[发明专利]具有时空特性态势信息的车辆应急导航方法

权利要求书

1.具有时空特性态势信息的车辆应急导航方法，实现该方法的车辆应急导航总架构由三部分组成，由下向上分别为车辆疏散区域推荐层、路网数据索引层、车辆路径规划层；其特征在于：首先通过最下面的车辆疏散区域推荐层将路网映射到二维平面坐标系中，基于此二维平面坐标系进行等间距的栅格划分，使得经过栅格划分处理后的地图被划分为n_g×n_g个栅格，通过神经网络的方法对路网中道路的速度进行预测，并通过结合预测的路网速度与栅格之间的连通关系计算每个栅格的疏散能力，向用户推荐当前情况下最适合车辆疏散的区域；其次，路网数据索引层通过对交通路网进行子网络提取分层操作，计算交通路网中节点的中介中心性，对子网络中包含中介中心性度量较低的节点进行收缩；再将路网中各类传感器采集到的态势数据信息融入到路网的态势分析中，构建路网态势信息树索引；最终在车辆路径规划层，结合前两层对路网的处理结果，通过推荐的疏散区域以及分析道路的态势信息实现车辆应急路线的规划；

路网数据索引层中，要构建路网数据态势索引；首先将路网做分层处理，再将路网中存在的态势信息融入到分层路网中，构建基于分层路网的态势信息树索引，并通过对节点的合理收缩在保证路网完整性的前提下简化路网的结构；路网的子网络划分以及子网络核心路网的提取，路网的节点中介中心性是指交通网络中经过某节点的最短路径数量与整个交通路网中最短路径总数的比值，用来量化该节点在路网中的重要性；节点中介中心性的优化公式表示为：

ε为统计路网中最短路径的总数，S_p(s,q)代表节点s到节点q 的最短路径，S_p(s,q|v_i)代表经过节点v_i的最短路径，Z’(v_i)表示为节点v_i在交通路网中的中心中介性度量；按照路网中中介性高的节点作为二分聚类的中心节点，将邻近的中心节点作为其附属的节点归为子路网；对子网络中中介性较低的节点采取收缩操作，而保留路网中的核心节点构成路网核心网络；对路网进行分层处理，产生多个子区域的路网层，然后根据当前节点和目标节点之间的所在的子区域，在不同路网层上查找下一个最优相邻节点进行扩展，并根据搜索节点和目标节点所在的路网层的情况，实时的调整在不同等级范围内的路网层上寻找最优节点，通过不断的降低节点数量和路网规模达到寻找最优路径的目的；

在态势不断发生变化的交通路网中，车辆在行驶过程中由于周围变化的态势环境需要在应急路线规划过程中多次地对当前环境下的最优路线进行计算与规划；核心路网预先计算并存储路网中节点之间的连接关系Tuple；在每一步路网子网络划分的过程中，根据节点之间的层次关系预先计算了节点之间的最短路径传播关系，并将相互分裂的节点二分为下一层子网络；交通路网经过核心子网络的提取、分层以及态势信息融合后构成树形路网索引结构，在该树形路网索引结构中每一层代表处于同一层级的子路网，每一个分支代表一个子路网以及其经过收缩后的核心路网；每个分支的核心路网存储该核心路网所包含节点的与节点之间态势距离矩阵以及连接关系Tuple表用来记录每个节点和与其不直接连接节点的最短路径序列；在寻找路径时，采用2-HopCover算法的思想，通过分层的路网结构以及构建的态势信息索引树在动态变化的路网态势环境中实现对节点之间最短路径的快速寻址。

2.根据权利要求1所述的具有时空特性态势信息的车辆应急导航方法，其特征在于：车辆疏散区域推荐层中，通过计算矢量栅格路网中每个栅格的通勤能力，将突发事件发生点一定范围内拥有较高通勤能力的栅格作为可疏散栅格推荐给用户；利用等区间栅格化的方法对路网数据进行栅格化处理，使路网数据能够通过等区间大小被划分成若干个区域子块；由于交通路网的拓扑与联通特点，道路拥堵会由少数几个路口向相互连接的多个路口呈现出扩散现象，形成区域性拥堵；区域性拥堵的路口在地理位置上必然是连续的几个相邻道路连接的路口；将路口所组成的区域定义为拥堵区域；路口数量和出入度数量多，路网速度快的栅格得到较高的通勤能力以及排序值；通过分析栅格内部包含的路口节点、栅格的出入度以及栅格与栅格之间的联通关系，判断某栅格在整个栅格路网中的疏散能力。