[发明专利]路网交通中常发瓶颈和偶发瓶颈的识别方法

摘要

本发明涉及城市交通管理领域，旨在提供路网交通中常发瓶颈和偶发瓶颈的识别方法。该路网交通中常发瓶颈和偶发瓶颈的识别方法包括步骤：获得所需识别的路网中的所有路段的速度数据，计算路段的平均行程时间，确定路段的拥堵影响区域，计算路网中所有路段的全局平均速度，按照服务水平进行拥堵路段筛选，获得路段的拥堵发生频率，获得常发瓶颈和偶发瓶颈。本发明利用定义的拥堵影响区域，计算全局平均速度作为识别的基础，可以有效剔除随机因素的影响；另外，本发明还可以同时识别常发瓶颈和偶发瓶颈。

主权项

路网交通中常发瓶颈和偶发瓶颈的识别方法，用于利用交通运行数据得到路段发生拥堵的频率，其特征在于，包括下述步骤：(1)获得所需识别的路网中的所有路段的速度数据；(2)计算路段的平均行程时间；(3)确定路段的拥堵影响区域；(4)计算路网中所有路段的全局平均速度；(5)按照服务水平进行拥堵路段筛选；(6)获得路段的拥堵发生频率；(7)获得常发瓶颈和偶发瓶颈；所述步骤(1)具体是指：通过出租车GPS或者路段地点调查，获得所需识别的路网中的所有路段的速度数据：所述速度数据是指包括至少一天时间，所有时间间隔i内，所有车辆经过路段j的速度：并对获得的速度数据计算平均值，得到在时间间隔i内，车辆经过路段j的平均速度v_ij；其中，j是指所需识别的路网中的任意路段，i是指时间间隔；所述步骤(2)具体是指：利用步骤(1)中得到在时间间隔i内，车辆经过所需识别的路网中的所有路段的平均速度，计算车辆经过路段的平均行程时间，计算公式为：$t_{\mathrm{ij}}=\frac{L_j}{v_{\mathrm{ij}}};$其中，j是指所需识别的路网中的任意路段，i是指时间间隔，t_ij是指车辆经过路段j的平均行程时间，L_j为路段j的物理长度，v_ij是指步骤(1)中获得的在时间间隔i内，车辆经过路段j的平均速度；所述步骤(3)具体是指：设Ω_j用于表示路段j的拥堵影响区域，并将Ω_j初始化为Ω_j＝{j}：设路段m用于表示所需识别的路网中除路段j外的任意路段，t_m‑j用于表示路段m到达路段j的行程时间，路段m到路段j的物理最短路径为$P_{m-j}=\{p_{m-j}^1,p_{m-j}^2....p_{m-j}^k...\},$其中$p_{m-j}^k$为物理最短路径上的第k条路段；通过公式：计算t_m‑j：其中表示时间间隔i内，车辆在从路段m到路段j的物理最短路径上第k个路段的平均行程时间，通过步骤(2)计算得到，是指时间间隔i内，车辆从路段m到达路段j的平均行程时间；通过t_m‑j的值确定路段j的拥堵影响区域，具体判断方法为：如果同时满足下述两个条件，则判断路段m是路段j的拥堵影响区域，更新Ω_j＝Ω_j∪{m}，即路段m的交通运行受路段j交通运行的影响；如果没有同时满足下述两个条件，则判断路段m不是路段j的拥堵影响区域，即路段j没有对路段m产生影响；条件(1)：t_m‑j的值小于1小时，即路段m到路段j的行程时间小于1小时；条件(2)：对于路段m到路段j的物理最短路径上的第k条路段满足即路段m到路段j的物理最短路径上第k条路段和路段j的交通状态相差在50％以内，即路段m到路段j的物理最短路径上任意路段和路段j的交通状态相差在50％以内：其中是时间间隔i内，从路段m到达路段j的物理最短路径上第k条路段的平均速度，通过步骤(1)得到：v_ij指步骤(1)中获得的在时间间隔i内，车辆经过路段j的平均速度；所述步骤(4)具体是指：通过步骤(3)计算得到路段j的拥堵影响区域Ω_j，计算Ω_j内所有路段到达路段j的平均速度的平均，计算公式为：其中，表示路段m到路段j的平均行程速度，m为满是m∈Ω_j的路段：其分子是指路段m到路段j的物理最短路径长度，分母是指路段m到达路段j的物理最短路径的平均行程时间，通过步骤(3)计算得到，是指路段j的拥堵影响区域Ω_j中路段的数量，是指路段j的拥堵影响区域Ω_j内所有路段到达路段j的平均行程速度的和；计算得到的即在时间间隔i内，车辆经过路段j的全局平均速度；所述步骤(5)具体是指：通过步骤(4)计算得到的在时间间隔i内，车辆经过路段j的全局平均速度，按照拥堵阈值10km/h对全局平均速度进行筛选，如果全局平均速度的值小于拥堵阈值10km/h，则路段j为拥堵路段，并将所需识别的路网中的所有拥堵路段的集合记为C_i；所述步骤(6)具体是指：设定∪{C_i}，即对步骤(5)中得到的所有的C_i求并集，用于表示对所有的拥堵路线求并集：对于任一属于∪{C_i}的路线j统计路线j在所有C_i内出现的次数，并除以时间间隔i的个数，得到拥堵发生频率，并将拥堵发生频率从高到低进行排列，得到拥堵路段的频率排序向量S_j；所述步骤(7)具体是指：如果路段j的拥堵发生频率小于等于50％，则判断路段j为偶发瓶颈路段；如果路段j的拥堵发生频率大于50％，则判断路段j为常发瓶颈路段。