。接下来，执行批优化处理对初始路线组合中的每个初始路线进行优化。最终，将优化后的路线组合Π_n加入到全局的路线组合Π中去。每当处理完一批行程请求后，返回Π作为实时的规划结果。通过上述方式，利用初始路线搜索方法考虑了新规划的路线会影响未来的交通状态这一事实,即规划的路线会增加一些路段的车流量从而影响该路段的实际通行时间为持续的形成请求搜寻最佳的路线组合，提升算法效率，解决线路拥堵的问题。

技术领域

本发明涉及交通运输领域，具体涉及一种基于动态路网的持续最优路线规划方法。

背景技术

随着基于位置服务的应用的兴起，路径规划服务已经成为生活中不可或缺的一部分。路径规划和行程推荐在近几年引起了学者们的广泛研究。这些研究的研究目标是基于当前的交通状态为单行程制定最优的路线。值得关注的是，在路径规划服务使用越来越频繁的情况下，大量的用户很有可能会在极短的时间间隔内密集地发布行程请求，特别是在通勤时间等高峰时期，从而形成了持续的行程请求流。在这种新的场景下，实现针对行程请求流的路径规划这一需求变得更加迫切。已经存在的相关研究旨在为行程请求中的单个行程依次制定个人最优路线。然而，在为行程请求流规划路线时，仅仅基于当前的交通状态以个人最优为最终目标规划个人最优的路线，可能会导致交通拥堵。更合理的路线规划应该考虑到之前已经规划的行程会对未来的交通状态产生影响，因为它们会增加路网中各路段的车流量。

最优路线规划已经在多个不同的应用场景中得到了广泛研究，已经存在的基于全局最优的路径规划并没有面向实时的交通状况，没有考虑如何处理持续的行程请求流以及如何量化行程请求流对未来交通的影响，因此面向单请求的路线规划方法往往会导致潜在的交通拥堵。

发明内容

本发明为解决上述问题提出一种基于动态路网的持续最优路线规划方法，通过下述技术方案实现：

一种基于动态路网的持续最优路线规划方法，包括如下步骤：

S1、获取动态路网信息；

S2、利用初始路线搜索算法对每一个新到达的行程请求规划一条初始路线，得到初始路线集合；

S3、以固定时间间隔周期性的对当前时间节点之前规划的初始路线进行批优化处理，并将其加入最优路线集合；

S4、更新路线集合中的各路线所对应的路段标签，发布已优化处理后的最优路线集合并清空初始路线集合；

S5、输出当前周期内优化后的最优路线集合并利用上述步骤执行下一个周期的路线规划。

上述方案的有益效果是，通过以固定时间间隔周期性的对当前时间节点之前规划的初始路线进行批优化处理，可以考虑到更多影响交通状态的因素，避免潜在的交通拥堵。

进一步的，所述初始路线搜索算法具体为：

S21、初始化路网中每一个顶点的信息，并创建规划的路线所经过的顶点集合；

S22、设置优先队列并将行程请求流中当前时刻发布的行程请求的起点加入到该队列，从起点开始在优先队列中选择队头顶点进行顶点扩张；

S23、当顶点扩张到行程请求终点时，从终点开始根据各个顶点的前驱顶点记录，反向生成一条路线，返回该路线顶点集合作为初始线路结果。

上述进一步方案的有益效果是，通过使用优先队列，可以降低该方案/算法的时间复杂度，提高运行效率。队头元素是一个顶点对象，该顶点对象的特性是，通过该顶点到达终点具有最小的预计通行时间。通过每次选取队头元素即该顶点进行扩张，能够启发式地快速完成扩张，快速找到一条合适的初始路线。