一種出行熱點路網(wǎng)影響評估的交通指數(shù)區(qū)域劃分方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于出行熱點路網(wǎng)影響的交通指數(shù)區(qū)域劃分方法，基于城市道路交通擁堵指數(shù)為評估指標(biāo)工具，針對城市地理信息系統(tǒng)(GIS)路網(wǎng)中交通吸引熱點地區(qū)，如醫(yī)院、大型CBD、學(xué)校、旅游景點等對周邊道路交通影響范圍及程度量化評價的需求，提出能夠適應(yīng)交通指數(shù)開展同類熱點及多類型熱點區(qū)域動態(tài)疊加的智能區(qū)域劃分方法，屬于智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域，服務(wù)交通大數(shù)據(jù)應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]交通指數(shù)是一種能夠以連續(xù)數(shù)值表達城市道路交通狀態(tài)或交通擁堵的一類相對性指標(biāo)，根據(jù)實際應(yīng)用需求，選取特定交通參數(shù)并按照一定的函數(shù)規(guī)則進行構(gòu)建。實時監(jiān)控動態(tài)道路運行特征的交通指數(shù)具三個顯著的數(shù)學(xué)特征，第一，指數(shù)存在于固定的數(shù)值區(qū)間內(nèi)，如[0，100]，[0,10]等，數(shù)據(jù)區(qū)間的選取由指數(shù)模型與問題需求共同決定；第二，指數(shù)結(jié)果是連續(xù)的數(shù)值，理論上能夠覆蓋到數(shù)據(jù)區(qū)間內(nèi)的所有實數(shù)值；第三，指數(shù)具有單調(diào)性，即指數(shù)值單調(diào)反應(yīng)路況變好或變壞的趨勢，不存在二義性，本發(fā)明以指數(shù)越大路況越壞為例開展?；谶@三個數(shù)學(xué)特征，指數(shù)會以數(shù)值點的形式記錄目標(biāo)道路某時刻的實時交通狀態(tài)，進而可以繪制一條反映全天交通狀態(tài)變化發(fā)展趨勢的曲線，通過這條曲線不僅能夠判別目標(biāo)道路或路網(wǎng)區(qū)域在一天中擁堵高峰的時刻與程度，還能夠?qū)Σ煌缆穼ο蠡蚵肪W(wǎng)群體進行比較，評估常態(tài)性嚴重擁堵道路與暢通道路。
[0003]交通指數(shù)對城市地面道路區(qū)域路網(wǎng)交通特征的量化表達及評價是更能體現(xiàn)交通指數(shù)能力優(yōu)勢的空間維度，而區(qū)域路網(wǎng)如何進行道路分割、劃分成內(nèi)部特征趨同、彼此邊界清晰的區(qū)域板塊就是一個優(yōu)先需要解決的技術(shù)問題。在城市路網(wǎng)中，大型CBD、學(xué)校、醫(yī)院、體育場館、公園景區(qū)、大型社區(qū)等往往是交通出行的熱點，對周邊路網(wǎng)往往會造成區(qū)域性交通擁堵影響，針對單類型交通熱點或混合型熱點造成的區(qū)域路網(wǎng)擁堵進行規(guī)律分析、實時監(jiān)控及發(fā)展趨勢預(yù)測往往決策支持工作的重點內(nèi)容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是以交通熱點為對象提出一種基于GIS 二次開發(fā)的區(qū)域路網(wǎng)動態(tài)化分方法，服務(wù)交通指數(shù)監(jiān)控及決策評估。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種出行熱點路網(wǎng)影響評估的交通指數(shù)區(qū)域劃分方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0006]步驟1、確認交通出行熱點
[0007]根據(jù)應(yīng)用需求確定需要開展評估的交通出行熱點的具體類型，再依據(jù)類型從所有候選交通出行熱點中選擇相同類型的交通出行熱點組成交通出行熱點集合；
[0008]步驟2、捕捉核心控制點
[0009]在城市地理信息系統(tǒng)上確認交通出行熱點集合中每個交通出行熱點的核心控制點，該核心控制點為對應(yīng)的交通出行熱點在城市地理信息系統(tǒng)圖上的坐標(biāo)點；
[0010]步驟3、創(chuàng)建控制點骨架網(wǎng)
[0011]控制點骨架網(wǎng)的基本單元為三角形，所有核心控制點都位于三角形頂點，且所有三角形的邊線彼此不相交；
[0012]步驟4、骨架網(wǎng)初始化
[0013]以控制點骨架網(wǎng)的三角形重心、核心骨架線中點為控制點分割三角形，形成粗分區(qū)域框架，其中，核心骨架線為相鄰核心控制點彼此連接形成的直線；
[0014]步驟5、區(qū)域邊界規(guī)則修正
[0015]按照規(guī)則集對骨架網(wǎng)中的粗分區(qū)域進行邊界調(diào)整，其中，規(guī)則集內(nèi)容包括地理特征規(guī)則、和/或行政區(qū)域規(guī)則、和/或路網(wǎng)結(jié)構(gòu)規(guī)則、和/或區(qū)域核心規(guī)則、和/或區(qū)域邊界規(guī)則、和/或低等級道路稠密區(qū)規(guī)則、和/或區(qū)域拆并規(guī)則；
[0016]步驟6、區(qū)域特性規(guī)則化評估
[0017]對經(jīng)過區(qū)域邊界規(guī)則修正后的粗分區(qū)域，按照評估規(guī)則集對骨架網(wǎng)進行評估修正，其中，評估規(guī)則集包括道路等級配比均衡性、和/或同級別區(qū)域規(guī)模均衡性、和/或區(qū)域形態(tài)特征、和/或區(qū)域形態(tài)分析變量、和/或交通特征相關(guān)性、和/或交通特征一致性；
[0018]步驟7、區(qū)域定型
[0019]經(jīng)過區(qū)域特性規(guī)則化評估的區(qū)域，按照輸出的檢查結(jié)果，調(diào)整不合理區(qū)域的尺寸，由于區(qū)域核心稀疏而形成的過大區(qū)域，增設(shè)核心控制點進行二次分割，返回步驟3重新執(zhí)行；由于核心控制點過密而形成的過小區(qū)域，可通過區(qū)域核心合并進行區(qū)域組合，定型過程重復(fù)步驟5 ;
[0020]步驟8、屬性及編碼
[0021]經(jīng)過區(qū)域定型的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，為每個已劃分小區(qū)創(chuàng)建ID編號，創(chuàng)建包含所有路段在內(nèi)的屬性表，屬性字段包括道路名稱、和/或路段編號、和/或里程、和/或道路等級、和/或車道數(shù)；
[0022]步驟9、加載交通指數(shù)
[0023]在所有已配置區(qū)域上，加載交通指數(shù)算法模型，開展需求應(yīng)用。
[0024]本發(fā)明提出的面向出行熱點的交通擁堵指數(shù)區(qū)域路網(wǎng)劃分方法具有如下優(yōu)點:
[0025]1、能夠在GIS環(huán)境下實現(xiàn)對面向交通指數(shù)評估區(qū)域的智能劃分，為交通指數(shù)評估提供技術(shù)支撐；
[0026]2、能夠在以劃分區(qū)域基礎(chǔ)上，根據(jù)交通出行熱點的增加、調(diào)整、刪除進行智能調(diào)整；
[0027]3、能夠為基于其他參數(shù)的區(qū)域路網(wǎng)量化評價提供技術(shù)支持；
[0028]4、能夠支持大數(shù)據(jù)環(huán)境下對決策支持服務(wù)時效性要求。
【附圖說明】
[0029]圖1為區(qū)域劃分方法總體技術(shù)路線圖；
[0030]圖2為區(qū)域劃分詳細技術(shù)路線圖；
[0031]圖3為區(qū)域迭代評估詳細技術(shù)路線圖；
[0032]圖4為指定交通熱點核心骨架網(wǎng)；
[0033]圖5為指定交通熱點區(qū)域初始化。
【具體實施方式】
[0034]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
[0035]本發(fā)明所述基于出行熱路網(wǎng)影響的交通指數(shù)區(qū)域劃分方法，旨在解決城市交通吸引熱點對周邊路網(wǎng)擁堵影響的邊界分割及自適應(yīng)調(diào)整平衡問題，尤其是通過交通GIS實現(xiàn)對單類型區(qū)域、多類型區(qū)域及混合型區(qū)域的定制化選擇區(qū)域智能劃分問題。
[0036]本發(fā)明所述以交通吸引熱點為中心的區(qū)域劃分方法，是在確定交通吸引點為區(qū)域核心的智能GIS路網(wǎng)分割方法，雖然需要基于區(qū)域路網(wǎng)內(nèi)道路的交通流參數(shù)如流量、速度、延誤等為一致性評估指標(biāo)，但與傳統(tǒng)基于某項固定指標(biāo)或方法進行路網(wǎng)聚類來劃分區(qū)域的方法并不相同，且與基于GIS表達交通擁堵時變影響范圍的動態(tài)云圖不同，指數(shù)區(qū)域劃定后將開展歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計，區(qū)域形態(tài)只隨著交通吸引熱點即區(qū)域核心改變而改變，交通熱點固定不變的情況下，區(qū)域的最終形態(tài)固定不變。
[0037]本發(fā)明的目的是解決以城市交通出行熱點為對象，以交通指數(shù)為主要評價指標(biāo)的區(qū)域路網(wǎng)智能劃分問題。其基本假設(shè)為城市里面有多分類的交通出行熱點地區(qū)，如大型的商圈、旅游景點、醫(yī)院、學(xué)校、體育場館等等，能夠長期對周邊道路交通狀況帶來持續(xù)性的影響。通過區(qū)域劃分技術(shù)實現(xiàn)對出行熱點影響路網(wǎng)范圍的交通指數(shù)量化評估，歷史規(guī)律統(tǒng)計及擁堵發(fā)展趨勢預(yù)測等。
[0038]本發(fā)明使用概念及名詞說明:
[0039]交通出行熱點(Traffic Travel Hotspots,TTH):從長期來看，能夠持續(xù)帶來大規(guī)模、高頻次交通吸引的城市建筑、景觀或功能區(qū)，如大型商圈(L1)、學(xué)校(L2)、醫(yī)院(L3)、火車站(L4)、景點(L5)、體育場館(L6)等等；根據(jù)應(yīng)用需求不同，TTH可以建立多類、多層次評估主要影響，也可組合使用評估綜合影響。出行熱點表達為TTHai, Name)，其中Li為熱點類型號，Name為熱點名稱；
[0040]核心控制點(Centre Control Point，CCP):TTH的圖上標(biāo)記坐標(biāo)點，表達為編號為CCP(i，j) = CCP[TTHai, Name)，〈X」，Υ」>]，其中j為控制點編號，〈X」，Yj)為核心控制點坐標(biāo)值，該坐標(biāo)值符合GIS坐標(biāo)系要求；
[0041]控制點骨架網(wǎng)(ControlPoint Backbone Network, CPBN):以所有已選擇 CCP 為頂點二維平面網(wǎng)，骨架網(wǎng)的基本單元為三角形，所有CCP都位于三角形頂點，且所有三角形的邊線彼此不相交；如果針對i類型構(gòu)建CPBN，則表達為CPBNi;
[0042]核心骨架線(Backstone Line，BL):CCP彼此連接形成的直線，骨架線的表達為BL(j，k) = <CCP(i，j)，CCP(i，k)> ;
[0043]骨架線中心點(BLP):骨架線BL(j，k)的重點，坐標(biāo)值按照BL(j，k)骨架線的CCP歐式距離求得；
[0044]包絡(luò)三角形(Triangle，T):CPBN的基本單元，由CCP