基于交通状态规则的大型活动专用行车线路规划方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于交通状态规则的大型活动专用行车线路规划方法，利用采集的交通信息提取系统对采集到的交通数据进行深度挖掘，提取得到区域路网交通状态规则，并将其导入行车线路算法库；行车线路算法库以交通状态规则作为线路生成指标，采用构建的多层级简约搜索算法对路网中规划的起终点进行可行行车线路分层搜索；将行程时间、拥挤程度、安全程度等作为可行线路评价指标，通过构建模型对初选的多条行车线路进行综合评价，根据综合评价值的排序确定大型活动专用行车线路。本发明可充分利用海量的交通基础数据，能够为各类大型活动制定合理有效的行车线路，减少了大型活动专用交通对城市日常交通的干扰，而且有效缩减了行车路线生成时间。
【专利说明】基于交通状态规则的大型活动专用行车线路规划方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种有利于减少大型活动对城市日常交通干扰的大型活动专用行车线路规划方法，属于信息技术应用及智能交通系统领域。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的不断繁荣发展，人民生活质量的不断提高，以体育、文化、会展等为代表的大型活动日益频繁，如北京奥运会、上海世博会、广州亚运会等。虽然大型活动的举办能够提升城市的影响力，促进区域经济社会发展，丰富市民的物质文化生活，但是，活动举办期间所引发的短时期内的集中出行往往会给原本就十分紧张的城市交通系统带来巨大压力。为确保大型活动举办期间城市交通系统的安全与畅通，并尽量减少大型活动对城市正常生产生活的影响，按照惯例，是通过设置专用车道(即在城市路网中为大型活动专用车辆临时而设置使用的车道)解决由于大型活动引起的出行。
[0003]专用道设置的目的是解决大型活动大家庭成员出行和大型活动观众出行，保证其能快捷、舒适、安全、可靠、准时到达比赛场馆。大型活动专用行车线路的合理设置与否直接影响大型活动的顺利举行。目前，大型活动专用行车线路主要是根据定性分析或制定相应原则确定，侧重于行车线路的评价，尚未有定量化的大型活动可行行车线路的初选方法；而且现有方法未充分考虑如何降低对城市正常交通的影响。因此，在未来的大型活动交通组织规划中，有必要提出一种更加合理有效的大型活动专用行车线路规划方法。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于交通状态规则的大型活动行车线路规划方法，克服现有方法中的可行行车线路无法定量化规划、无法有效降低对城市日常交通的干扰的不足。
[0005]本发明采用以下技术方案解决上述技术问题，具体包括如下步骤:
[0006]步骤1:利用视频、浮动车、流量检测设备采集道路上平均车速、饱和度、交叉口平均延误和交通流量信息，并将采集得到的交通数据传送到交通信息提取系统；
[0007]步骤2:交通信息提取系统对采集到的交通数据进行深度挖掘，提取得到区域路网交通状态规则，并将其导入行车线路算法库；
[0008]步骤3:将交通状态规则作为可行线路生成指标，行车线路算法库对规划的起终点进行路径分层搜索，若全路段畅通线路搜索层找到满足条件的可行行车线路，则搜索停止；若不满足要求，则进入次拥挤线路搜索层，直至搜索得到满意的多条可行行车线路；
[0009]步骤4:将行程时间、拥挤程度、安全程度、沿途景观作为可行线路评价指标，通过构建模型对初选的多条行车线路进行综合评价，根据综合评价值的排序确定大型活动专用行车线路。
[0010]本方法的优点在于:以前端设备采集到的静、动态交通信息为基础，引入交通信息提取技术提取得到区域路网交通状态规则，将其作为大型活动专用行车线路的生成与评价的指标，对初步搜索的多条行车线路进行综合评价，最终确定大型活动专用行车线路。本发明可充分利用海量的交通基础数据，能够为各类大型活动制定合理有效的行车线路，减少了大型活动专用交通对城市日常交通的干扰，而且有效缩减了行车路线生成时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面参照附图结合实施例对本发明作进一步详细的描述。
[0012]图1是本发明的大型活动专用行车线路规划方法的系统框架图
[0013]图2是本发明的区域路网交通状态规则形成流程图
[0014]图3是本发明的一种基于交通拥挤程度的多层级简约搜索算法流程图
[0015]图4是本发明的初步筛选出的可行行车线路评价指标体系
【具体实施方式】
[0016]本发明采用以下技术方案解决上述技术问题，具体包括如下步骤:
[0017]步骤1:利用视频、浮动车、流量检测等设备采集典型道路上平均车速、饱和度、交叉口平均延误和交通流量信息，并将采集得到的交通数据传送到交通信息提取系统；
[0018]步骤2:交通信息提取系统对前端设备采集到的路段与交叉口交通数据进行深度挖掘，提取得到区域路网交通状态规则，并将其导入行车线路算法库；
[0019]步骤3:将交通状态规则作为可行线路生成指标，行车线路算法库对规划的起终点进行路径分层搜索，若全路段畅通线路搜索层找到满足条件的可行行车线路，则搜索停止；若不满足要求，则进入次拥挤线路搜索层，直至搜索得到满意的多条可行行车线路；
[0020]步骤4:将行程时间、拥挤程度、安全程度、沿途景观作为可行线路评价指标，通过构建模型对初选的多条行车线路进行综合评价，根据综合评价值的排序确定大型活动专用行车线路。
[0021]图1是本发明的基于交通状态规则的大型活动专用行车线路规划方法的系统框架图，其中详细展示了基于交通状态规则的大型活动专用行车线路规划系统的四个部分。第一部分进行的是基于分时段前端设备交通数据采样，对区域路网交通状态进行判别；第二部分进行的是对区域路网交通状态规则提取，；第三部分进行的是调用区域路网交通状态规则指标，搜索得到多条可行行车线路；第四部分进行的是构建模型对可行线路进行综合评价，实现系统的大型活动专用行车线路规划。
[0022]图2为本发明的区域路网交通状态规则形成流程图。形成过程为:基于模糊集判别交通数据完整路段的交通状态；基于粗糙集理论对城市道路网中典型路段(快速路、主干道和次干道)进行交通状态规则提取，拟合形成规则集，用于判别交通数据真空路段的交通状态；经过两次判别形成整个区域路网交通状态，再通过划分判别时间间隔，对区域路网交通状态进行拟合与集成，进一步提取得到路网交通状态规则。
[0023]图3为本发明的一种基于交通拥挤程度的多层级简约可行行车线路搜索算法流程图。通过构建多层级简约搜索算法对路网的可行行车线路进行初步筛选。其中，每层均以交通拥挤程度作为第一级判别、以行程时间和搜索线路的条数为约束条件作第二级判别。多层级简约搜索算法总体分为四层，每层搜索结果作为下层数据处理的对象。
[0024]第一层为全路段畅通线路搜索，即搜索出的行车线路组成的各路段均为畅通，通过第一层搜索可获得整个路网中所有畅通路段；第二层为部分路段轻微拥挤线路搜索，即搜索出的线路组成部分路段交通状态为轻微拥挤，同时加载第一层搜索的畅通路段，形成可行行车线路；第三层为部分路段拥挤线路搜索，以上两层搜索结果基础，对路网中的拥挤路段进行搜索；第四层为部分路段堵塞线路搜索，以前三层搜索结果为基础，对堵塞路段搜索后组建可行行车线路。
[0025]具体步骤如下:
[0026]步骤1:选取参考出发时刻t作为起始时间输入系统，全路段畅通线路搜索模块接入。首先搜索路网中所有畅通路ic// =1，其中H为第i层从路网中搜索出的第j条路段交通状态值，即畅通路段定量赋值为I ;进入第一次判别，在所有畅通路段中搜索出从起点到
终点的可行行车线路，若线路各路段交通状态满足表达示Η:, =|>/，其中妒为第一层
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搜索的全路段畅通行车线路交通状态计算值，M11为第i层搜索出的第I条可行行车线路；L
为每层搜索出符合条件的可行行车线路总条数；即搜索出的Hl1条行车线路的各个路段的交通状态均为畅通，则进入步骤2 ;若无法满足，进入步骤3。
[0027]步骤2:对全路段畅通行车线路进行第二次判别。若每条行车线路满足起点O到终
点D总行程时间小于等于最大可忍受时间，即?: < tmsx，并且搜索出的行车线路条数Hi1 ^ M
(其中，M为初步搜索出的行车线路上限值，具体条数可根据需求自行决定)，则终止搜索，直接进入步骤4 ;若无法满足，进入步骤3。
[0028]其中，从出发起点到达目的地最大忍受行程时间tmax阀值设定，可以确定为线路的正常通行时间的1.2~1.5倍，或大型活动规定到达时间的上限，并且不同的起终点其值设置不相同；每个路段行程时间为路段行驶时间与交叉口延误之和，计算公式如式(I)所示；每条行车线路行程时间Tm为各路段行程时间之和，计算公式如式(2)所示。
【权利要求】
1.一种基于交通状态规则的大型活动专用行车线路规划方法，其特征在于:该方法包括如下步骤: 步骤1:利用视频、浮动车、流量检测设备采集道路上平均车速、饱和度、交叉口平均延误和交通流量信息，并将采集得到的交通数据传送到交通信息提取系统； 步骤2:交通信息提取系统对采集到的交通数据进行深度挖掘，提取得到区域路网交通状态规则，并将其导入行车线路算法库； 步骤3:将交通状态规则作为可行线路生成指标，行车线路算法库对规划的起终点进行路径分层搜索，若全路段畅通线路搜索层找到满足条件的可行行车线路，则搜索停止；若不满足要求，则进入次拥挤线路搜索层，直至搜索得到满意的多条可行行车线路； 步骤4:将行程时间、拥挤程度、安全程度、沿途景观作为可行线路评价指标，通过构建模型对初选的多条行车线路进行综合评价，根据综合评价值的排序确定大型活动专用行车线路。
2.根据权利要求1所述的基于交通状态规则的大型活动专用行车线路规划方法，其特征在于:所述步骤I进一步具体为: 利用交通信息采集系统中的前端设备定期采集典型道路的平均车速V、行程时间t、饱和度S、交叉口平均延误d和交通流量q信息，得到数据集合u=〈s，t, d, q>,并将采集得到的交通数据传送到交通信息提取系统。
3.根据权利要求2所述的基于交通状态规则的大型活动专用行车线路规划方法，其特征在于:所述步骤2进一步具体为:基于模糊集判别交通数据完整路段的交通状态；基于粗糙集理论对城市道路网中快速路、主干道和次干道进行交通状态规则提取，拟合形成规则集，用于判别交通数据真空路段的交通状态；经过两次判别形成整个区域路网交通状态，再通过划分判别时间间隔，对区域路网交通状态进行拟合与集成，进一步提取得到路网交通状态规则。
4.根据权利要求3所述的基于交通状态规则的大型活动专用行车线路规划方法，其特征在于:所述步骤3进一步具体为:通过构建多层级简约搜索算法对路网的可行行车线路进行初步筛选，其中，每层均以交通拥挤程度作为第一级判别、以行程时间和搜索线路的条数为约束条件作第二级判别；多层级简约搜索算法总体分为四层，要求判别过程如下: 第一层为全路段畅通线路搜索，即搜索出的行车线路组成的各路段均为畅通，通过第一层搜索可获得整个路网中所有畅通路段,二级判别条件如下: 第一级判别:畅通路段:W=1，其中力为第i层从路网中搜索出的第j条路段交通状态值，即畅通路段定量赋值为? ;全路段畅通线路
5.根据权利要求4所述的基于交通状态规则的大型活动专用行车线路规划方法，其特征在于:从出发起点到达目的地最大忍受行程时间tmax阀值设定，确定为线路的正常通行时间的1.2~1.5倍，或大型活动规定到达时间的上限，并且不同的起终点其值设置不相同；每个路段行程时间为路段行驶时间与交叉口延误之和；每条行车线路行程时间Tffll为各路段行程时间之和； 每个路段行程时间:
Tj = ? +Cl1j 每条行车线路行程时间:
6.根据权利要求4所述的基于交通状态规则的大型活动专用行车线路规划方法，其特征在于:所述步骤4进一步具体为:选取行程时间、拥挤程度、安全程度、沿途景观四个指标构建可行行车线路评价指标体系，并基于AHP法对初选的多条可行行车线路进行综合评价，确定大型活动专用行车线路；其中: 拥挤程度:从路网交通状态规则中提取路段交通状态； 安全程度:根据路段和交叉口交通事故发生率度量，即在观测时间内每公里发生事故的次数； 沿途景观:采用十分制评价，分值越高，景观越好。
【文档编号】G08G1/00GK103824450SQ201410104446
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】许乃星, 左俊中, 陈亮 申请人:福州市规划设计研究院