道路网络交通高峰组团识别方法

摘要

本发明公开了一种道路网络交通高峰组团识别方法。本发明利用路网中一定时间间隔内的路段平均速度数据，首先计算相邻连线之间的交通运行相似度；然后挑选拥堵种子连线，以拥堵种子连线为中心，反复搜索相邻的拥堵连线，最终确定以拥堵种子连线为核心的拥堵连线集合和拥堵起止时段，亦即高峰组团。本发明可以为交通管理决策提供依据。

主权项

1.道路网络交通高峰组团识别方法，其特征在于：定义连线i、连线j及连线标记δ_ij，如果连线i和j相互连接，则δ_ij=1，否则δ_ij=0；连线i速度数据表达成一个时间序列X_i＝(x_i1,x_i2……)，具体步骤为：1）对于任意两个相连接的连线i和j，利用下式计算时间序列X_i和X_j的相似度s(X_i,X_j)：$s(X_i,X_j)=\frac{\underset{k}{\Sigma }{x}_{\mathrm{ik}}{x}_{\mathrm{jk}}}{\sqrt{\underset{k}{\Sigma }{\left(x_{\mathrm{ik}}\right)}^2}\sqrt{\underset{k}{\Sigma }{\left(x_{\mathrm{jk}}\right)}^2}}$其中x_ik为时间序列X_i中的第k个元素，x_jk为时间序列X_j中的第k个元素；2）设定速度阈值x；存在j，整个路网所有满足的连线i被挑选为拥堵种子连线；3）计算局部相似度得到局部拥堵连线集合和时段；以某一拥堵种子连线i为例，找出其中最小的速度值x_im；其中m为时间序列X_i中最小值的下标，初始化搜索连线集合Δ为空集，初始化拥堵连线集合Φ={i}；按照如下方式计算局部高峰组团：（1）确定每一个和连线i相邻的连线j；（2）如果x_j1,x_j2……都大于x，则更新搜索集合Δ=Δ∪{j}，并返回（1），寻找下一个相邻拥堵连线；如果存在某一个时刻k使得且k和m之间的时间间隔小于1小时，进入下一步，同时更新搜索集合Δ=Δ∪{j}和拥堵集合Φ=Φ∪{j}；（3）以m为中心时刻，寻找拥堵开始时刻m-a和拥堵结束时刻m+b；利用枚举法，寻找二元函数最小值对应的y和z，则a=y及b=z；二元函数f(y,z)中的表示两个时间序列X_i和X_j中的子序列(x_i,m-y,x_i,m-y+1.....x_i,m+z)和(x_j,m-y,x_j,m-y+1.....x_j,m+z)的相似度；枚举法的方法是y从1开始一直到m-1、z从1开始一直到N-m，计算f(y,z)，最小的f(y,z)对应的y和z即为解；则时段[m-a,m+b]即为连线i和连线j的共同高峰时段；为方便，零开始时刻s^ij＝m-a，结束时刻e^ij＝m+b，分别表示高峰时段的起始和结束；（4）如果连线i的相邻连线搜索完毕，则以这些相邻连线为起始，利用上步骤（2）和（3）搜索相邻连线的相邻连线；（5）如果搜索不能进行下去，则以i为核心的高峰组团覆盖的连线集合为Φ；高峰时段取为所有高峰时段的并集表示高峰时段的开始时刻，表示高峰时段的结束时刻；从而以i为核心的时空高峰组团表达为该符号表达了拥堵核心连线i、覆盖区域Φ、起始时刻和结束时刻4）如果还有没搜索的拥堵种子连线，则继续搜索，如果所有拥堵种子连线都搜索完毕，则结束；至此，路网高峰在组团都已经确定下来。