專利名稱：考慮路網(wǎng)拓撲屬性的城市道路交通信息板布設(shè)優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交通信息板布設(shè)方法，特別是涉及一種考慮路網(wǎng)拓撲屬性的城市道路交通信息板布設(shè)優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
可變信息交通標志(VMS)是一種很重要的交通誘導(dǎo)工具，VMS可以實時地顯示道路流量變化情況，并根據(jù)實時流量情況給司機提供道路信息，為司機提供參考路徑以達到減緩擁堵的作用。研究表明，VMS在道路擁擠和司機不熟悉道路狀態(tài)的情況下效果相對明顯。目前，國內(nèi)一些大城市如北京、上海等已經(jīng)將VMS廣泛應(yīng)用于城市交通誘導(dǎo)系統(tǒng)中。 VMS的使用效益取決于路網(wǎng)中安裝了多少塊VMS以及安裝在何處。理論上講，整個道路網(wǎng)上每個路段都安裝VMS可最好地實現(xiàn)使用VMS的效益，但由于安裝VMS的費用很高，其成本是交通管理機構(gòu)難以承受的，這種方法實際上是不可行的，不利于實施。另外，根據(jù)發(fā)達國家使用VMS的經(jīng)驗在城市路網(wǎng)中過多地使用VMS可能會造成交通信息的混亂，特別是信息發(fā)布一致性的工作未能做好時，時間和空間上的前后兩塊VMS極有可能相互矛盾，使駕駛員無所適從，造成VMS的可信度下降，導(dǎo)致其使用效益也下降。因此，建立和完善一套科學(xué)的VMS選址布設(shè)方法，使得路網(wǎng)中一定數(shù)目的VMS起到最大的誘導(dǎo)效果，對整個城市交通誘導(dǎo)系統(tǒng)效率至關(guān)重要。目前，VMS布設(shè)大多依靠的是管理者的經(jīng)驗和主觀的判斷，在VMS布設(shè)的位置的合理性和選擇性上缺乏很好的理論支持。這就使得在一些不需要布設(shè)的路段上布設(shè)了 VMS，一些需要布設(shè)的路段而沒有布設(shè)VMS，在造成不必要浪費的同時降低了整個城市交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的效率。盡管有些城市在長期的VMS布設(shè)過程中總結(jié)了一些布設(shè)方法，然而，已有的這些方法只是考慮道路等級和道路流量這兩個指標，對于路網(wǎng)拓撲、誘導(dǎo)效果以及交通信息的衰減等因素沒有充分考慮。同時，已有方法也沒有充分考慮不同因素之間的相互轉(zhuǎn)化以及相互替代問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種考慮路網(wǎng)拓撲屬性的城市道路交通信息板布設(shè)優(yōu)化方法。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)此部分待權(quán)利要求確定后由代理人補充。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)考慮路網(wǎng)拓撲屬性的城市道路交通信息板布設(shè)優(yōu)化方法，該方法包括如下步驟步驟1:對路網(wǎng)特征變量及相關(guān)參數(shù)進行初始化；步驟2 :遍歷Ω中所有道路，將等級為d的道路加入到道路等級遍歷集合Zd中；步驟3 :將集合Zd中的道路按照流量Fi進行由高到低排序，令m=l ；步驟4 :確定道路流量的第m個遍歷區(qū)間，即取Zd中流量為前a d/M道路，并將這些道路放入道路流量遍歷集合Jm;步驟5 :對集合Jm中的道路，按照Qi進行由高到低的排序，同時，令n=l ；步驟6 :確定誘導(dǎo)強度的第η個遍歷區(qū)間，即取Jm中Qi值為前β d/N的道路，并將這些道路放入道路誘導(dǎo)強度遍歷集合Kn ；步驟7 :如果滿足條件m=n = I且Kn中Qi值最大的路段i的布設(shè)順序Si=O,執(zhí)行步驟10，否則，執(zhí)行步驟8;步驟8 :更新路網(wǎng)中所有道路的信息衰減指 數(shù)Ii,步驟9 :在集合Kn中選擇Ii值最小的路段i，設(shè)置其布設(shè)順序Sfk+l，轉(zhuǎn)移到步驟11;步驟10 :在集合Kn中選擇Qi值最大的路段i，設(shè)置其布設(shè)順序Si=Ii ；步驟11 :判斷k是否等于X，如果相等，則算法停止，否則，執(zhí)行步驟9 ;步驟12 :將已布設(shè)路段i從集合Kn，Jm, Zd以及Ω中刪除，步驟13 :判斷Kn是否為空，如果Kn不為空，則轉(zhuǎn)移到步驟8，否則，執(zhí)行步驟14 ；步驟14 :判斷η是否等于N,如果η古N,則令η=η+1,轉(zhuǎn)移到布驟6,否則，執(zhí)行步驟15 ；步驟15 :判斷m是否等于M,如果m古M,則令m=m+l,轉(zhuǎn)移到布驟4,否則，執(zhí)行步驟16 ；步驟16 :判斷d是否等于3，如果d=3，則令d=l，轉(zhuǎn)移到步驟2，否則，令d=d+l，轉(zhuǎn)移到步驟2。進一步，所述的對路網(wǎng)特征變量及相關(guān)參數(shù)進行初始化具體內(nèi)容包括設(shè)置路網(wǎng)中布設(shè)VMS的數(shù)量X以及路網(wǎng)中未布設(shè)VMS的路段集合Ω，設(shè)定參數(shù)ad，M，β d和N，令Si=O7VI e Ω ,令路段等級變量d=l，遍歷迭代次數(shù)k=l，其中a d為不同道路等級的流量遍歷范圍，用％表示，M為流量遍歷的級別數(shù)，或分段數(shù)，Pd為不同道路等級的誘導(dǎo)強度遍歷范圍，N為誘導(dǎo)強度遍歷的級別數(shù)，或分段數(shù)，Si為路段i布設(shè)VMS的順序，初始值為O。本發(fā)明的優(yōu)點在于( I)在本方法中，不僅考慮了道路等級、流量及道路運行狀態(tài)等因素，還考慮了路網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)以及交通信息在路網(wǎng)中的衰減特征，考慮影響交通信息板布設(shè)的因素更加全面；(2)本方法基于道路交通運行的基本數(shù)據(jù)庫，能夠自動生成交通信息板的布設(shè)方案；(3)在本方法中，不同影響因素之間具有優(yōu)先級別，同時，不同級別的指標之間可以相互轉(zhuǎn)換；(4)本方法基于圖的遍歷算法，容易實施。


圖1 :算流程示意圖；圖2 :回溯法在VMS布設(shè)中的流程示意圖；圖3 :參數(shù)取a d=3 d=0. 3 N=M=3時的布設(shè)圖示；圖4 :參數(shù)取a d=3 d=0. 6 N=M=3時的布設(shè)圖示。
具體實施例方式如圖1所示為本發(fā)明方法流程示意圖，下面對本發(fā)明考慮路網(wǎng)拓撲屬性的城市道路交通信息板布設(shè)優(yōu)化方法進行說明。首先設(shè)定如下變量
權(quán)利要求
1.考慮路網(wǎng)拓撲屬性的城市道路交通信息板布設(shè)優(yōu)化方法，其特征在于，該方法包括如下步驟 步驟1:對路網(wǎng)特征變量及相關(guān)參數(shù)進行初始化； 步驟2 :遍歷Q中所有道路，將等級為d的道路加入到道路等級遍歷集合Zd中； 步驟3 :將集合Zd中的道路按照流量Fi進行由高到低排序，令m=l ； 步驟4 :確定道路流量的第m個遍歷區(qū)間，即取Zd中流量為前a d/M道路，并將這些道路放入道路流量遍歷集合Jm ； 步驟5 :對集合Jm中的道路，按照Qi進行由高到低的排序，同時，令n=l ； 步驟6 :確定誘導(dǎo)強度的第n個遍歷區(qū)間，即取Jm中Qi值為前P d/N的道路，并將這些道路放入道路誘導(dǎo)強度遍歷集合Kn ； 步驟7 :如果滿足條件m=n = I且Kn中Qi值最大的路段i的布設(shè)順序Si=O,執(zhí)行步驟10，否則，執(zhí)行步驟8; 步驟8 :更新路網(wǎng)中所有道路的信息衰減指數(shù)Ii, 步驟9 :在集合Kn中選擇Ii值最小的路段i，設(shè)置其布設(shè)順序Sfk+l，轉(zhuǎn)移到步驟11 ； 步驟10 :在集合Kn中選擇Qi值最大的路段i，設(shè)置其布設(shè)順序Si=Ic ； 步驟11 :判斷k是否等于X，如果相等，則算法停止，否則，執(zhí)行步驟9 ； 步驟12 :將已布設(shè)路段i從集合Kn，Jffl, Zd以及Q中刪除， 步驟13 :判斷Kn是否為空，如果Kn不為空，則轉(zhuǎn)移到步驟8，否則，執(zhí)行步驟14 ； 步驟14 :判斷n是否等于N，如果n古N，則令n=n+l，轉(zhuǎn)移到布驟6，否則，執(zhí)行步驟15 ；步驟15 :判斷m是否等于M,如果m古M,則令m=m+l,轉(zhuǎn)移到布驟4,否則,執(zhí)行步驟16 ；步驟16 :判斷d是否等于3，如果d=3，則令d=l，轉(zhuǎn)移到步驟2，否則，令d=d+l，轉(zhuǎn)移至IJ步驟2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮路網(wǎng)拓撲屬性的城市道路交通信息板布設(shè)優(yōu)化方法，其特征在于，所述的對路網(wǎng)特征變量及相關(guān)參數(shù)進行初始化具體內(nèi)容包括設(shè)置路網(wǎng)中布設(shè)VMS的數(shù)量X以及路網(wǎng)中未布設(shè)VMS的路段集合Q，設(shè)定參數(shù)a d，M，P d和N，令Si=O,V/'eO ,令路段等級變量d=l,遍歷迭代次數(shù)k=l,其中a d為不同道路等級的流量遍歷范圍，用％表示，M為流量遍歷的級別數(shù)，或分段數(shù)，Pd為不同道路等級的誘導(dǎo)強度遍歷范圍，N為誘導(dǎo)強度遍歷的級別數(shù)，或分段數(shù)，Si為路段i布設(shè)VMS的順序，初始值為O。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種考慮路網(wǎng)拓撲屬性的城市道路交通信息板布設(shè)優(yōu)化方法，運用回溯的思想，針對路段的四個因素等級、流量、誘導(dǎo)強度以及信息衰減，對路段進行層層篩選。每利用其中一個因素對路段集合進行篩選完后，在其基礎(chǔ)之上，利用下一個因素繼續(xù)對路段進行篩選或者返回到上層因素，利用上層因素重新對路段進行篩選。如此反復(fù)，直到找出布設(shè)路段或者布設(shè)路段集合為止。在本發(fā)明交通信息板布設(shè)優(yōu)化方法不僅考慮了道路等級、流量及道路運行狀態(tài)等因素，還考慮了路網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)以及交通信息在路網(wǎng)中的衰減特征，考慮影響交通信息板布設(shè)的因素更加全面。
文檔編號G08G1/09GK103021165SQ20121051468
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者四兵鋒, 關(guān)偉, 高自友, 閆學(xué)東, 鄭力祥 申請人:北京交通大學(xué)