CN107528790A - 一种改变节点处理顺序缓解公交网络拥塞的方法 - Google Patents
一种改变节点处理顺序缓解公交网络拥塞的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107528790A CN107528790A CN201710629087.2A CN201710629087A CN107528790A CN 107528790 A CN107528790 A CN 107528790A CN 201710629087 A CN201710629087 A CN 201710629087A CN 107528790 A CN107528790 A CN 107528790A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mrow
- node
- msub
- congestion
- time delay
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L47/00—Traffic control in data switching networks
- H04L47/10—Flow control; Congestion control
- H04L47/12—Avoiding congestion; Recovering from congestion
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
- H04L45/14—Routing performance; Theoretical aspects
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
- H04L67/01—Protocols
- H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
本发明属于复杂网络领域，提供了一种改变节点处理顺序缓解公交网络拥塞的方法。方法针对网络节点信息的获取存在时间延迟，通过采用改变节点包先进先出的传统处理过程，解决时间延迟造成网络拥塞的问题。在改变节点的处理过程后，有明显缓解网络拥塞程度的效果，在交通网络这一背景下，改变节点的传统处理过程具有相当的适用价值。对于城市公交网络，有重要应用价值。
Description
技术领域
本发明属于复杂网络领域，涉及一种改变节点处理顺序缓解公交网络拥塞 的方法。
背景技术
随着经济的发展和城市化进程的加快，城市机动车拥有量急剧增加，交通 拥挤越来越严重，并且交通网络中的节点信息的获取存在着时间延迟，因此如 何缓解时间延迟对路由策略的影响十分重要。本方法通过改变节点的传统处理 过程来缓解时间延迟对网络拥塞的影响。
当前人们选择出行到达目的地的时候，他们一般考虑一下因素：(1)最短路 径。即从出发点到终点距离最近，这种方案简单方便，但是没有考虑途经站点 的等待人数和站点的处理能力的动态状况。在高峰时期很容易导致整个交通网 络因为拥塞瘫痪，乘客不得不耗费大量的时间处于等待状态。(2)局部路由策 略。这个策略由王丹的博士论文《复杂网络拥塞分析与路由策略研究》有提出。 他们在最短路径的基础上考虑了下一跳站点的等待人数和站点的处理能力的动 态状况，即考虑α倍的最短路径和(1-α)倍的下一跳站点的等待人数站点的 处理能力比值，能让二者之和最小的站点就是转乘的站点。该策略忽略了全局的拥塞状态(从起点到终点途经的所有站点的等待人数和站点的处理能力的动态 状况)，仅仅考虑下一跳节点的拥塞状态。同时由于现实乘客在出发点想要获得 下一站站点的人数存在一定的时间延迟，即等到用户得到下一站站点的人数的 时候，下一站站点已经发生了一些变动，这本质就是因为客观事实的不可避免 性，所有如何减少时间延迟对乘客对路径规划的不准确行显得至关重要。现有 的方法不能很好的解决以上问题。
综上所述，当前使用的方法没有充分的考虑全局拥塞信息。因此提出了用 全局拥塞感知的代价函数计算包传递的代价从而解决上述问题的不足。
发明内容
为了解决时间延迟对网络拥塞产生的不良影响，针对网络中时间延迟造成 的拥塞，本发明提供了一种改变节点处理顺序缓解公交网络拥塞的方法。通过 采用改变节点包先进先出的传统处理过程，解决时间延迟造成网络拥塞的问题。 在交通网络这一背景下，改变节点的传统处理过程具有相当的适用价值。
本发明的技术方案为，一种改变节点处理顺序缓解公交网络拥塞的方法， 包括如下步骤：
步骤一：选取公交网络，获得带有时延的情况下节点拥塞信息 为带有时延情况下节点i对邻居节点k到目的节点j最短路径上整体拥 塞程度的感知函数。
其中Qx(t-Δt(Lix)表示节点x在时间t-Δt(Lix)时在排队队列中等待投递的包总数，Δt(Lix)表示节点i感知节点x的拥塞程度的延迟，
Δt(Lix)＝β*Lix,β≥0 (2)
当t-Δt(Lix)＜0时，定义Qx(t-Δt(Lix))＝Qx(0)。其中β为控制节点拥塞信息感知的时延的可调参数。当β＝0时，带有时延影响的路由策略退化为正常全局拥塞 感知的路由策略，当β＞0时，节点间拥塞信息感知的时延与节点间最短距离呈 正相关，β越大，节点间拥塞信息感知的时延越长。bx表示节点x单位时间的处 理能力。表示节点k到目的节点j最短路径上拥塞程度的累加。
步骤二：利用公式(3)计算每个包的传递代价，并且从小到大排序。
其中，代价函数Costk(t)来衡量从节点i投递包至其邻居节点k后该包仍然需 要投递的代价。Lkj表示网络中从节点k到目的节点j的最短路径长度，θ为一个 在[0,1]范围中可调的参数。Lkj越大，说明节点k到目的节点j所需要投递的次数 越多，投递花费时间越长，因此从节点k投递包到节点j所需要的代价越大。
步骤三：按照代价函数从小到大的排序顺序进行包传输。
本发明的有益效果为：有效缓解了时间延迟对网络拥塞的影响。
方法针对网络节点信息的获取存在时间延迟，采用改变了节点包先进先出 的处理过程来缓解时间延迟对网络拥塞造成的影响。在改变节点的处理过程后， 有明显缓解网络拥塞程度的效果，对于城市公交网络，有重要应用价值。
附图说明
图1是本发明中某市公交换乘网络在带有时延影响的路由策略中节点的拥 塞分布图。
图2是不同整体拥塞程度的感知权重θ下实时感知拥塞信息的路由策略、带 有时延影响的路由策略与改变节点包先进先出处理过程的缓解时延路由策略传 输性能比较图，其中，(a)θ＝0.5时的序参数η(R)，(b)θ＝0.5时的平均传输时间 AVARAGET，(c)θ＝0.9时的序参数η(R)，(d)θ＝0.9时的平均传输时间AVARAGET，(e)θ＝1 时的序参数η(R)，(f)θ＝1时的平均传输时间AVARAGET。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施做详细说明。
步骤一：以某市公交网络为网络模型进行仿真实验。
(1)选取节点数：1994个。
(2)在不同的拥塞权重θ下，用Matlab进行仿真实验
步骤二：得到实验结果如图2所示，不同整体拥塞程度的感知权重θ下实时 感知拥塞信息的路由策略、带有时延影响的路由策略与改变节点包先进先出处 理过程的缓解时延路由策略传输性能比较，(a)θ＝0.5时的序参数η(R)，(b)θ＝0.5时 的平均传输时间AVARAGET，(c)θ＝0.9时的序参数η(R)，(d)θ＝0.9时的平均传输时间 AVARAGET，(e)θ＝1时的序参数η(R)，(f)θ＝1时的平均传输时间AVARAGET
综上所述，当改变节点包先进先出的处理过程后，在不同整体拥塞程度的 感知权重θ的值下，时延对路由策略造成的影响都有较大程度的缓解。甚至当单 位时间出行人数R值较大时，相比实时感知拥塞情况的路由策略，带有时延的缓 解策略的序参数η(R)值更小，传输效率更高。因此对于实际公交网络而言，改 变节点包先进先出的处理过程可以有效的缓解时间延迟对网络拥塞的影响。
Claims (1)
1.一种改变节点处理顺序缓解公交网络拥塞的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：选取公交网络，获得带有时延的情况下节点拥塞信息 为带有时延情况下节点i对邻居节点k到目的节点j最短路径上整体拥塞程度的感知函数；
<mrow>
<msub>
<mover>
<mi>f</mi>
<mo>~</mo>
</mover>
<mrow>
<mi>k</mi>
<mi>j</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>x</mi>
<mo>=</mo>
<mi>k</mi>
</mrow>
<mi>j</mi>
</munderover>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>Q</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>t</mi>
<mo>-</mo>
<mi>&Delta;</mi>
<mi>t</mi>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>L</mi>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msub>
<mi>b</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中Qx(t-Δt(Lix)表示节点x在时间t-Δt(Lix)时在排队队列中等待投递的包总数，Δt(Lix)表示节点i感知节点x的拥塞程度的延迟，
Δt(Lix)＝β*Lix,β≥0 (2)
当t-Δt(Lix)＜0时，令Qx(t-Δt(Lix))＝Qx(0)；其中β为控制节点拥塞信息感知的时延的可调参数；当β＝0时，带有时延影响的路由策略退化为正常全局拥塞感知的路由策略；当β＞0时，节点间拥塞信息感知的时延与节点间最短距离呈正相关，β越大，节点间拥塞信息感知的时延越长；bx表示节点x单位时间的处理能力；表示节点k到目的节点j最短路径上拥塞程度的累加；
步骤二：利用公式(3)计算每个包的传递代价，并且从小到大排序；
<mrow>
<msub>
<mi>Cost</mi>
<mi>k</mi>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>-</mo>
<mi>&theta;</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>*</mo>
<msub>
<mi>L</mi>
<mrow>
<mi>k</mi>
<mi>j</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>+</mo>
<mi>&theta;</mi>
<mo>*</mo>
<msub>
<mover>
<mi>f</mi>
<mo>~</mo>
</mover>
<mrow>
<mi>k</mi>
<mi>j</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>3</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，代价函数Costk(t)来衡量从节点i投递包至其邻居节点k后该包仍然需要投递的代价；Lkj表示网络中从节点k到目的节点j的最短路径长度，θ为一个在[0,1]范围中可调的参数；
步骤三：按照代价函数从小到大的排序顺序进行包传输。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710629087.2A CN107528790B (zh) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | 一种缓解公交网络拥塞的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710629087.2A CN107528790B (zh) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | 一种缓解公交网络拥塞的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107528790A true CN107528790A (zh) | 2017-12-29 |
| CN107528790B CN107528790B (zh) | 2020-08-04 |
Family
ID=60680307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710629087.2A Active CN107528790B (zh) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | 一种缓解公交网络拥塞的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107528790B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040073361A1 (en) * | 2002-10-15 | 2004-04-15 | Assimakis Tzamaloukas | Enhanced mobile communication device, and transportation application thereof |
| CN101710449A (zh) * | 2009-12-04 | 2010-05-19 | 吉林大学 | 基于公交车gps数据的交通流运行状态识别方法 |
| US20120084001A1 (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | Denso Corporation | Communication system and movable terminal |
| CN102427596A (zh) * | 2011-11-30 | 2012-04-25 | 清华大学 | 基于定位信息辅助的节点移动网络的路由方法及调度方法 |
| CN103020734A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-04-03 | 北京世纪高通科技有限公司 | 换乘路径计算方法及装置 |
| WO2014170434A1 (en) * | 2013-04-17 | 2014-10-23 | Tomtom International B.V. | Method and apparatus for predicting a destination using a route search algorithm |
| WO2016119704A1 (zh) * | 2015-01-27 | 2016-08-04 | 北京嘀嘀无限科技发展有限公司 | 一种为按需服务提供信息的方法及系统 |
-
2017
- 2017-07-28 CN CN201710629087.2A patent/CN107528790B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040073361A1 (en) * | 2002-10-15 | 2004-04-15 | Assimakis Tzamaloukas | Enhanced mobile communication device, and transportation application thereof |
| CN101710449A (zh) * | 2009-12-04 | 2010-05-19 | 吉林大学 | 基于公交车gps数据的交通流运行状态识别方法 |
| US20120084001A1 (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | Denso Corporation | Communication system and movable terminal |
| CN102427596A (zh) * | 2011-11-30 | 2012-04-25 | 清华大学 | 基于定位信息辅助的节点移动网络的路由方法及调度方法 |
| CN103020734A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-04-03 | 北京世纪高通科技有限公司 | 换乘路径计算方法及装置 |
| WO2014170434A1 (en) * | 2013-04-17 | 2014-10-23 | Tomtom International B.V. | Method and apparatus for predicting a destination using a route search algorithm |
| WO2016119704A1 (zh) * | 2015-01-27 | 2016-08-04 | 北京嘀嘀无限科技发展有限公司 | 一种为按需服务提供信息的方法及系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 王丹 等: "城市复杂动态交通路网模型与拥塞分析", 《沈阳大学学报（自然科学版）》 * |
| 陈雍君 等: "基于时延耦合映象格子的相继拥堵模型", 《电子与信息学报》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107528790B (zh) | 2020-08-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103745611B (zh) | 一种交通路径规划方法、装置及系统 | |
| CN104200650B (zh) | 一种城市拥堵时段的多模式公交换乘方法 | |
| CN103971530B (zh) | 一种实时路径规划方法 | |
| CN103471603B (zh) | 一种公交线路与道路网络的匹配方法和装置 | |
| CN106971262A (zh) | 基于元胞自动机的城市轨道交通拥堵状态传播的仿真方法 | |
| CN108106622A (zh) | 一种乘车路线规划方法及系统 | |
| CN103413433B (zh) | 一种基于流量信息的交通拥堵时的公交换乘方法 | |
| CN104680829B (zh) | 基于多用户协同的公交车辆到站时间预测系统及方法 | |
| CN103268701A (zh) | 城市路网负载平衡方法 | |
| CN103020435A (zh) | 轨道交通出行路径估算方法和系统 | |
| CN107101645A (zh) | 一种路径规划方法及路径规划装置 | |
| Ambühl et al. | What about space?: A simulation based assessment of AVs impact on road space in urban areas | |
| CN107063279A (zh) | 一种道路交通网络复合式诱导路线生成装置及路线生成方法 | |
| CN105188084A (zh) | 一种基于拥塞控制的无线传感器网络路由优化方法 | |
| CN104270312B (zh) | 支持流量优化和应用感知的中继路径分配系统及方法 | |
| CN107360610A (zh) | 一种基于lora无线通信技术的动态路由器方法 | |
| CN107483355A (zh) | 面向数据中心的在线场景低带宽开销流量调度方案 | |
| CN107528790A (zh) | 一种改变节点处理顺序缓解公交网络拥塞的方法 | |
| CN104575074B (zh) | 一种城市路网的负载平衡方法 | |
| CN108243065B (zh) | 基于公交-地铁双层加权换乘网络下的拥塞感知路由策略 | |
| CN107545322B (zh) | 一种基于降低拥塞权重缓解公交网络时间延迟的方法 | |
| CN106157603A (zh) | 一种衡量公交网络交通流空间分布不均衡程度的方法 | |
| CN104243353B (zh) | 网络传输的能量预留方法和系统及网络传输方法和系统 | |
| CN107679653A (zh) | 一种基于优势出行距离的od分配方法 | |
| CN104394567B (zh) | 智能电网无线传感器网络聚合节点的选择方法和系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |