一种大型活动交通疏导方法及系统与流程

本发明涉及一种大型活动交通疏导方法及系统，属于交通疏导领域。

背景技术：

大型活动车辆的疏散往往会对一定范围内的交通造成堵塞，影响正常通行，因此，大型活动车辆的有效疏散显得尤为重要，而现有技术中，对于大型活动疏散往往达不到理想的效果，由于现有技术中，疏散方法的不合理性，仍然无法有效解决大型活动车辆带来的交通阻塞的问题。

技术实现要素：

发明目的：本发明为了有效解决大型活动车辆对交通造成的阻塞问题，提供一种大型活动交通疏导方法及系统。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种大型活动交通疏导方法，包括：

获取疏导起点的位置信息与疏导终点的位置信息，所述疏导起点为大型活动车辆疏导行为开始的位置点，所述疏导终点为所述大型活动车辆疏导行为终止的位置点；

获取大型活动待疏导车辆总量；

将所述待疏导车辆总量均分为n份，每份记为P_k，k＝1，...，n，其中，n为整数；

计算从所述疏导起点到所述疏导终点间各相邻节点构成的路段的行驶时间，在开始进行车辆分配前的行驶时间为以设定速度在无车辆的所述路段行驶所用的时间；

将i设定为所述疏导起点的序号，开始对第一份待疏导车辆P₁进行疏散；

确定有效路段，所述有效路段为所述疏散节点i到所述疏导终点的最短行驶时间大于所述疏散节点i的相邻节点到所述疏导终点的最短行驶时间时，所述疏散节点i与所述疏散节点i的相邻节点之间的路段；

计算疏散节点i与所述疏散节点i相邻节点构成的有效路段的路段边权，所述路段边权为在所述路段上车辆的分配权值；

根据所述路段边权计算所述疏散节点i与所述疏散节点i的相邻节点之间的有效路段的分配率和分配量；

判断所述疏散节点i的所述相邻节点是否为所述疏导终点，如果不是，则以所述相邻节点代替疏散节点i，重复对疏散节点i的处理方式对所述相邻节点处的车辆进行分配，直至到疏散节点i的所述相邻节点为所述疏导终点，选择具有未分配车辆的节点，对所述节点进行疏散，直到所述疏散起点到所述疏散终点的所有路段中没有未被疏散的车辆；

计算每条路段上的分配量的总和，得到每条路段的交通总量，所述路段为由相邻节点构成的路段；

根据所述每条路段的交通总量更新从所述疏导起点到所述疏导终点间各路段的行驶时间；

根据更新后的所述路段的所述行驶时间，重新确定与疏散节点相连接的有效路段并计算各有效路段的路段边权，对下一份待疏导车辆进行疏散。

优选的，每完成对一份待疏导车辆的疏散，就对各相邻节点间路段的交通总量进行一次计算，根据所述各相邻节点间路段的交通总量更新从所述疏导起点到所述疏导终点各有效路段的行驶时间和各有效路段的路段边权，然后，对下一份待疏导车辆进行疏导，直到将设定份数的待疏导车辆疏散完毕。

优选的，所述计算疏散节点i与所述疏散节点i相邻节点构成的有效路段的路段边权，具体包括：

获取所述相邻节点j到所述疏导终点的最短行驶时间T_min；

获取从所述疏散节点i到所述相邻节点j的行驶时间t；

根据计算公式T(i,j)＝t+T_min计算由所述疏散节点i与所述相邻节点j构成的有效路段的第一行驶时间，其中，t为从所述疏散节点i到所述相邻节点j的行驶时间；

根据路段边权的计算公式计算所述疏散节点i与所述相邻节点j构成的有效路段的路段边权，其中，为所述疏导节点i与所述疏导节点i的所有相邻节点构成的有效路段的平均第一行驶时间，σ为按经验取值的无量纲参数。

优选的，所述根据所述路段边权计算所述疏散节点i与所述疏散节点i的相邻节点之间的有效路段的分配率和分配量，具体包括：

判断所述疏散节点i是否为所述疏导起点；

如果所述疏散节点i为所述疏导起点，则根据分配率计算公式计算所述疏散节点i与所述相邻节点j之间构成的有效路段的分配率P(i,j)，其中，为所述疏散节点i与所述疏散节点i的所有相邻节点构成的各有效路段的路段边权之和，m为所述疏散节点i的所有相邻节点的个数，E_n(i)为进入所述疏导节点i的上游邻接的所有有效路段的分配率之和；

如果所述疏散节点i不是所述疏导起点，则根据分配率计算公式计算所述疏散节点i到其相邻节点j之间构成的有效路段的分配率P(i,j)，其中，为所述疏散节点i与所述疏散节点i的所有相邻节点构成的各有效路段的路段边权之和，m为所述疏散节点i的所有相邻节点的个数；

根据公式q_ij＝Q·P(i,j)计算所述疏散节点i与所述相邻节点j构成的有效路段的分配量，其中，Q为一份待疏导车辆P_k的数量。

优选的，所述根据所述每条路段的交通总量更新从所述疏导起点到所述疏导终点间各路段的行驶时间，具体包括：

获取各路段的交通总量；

根据公式计算各有效路段的行驶时间t_d，t₀为以设定速度在无车辆的所述路段行驶所用的时间，q^c为路段的设定的实际通行能力，q为各路段的交通总量，路段为疏散节点与所述疏散节点的相邻节点所构成的有效路段。

一种大型活动交通疏导系统，包括：

疏导起讫点获取单元，用于获取疏导起点的位置信息与疏导终点的位置信息，所述疏导起点为大型活动车辆疏导行为开始的位置点，所述疏导终点为所述大型活动车辆疏导行为终止的位置点；

待疏导车辆总量获取单元，用于获取大型活动待疏导车辆总量；

车辆总量均分单元，用于将所述待疏导车辆总量均分为n份，每份记为P_k，k＝1，...，n，其中，n为整数；

行驶时间计算单元，用于计算从所述疏导起点到所述疏导终点间各相邻节点构成的路段的行驶时间，在开始进行车辆分配前的行驶时间为以设定速度在无车辆的所述路段行驶所用的时间；

车辆疏导开始单元，用于将i设定为所述疏导起点的序号，开始对第一份待疏导车辆P₁进行疏散；

有效路段确定单元，用于确定有效路段，所述有效路段为所述疏散节点i到所述疏导终点的最短行驶时间大于所述疏散节点i的相邻节点到所述疏导终点的最短行驶时间时，所述疏散节点i与所述疏散节点i的相邻节点之间的路段；

路段边权计算单元，用于计算疏散节点i与所述疏散节点i相邻节点构成的有效路段的路段边权，所述路段边权为在所述路段上车辆的分配权值；

有效路段参数计算单元，用于根据所述路段边权计算所述疏散节点i与所述疏散节点i的相邻节点之间的有效路段的分配率和分配量；

判断单元，用于判断所述疏散节点i的所述相邻节点是否为所述疏导终点，如果不是，则以所述相邻节点代替疏散节点i，重复对疏散节点i的处理方式对所述相邻接点处的车辆进行分配，直至到疏散节点i的所述相邻节点为所述疏导终点，选择具有未分配车辆的节点，对所述节点进行疏散，直到所述疏散起点到所述疏散终点的所有路段中没有未被疏散的车辆；

路段交通总量计算单元，用于计算每条路段上的分配量的总和，得到每条路段的交通总量，所述路段为由相邻节点构成的路段；

行驶时间更新单元，用于根据所述每条路段的交通总量更新从所述疏导起点到所述疏导终点间各路段的行驶时间；

路段边权更新单元，用于根据更新后的所述路段的所述行驶时间，重新确定与疏散节点相连接的有效路段并计算各有效路段的路段边权，对下一份待疏导车辆进行疏散。

优选的，所述路段边权计算单元包括：

最短行驶时间获取子单元，用于获取所述相邻节点j到所述疏导终点的最短行驶时间T_min；

有效路段行驶时间获取子单元，用于获取从所述疏散节点i到所述相邻节点j的行驶时间t；

第一行驶时间计算子单元，用于根据计算公式T(i,j)＝t+T_min计算由所述疏散节点i与所述相邻节点j构成的有效路段的第一行驶时间，其中，t为从所述疏散节点i到所述相邻节点j的行驶时间；

路段边权计算子单元，用于根据路段边权的计算公式计算所述疏散节点i与所述相邻节点j构成的有效路段的路段边权，其中，为所述疏导节点i与所述疏导节点i的所有相邻节点构成的有效路段的平均第一行驶时间，σ为按经验取值的无量纲参数。

优选的，所述有效路段参数计算单元具体包括：

疏导起点判断子单元，用于判断所述疏散节点i是否为所述疏导起点；

第一分配率计算子单元，用于如果所述疏散节点i为所述疏导起点，则根据分配率计算公式计算所述疏散节点i与所述相邻节点j之间构成的有效路段的分配率P(i,j)，其中，为所述疏散节点i与所述疏散节点i的所有相邻节点构成的各有效路段的路段边权之和，m为所述疏散节点i的所有相邻节点的个数，E_n(i)为进入所述疏导节点i的上游邻接的所有有效路段的分配率之和；

第二分配率计算子单元，用于如果所述疏散节点i不是所述疏导起点，则根据分配率计算公式计算所述疏散节点i到其相邻节点j之间构成的有效路段的分配率P(i,j)，其中，为所述疏散节点i与所述疏散节点i的所有相邻节点构成的各有效路段的路段边权之和，m为所述疏散节点i的所有相邻节点的个数；

分配量计算子单元，用于根据公式q_ij＝Q·P(i,j)计算所述疏散节点i与所述相邻节点j构成的有效路段的分配量，其中，Q为一份待疏导车辆P_k的数量。

优选的，所述行驶时间更新单元具体包括：

路段交通总量获取子单元，用于获取各路段的交通总量；

行驶时间计算子单元，用于根据公式计算各有效路段的行驶时间t_d，t₀为以设定速度在无车辆的所述路段行驶所用的时间，q^c为路段的设定的实际通行能力，q为路段的交通总量，路段为疏散节点与所述疏散节点的相邻节点所构成的有效路段。

有益效果：本发明相比现有技术，具有以下有益效果：

本发明采用动态多路径交通分配方法，能够在一定程度上，根据各路段的交通情况，如路段的通行能力、已有车辆的交通量、考虑路权与交通负荷间的关系等等，对各路段进行车辆分配，克服了单路径分配中流量全部集中于最短路上这一不合理的现象，使各条可能的出行路线均按一定的规则分配到交通量，该规律综合考虑路段的交通量、通行能力等因素的影响，避免了由于疏导不合理所带来的二次拥堵，更加符合实际疏导过程中的交通流运行现象以及驾驶员驾驶倾向，最大程度地利用周边路网对大型活动所产生的出行量进行疏导。

附图说明

图1为本发明实施例大型活动交通疏导方法流程示意图；

图2为本发明实施例大型活动交通疏导系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种大型活动交通疏导方法及系统，能够在大型活动车辆的疏散过程中，将车辆合理地分配到各路段上，避免由于分配不合理所带来的交通堵塞。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

为了能够生成快速有效的机动车交通疏导路线方案，本发明以耗时最短为目标，疏导大型活动所吸引的出行量，生成的疏导预案能够使得其周边路网资源能够在短时间内最大程度地得到利用。由于大型活动举办地点多位于城市郊区地带且一般情况下均对社会车辆限行，因此可对背景交通流忽略不计；大型活动一般设有多个机动车停车出入口，如东西南北四个疏散口，故大型活动交通疏导过程为“多源多汇”的交通分配问题。

图1为本发明实施例大型活动交通疏导方法流程示意图，如图1所示，包括以下步骤：

步骤101：获取疏导起点的位置信息与疏导终点的位置信息，所述疏导起点为大型活动车辆疏导行为开始的位置点，所述疏导终点为所述大型活动车辆疏导行为终止的位置点。即确定出车辆的疏导范围，在此范围之外就不再对其进行疏导。

步骤102：获取大型活动待疏导车辆总量Q。

步骤103：将所述待疏导车辆总量Q均分为n份，每份记为P_k，k＝1，...，n，其中，n为整数，假设将待疏导车辆总量均分为10份，即分为10次进行多路径交通分配，分多次分配的原因在于：每次分配之后可根据有关公式更新路段行驶时间进行下一次分配，考虑了路权与交通负荷之间的关系，符合交通流运行实际状况。

步骤104：计算从所述疏导起点到所述疏导终点间各相邻节点构成的路段的行驶时间，各路段初始的行驶时间(即在开始进行车辆分配前)为以设定速度在无车辆的所述路段行驶所用的时间。

步骤105：将i设定为所述疏导起点的序号，开始对第一份待疏导车辆P₁进行疏散。

步骤106：确定有效路段，确定疏散节点i与其相邻节点构成的所有路段中的有效路段，有效路段的确定采用以下方法，由于各相邻节点间的路段的行驶时间已经确定，一节点到疏散终点可能具有多条路径，每条路径可能由多个路段构成，每条路径的行驶时间由构成其的多个路段的行驶时间相加得到，行驶时间相加结果最小的一条路径记为最短路径，该最短路径的行驶时间记为最短行驶时间，当疏散节点i到疏散终点的最短行驶时间大于疏散节点的相邻节点j到疏散终点的最短行驶时间时，则认为疏散节点与其相邻节点j之间的路段为有效路段。

步骤107：计算疏散节点i与所述疏散节点i相邻节点构成的有效路段的路段边权，所述路段边权为在所述路段上车辆的分配权值，路段边权的计算过程如下：

获取所述相邻节点j到所述疏导终点的最短行驶时间T_min；

获取从所述疏散节点i到所述相邻节点j的行驶时间t；

根据计算公式T(i,j)＝t+T_min计算由所述疏散节点i与所述相邻节点j构成的有效路段的第一行驶时间；

根据路段边权的计算公式计算所述疏散节点i与所述相邻节点j构成的有效路段的路段边权，其中，为所述疏导节点i与所述疏导节点i的所有相邻节点构成的有效路段的平均第一行驶时间，σ为按经验取值的无量纲参数。

步骤108：根据所述路段边权计算所述疏散节点i与所述疏散节点i的相邻节点之间的有效路段的分配率和分配量，具体有效路段的分配率和分配量的计算过程如下：

判断所述疏散节点i是否为所述疏导起点；

如果所述疏散节点i为所述疏导起点，则根据分配率计算公式计算所述疏散节点i与所述相邻节点j之间构成的有效路段的分配率P(i,j)，其中，为所述疏散节点i与所述疏散节点i的所有相邻节点构成的各有效路段的路段边权之和，m为所述疏散节点i的所有相邻节点的个数，E_n(i)为进入所述疏导节点i的上游邻接的所有有效路段的分配率之和；

如果所述疏散节点i不是所述疏导起点，则根据分配率计算公式计算所述疏散节点i到其相邻节点j之间构成的有效路段的分配率P(i,j)，其中，为所述疏散节点i与所述疏散节点i的所有相邻节点构成的各有效路段的路段边权之和，m为所述疏散节点i的所有相邻节点的个数；

根据公式q_ij＝Q·P(i,j)计算所述疏散节点i与所述相邻节点j构成的有效路段的分配量，其中，Q为一份待疏导车辆P_k的数量；

步骤109：判断所述疏散节点i的所述相邻节点是否为所述疏导终点，如果不是，则以所述相邻节点代替疏散节点i，跳转到步骤106，对新的疏散节点处的车辆进行疏散计算，如果是，则选择疏散起点与疏散终点之中的一个具有未经过疏散计算的节点作为疏散节点i，跳转到步骤106，直到疏散起点与所述终点之间的所有节点均得到疏散处理的计算为止；

步骤110：计算每条路段上的分配量的总和，所述路段为相邻节点构成的路段。比如疏散节点i与其相邻节点j构成的路段ij，向节点i分配车辆的相邻节点有节点a、b、c，节点a向路段ij分配的车辆为A(即分配量为A)，节点b向节点i分配的车辆为B(即分配量为B)，节点c向节点i分配的车辆为C(即分配量为C)，此步骤的目的是求取路段ij上被分配车辆的总和，即A+B+C，同理，求取所有路段上的被分配车辆的总和，作为后期各路段行驶时间计算过程中的一个重要参考数据。

步骤111：根据所述每条路段的交通总量更新从所述疏导起点到所述疏导终点间各路段的行驶时间，由于路段的行驶时间发生了变化，那么由行驶时间决定的有效路段也会发生变化，而车辆在分配时只分配往有效路段，另一方面，有效路段的边权的计算也有赖于行驶时间，即行驶时间的大小也影响着路段的边权，进而，影响着下一份待疏导车辆在路段上的分配量的大小。因此，行驶时间的更新直接影响着车辆的分配，此种分配方法带来的效果是路段上的交通量影响着下一份待疏导车辆在该路段上分配的车辆的大小以及是否在该路段上分配车辆，避免了某条路段分配的车辆过多而造成交通阻塞的情况发生，使车辆的分配更加合理。

步骤112：根据更新后的各路段的行驶时间，重新确定与疏散节点相连接的有效路段并计算各有效路段的路段边权，对下一份待疏导车辆进行疏散。路段边权的计算过程如下：

获取各路段的交通总量；

根据公式计算各有效路段的行驶时间t_d，t₀为以设定速度在无车辆的所述路段行驶所用的时间，q^c为路段的设定的实际通行能力，q为路段的交通总量，路段为疏散节点与所述疏散节点的相邻节点所构成的有效路段。此处行驶时间的计算考虑了路段实际的通行能力和路段的交通总量，即考虑了路段实际的通行能力和路段的交通总量对行驶时间的影响，由于行驶时间是决定路段交通量分配的重要参数，本发明提供的方法将路段上的每一次分配后的交通总量和通行能力情况作为下一次交通量的分配依据，从而能够使车辆的分配更加合理化，避免路段阻塞的情况发生。

每完成对一份待疏导车辆的疏散，就对各相邻节点间路段的交通总量进行一次计算，根据所述各相邻节点间路段的交通总量更新从所述疏导起点到所述疏导终点各有效路段的行驶时间和各有效路段的路段边权，然后，对下一份待疏导车辆的疏导，直到将设定份数的待疏导车辆疏散完毕。

本发明提供的大型活动交通疏导方法，综合考虑了路段行驶时间与交通负荷的关系，以疏散耗时最短为目标，疏导大型活动所吸引的出行量，生成的疏导预案能够使得其周边路网资源能够在短时间内最大程度地得到利用，而且能够有效的避免路段上车辆的拥堵。

为实现上述目的，本发明还提供了一种大型活动交通疏导系统，图2为本发明实施例大型活动交通疏导系统结构示意图，如图2所示，所述系统包括：

一种大型活动交通疏导系统，所述系统包括：疏导起讫点获取单元201，用于获取疏导起点的位置信息与疏导终点的位置信息，所述疏导起点为大型活动车辆疏导行为开始的位置点，所述疏导终点为所述大型活动车辆疏导行为终止的位置点；待疏导车辆总量获取单元202，用于获取大型活动待疏导车辆总量；车辆总量均分单元203，用于将所述待疏导车辆总量均分为n份，每份记为P_k，k＝1，...，n，其中，n为整数；行驶时间计算单元204，用于计算从所述疏导起点到所述疏导终点间各相邻节点构成的路段的行驶时间，在开始进行车辆分配前的行驶时间为以设定速度在无车辆的所述路段行驶所用的时间；车辆疏导开始单元205，用于将i设定为所述疏导起点的序号，开始对第一份待疏导车辆P₁进行疏散；有效路段确定单元206，用于确定有效路段，所述有效路段为所述疏散节点i到所述疏导终点的最短行驶时间大于所述疏散节点i的相邻节点到所述疏导终点的最短行驶时间时，所述疏散节点i与所述疏散节点i的相邻节点之间的路段；路段边权计算单元207，用于计算疏散节点i与所述疏散节点i相邻节点构成的有效路段的路段边权，所述路段边权为在所述路段上车辆的分配权值；有效路段参数计算单元208，用于根据所述路段边权计算所述疏散节点i与所述疏散节点i的相邻节点之间的有效路段的分配率和分配量；判断单元209，用于判断所述疏散节点i的所述相邻节点是否为所述疏导终点，如果不是，则以所述相邻节点代替疏散节点i，重复对疏散节点i的处理方式对所述相邻接点处的车辆进行分配，直至到疏散节点i的所述相邻节点为所述疏导终点；路段交通总量计算单元210，用于计算每条路段上的分配量的总和，得到每条路段的交通总量，所述路段为由相邻节点构成的路段；行驶时间更新单元211，用于根据所述每条路段的交通总量更新从所述疏导起点到所述疏导终点间各路段的行驶时间；路段边权更新单元212，用于根据更新后的所述路段的所述行驶时间，重新确定与疏散节点相连接的有效路段并计算各有效路段的路段边权，对下一份待疏导车辆进行疏散。

其中，路段边权计算单元207包括：最短行驶时间获取子单元，用于获取所述相邻节点j到所述疏导终点的最短行驶时间T_min；有效路段行驶时间获取子单元，用于获取从所述疏散节点i到所述相邻节点j的行驶时间t；第一行驶时间计算子单元，用于根据计算公式T(i,j)＝t+T_min计算由所述疏散节点i与所述相邻节点j构成的有效路段的第一行驶时间，其中，t为从所述疏散节点i到所述相邻节点j的行驶时间；路段边权计算子单元，用于根据路段边权的计算公式计算所述疏散节点i与所述相邻节点j构成的有效路段的路段边权，其中，为所述疏导节点i与所述疏导节点i的所有相邻节点构成的有效路段的平均第一行驶时间，σ为按经验取值的无量纲参数。

有效路段参数计算单元208具体包括：疏导起点判断子单元，用于判断所述疏散节点i是否为所述疏导起点；第一分配率计算子单元，用于如果所述疏散节点i为所述疏导起点，则根据分配率计算公式计算所述疏散节点i与所述相邻节点j之间构成的有效路段的分配率P(i,j)，其中，为所述疏散节点i与所述疏散节点i的所有相邻节点构成的各有效路段的路段边权之和，m为所述疏散节点i的所有相邻节点的个数，E_n(i)为进入所述疏导节点i的上游邻接的所有有效路段的分配率之和；第二分配率计算子单元，用于如果所述疏散节点i不是所述疏导起点，则根据分配率计算公式计算所述疏散节点i到其相邻节点j之间构成的有效路段的分配率，其中，为所述疏散节点i与所述疏散节点i的所有相邻节点构成的各有效路段的路段边权之和，m为所述疏散节点i的所有相邻节点的个数；分配量计算子单元，用于根据公式q_ij＝Q·P(i,j)计算所述疏散节点i与所述相邻节点j构成的有效路段的分配量，其中，Q为一份待疏导车辆P_k的数量。

行驶时间更新单元211具体包括：路段交通总量获取子单元，用于获取各路段的交通总量；行驶时间计算子单元，用于根据公式计算各有效路段的行驶时间t_d，t₀为以设定速度在无车辆的所述路段行驶所用的时间，q^c为路段的设定的实际通行能力，q为路段的交通总量，路段为疏散节点与所述疏散节点的相邻节点所构成的有效路段。

本发明提供的大型活动交通疏导系统，采用动态多路径交通分配方法，能够在一定程度上，根据各路段的交通情况，如路段的通行能力、已有车辆的交通量、考虑路权与交通负荷间的关系等等，对各路段进行车辆分配，克服了单路径分配中流量全部集中于最短路上这一不合理的现象，使各条可能的出行路线均按一定的规则分配到交通量，该规律综合考虑路段的交通量、通行能力等因素的影响，避免了由于疏导不合理所带来的二次拥堵，更加符合实际疏导过程中的交通流运行现象以及驾驶员驾驶倾向，最大程度地利用周边路网对大型活动所产生的出行量进行疏导。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。