CN108492558B - 一种高速公路预约出行方法、存储介质及终端 - Google Patents

一种高速公路预约出行方法、存储介质及终端 Download PDF

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CN108492558B CN201810259346.1A CN201810259346A CN108492558B CN 108492558 B CN108492558 B CN 108492558B CN 201810259346 A CN201810259346 A CN 201810259346A CN 108492558 B CN108492558 B CN 108492558B
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Abstract

本发明公开了一种高速公路预约出行方法、存储介质及终端，其中，方法包括步骤：根据用户输入的出发地以及目的地，在高速公路路网基础数据上利用最短路径算法得到路径最短的前K条路径，根据用户输入的出行时间段对所述K条路径分别进行可行性评价，当在用户输入的出行时间段内存在不满足预约条件的路径时，则遍历找出该路径满足预约条件的最近出行时间段，最终得到与所述K条路径相对应的可出行时间段。本发明从源头上尽可能的疏导车流、诱导出行，最大可能的减少甚至避免因出行需求过于集中造成的高速公路拥堵情况的发生，提高高速公路服务水平及出行方的出行效益。

Description

一种高速公路预约出行方法、存储介质及终端
技术领域
本发明涉及高速公路交通管理领域，尤其涉及一种高速公路预约出行方法、存储介质及终端。
背景技术
通过调查发现，截止至2016年，中国高速公路总里程已经突破13万公里，总里程位居世界第一位。然而，每逢节假日高速公路免费期间，各种堵车状况屡见不鲜。高德地图发布的《2017年上半年中国高速公路出行大数据报告》显示，节假日高速公路免费期间拥堵里程较平时显著增加，其中，春节期间拥堵里程增加50.6％、清明节增加29.6％、五一增加5.3％、端午节增加5.1％。
虽然高速公路路网建设规模不断扩大，但仍难以满足快速增长的机动化的交通需求，尤其在节假日免费通行期间，由于出行需求非常集中，全国高速公路普遍拥堵的状况已经成为了一个亟待解决的交通难题。如何实现缓解或避免节假日高速公路免费通行期间高速拥堵情况的发生对提高高速公路服务水平及出行方的出行效益具有重要意义。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高速公路预约出行方法、存储介质及终端，旨在解决高速公路在节假日免费通行期间，由于出行需求非常集中，全国高速公路普遍拥堵导致出行困难的问题。
本发明的技术方案如下：
一种高速公路预约出行方法，其中，包括步骤：
根据用户输入的出发地以及目的地，在高速公路路网基础数据上利用最短路径算法得到路径最短的前K条路径；
根据用户输入的出行时间段对所述K条路径分别进行可行性评价；
当在用户输入的出行时间段内存在不满足预约条件的路径时，则遍历找出该路径满足预约条件的最近出行时间段，最终得到与所述K条路径相对应的可出行时间段。
所述的高速公路预约出行方法，其中，所述K条路径表示为：
Figure BDA0001609847440000021
，其中，VO为出发地，VD为目的地，nl表示第l条路径除出发地VO与目的地VD以外的节点个数；
Figure BDA0001609847440000025
表示第l条路径的第j个节点在高速公路网络G中的编号。
所述的高速公路预约出行方法，其中，所述步骤根据用户输入的出行时间段对所述K条路径分别进行可行性评价，具体包括：
通过路径预约可行性评价函数
Figure BDA0001609847440000022
判断所述K条路径在用户输入的出行时间段内是否可行，其中，
Figure BDA0001609847440000023
表示高速公路网络G中的一条路径，p为路径的节点数量，(vi，vj)表示高速公路网络G中的一条路段；
当当评价函数F为1时表示该路径在该时段内满足预约条件，当评价函数F为0时表示该路径在该时段内不满足预约条件。
所述的高速公路预约出行方法，其中，所述路段(vi，vj)在时段t内是否满足预约条件的可行性评价函数为：f(vi，vj，t)＝I(C(vi，vj)-Q(vi，vj，t))，当f为1时表示该路段在该时段内满足预约条件，当f为0时表示该路段在该时段内不满足预约条件，其中，
Figure BDA0001609847440000024
C(vi，vj)表示路段(vi，vj)的最大通行能力，Q(vi，vj，t)表示路段(vi，vj)在时段t内的当前预约量。
所述的高速公路预约出行方法，其中，所述步骤当在用户输入的出行时间段内存在不满足预约条件的路径时，则遍历找出该路径满足预约条件的最近出行时间段，最终得到与所述K条路径相对应的可出行时间段，之后还包括：
当用户对最终得到的K条路径以及对应的可出行时间段进行选择时，则根据用户选择的路径和出行时间段对路网中相应路段的预约出行量进行更新。
所述的高速公路预约出行方法，其中，所述预约出行量更新公式具体如下：
Figure BDA0001609847440000031
Figure BDA0001609847440000032
Figure BDA0001609847440000033
其中，
Figure BDA0001609847440000034
表示用户选择的路径，l∈(1，2，3，…，K)，t′表示用户选择的时间段。
一种存储介质，其中，存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：
根据用户输入的出发地以及目的地，在高速公路路网基础数据上利用最短路径算法得到路径最短的前K条路径；
根据用户输入的出行时间段对所述K条路径分别进行可行性评价；
当在用户输入的出行时间段内存在不满足预约条件的路径时，则遍历找出该路径满足预约条件的最近出行时间段，最终得到与所述K条路径相对应的可出行时间段。
所述的存储介质，其中，存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并具体执行：
通过路径预约可行性评价函数
Figure BDA0001609847440000041
判断所述K条路径在用户输入的出行时间段内是否可行，其中，
Figure BDA0001609847440000042
表示高速公路网络G中的一条路径，p为路径的节点数量，(vi，vj)表示高速公路网络G中的一条路段；
当当评价函数F为1时表示该路径在该时段内满足预约条件，当评价函数F为0时表示该路径在该时段内不满足预约条件。
所述的存储介质，其中，存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并还执行：
当用户对最终得到的K条路径以及对应的可出行时间段进行选择时，则根据用户选择的路径和出行时间段对路网中相应路段的预约出行量进行更新。
一种高速公路预约出行终端，其中，包括处理器，适于实现各指令；以及存储终端，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述高速公路预约出行方法的步骤。
有益效果：本发明提供的高速公路预约出行方法以交通需求控制为出发点，以交通需求时空均匀分布为目标，结合高速路网基础数据，对节假日高速公路出行需求进行合理管理，实现高速公路出行方的预约出行，从源头上尽可能的疏导车流、诱导出行，最大可能的减少甚至避免因出行需求过于集中造成的高速公路拥堵情况的发生，提高高速公路服务水平及出行方的出行效益。
附图说明
图1为本发明一种高速公路预约出行方法较佳实施例的流程图。
图2为本发明一种高速公路预约出行终端较佳实施例的结构框图。
具体实施方式
本发明提供一种高速公路预约出行方法、存储介质及终端，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为本发明一种高速公路预约出行方法较佳实施例的流程图，如图1所示，其中，包括步骤：
S10、根据用户输入的出发地以及目的地，在高速公路路网基础数据上利用最短路径算法得到路径最短的前K条路径；
S20、根据用户输入的出行时间段对所述K条路径分别进行可行性评价；
S30、当在用户输入的出行时间段内存在不满足预约条件的路径时，则遍历找出该路径满足预约条件的最近出行时间段，最终得到与所述K条路径相对应的可出行时间段。
具体来说，随着移动互联网的发展与成熟，使得及时、准确的获取个体出行需求并及时反馈成为可能。另外，地理信息技术的发展，也为掌握准确高速路网基本信息，并为在这基础上进行出行路径搜索与路网状态评估，提供了技术保障。结合高速公路路网基础数据可以计算、分析确定某一高速公路路段在某一时段内可正常通行的交通量上限。
本发明以交通需求控制为出发点，以交通需求时空均匀分布为目标，结合高速路网基础数据，对节假日高速公路出行需求进行合理管理，实现高速公路出行方的预约出行，从源头上尽可能的疏导车流、诱导出行，最大可能的减少甚至避免因出行需求过于集中造成的高速公路拥堵情况的发生，提高高速公路服务水平及出行方的出行效益。
具体地，在智能终端设备上安装运行高速公路预约出行的应用程序，用户初次使用所述应用程序时需要通过录入用户基本信息来注册账号，并设置密码，所述用户基本信息包括驾驶证号、车牌号、邮箱以及手机号等信息。
进一步地，所述应用程序可实现用户出行预约功能，在所述步骤S10中，当所述应用程序打开并检测到用户输入出发地和目的地时，则在高速公路路网基础数据上利用最短路径算法得到路径最短的前K条路径；所述路径最短的前K条路径是指所有能够实现从出发地到目的地的路径中，路径距离按从短到长依次排名的前K条路径。
优选地，根据用户输入的出发地与目的地，在高速公路路网基础数据上通过最短路径搜索算法搜索得到从出发地到目的地的前K条最短路径，可应用的最短路径搜索算法有Dijkstra算法、A*算法、SPFA算法等，搜索到的前K条路径为
Figure BDA0001609847440000061
其中，VO为出发地，VD为目的地，nl表示第l条路径除出发地VO与目的地VD以外的节点个数；vi表示高速公路网络G中的第i个节点，i＝1，2，3，…，m；m表示高速公路网络G中边的集合；
Figure BDA0001609847440000064
表示第l条路径的第j个节点在高速公路网络G中的编号。
进一步地，所述步骤S20、根据用户输入的出行时间段对所述K条路径分别进行可行性评价，具体来说，评价在用户出行时段内，某路径是否满足预约条件具体通过路径预约可行性评价函数F来实现，函数F的具体计算公式如下：
Figure BDA0001609847440000062
其中，
Figure BDA0001609847440000063
表示高速公路网络G中的一条路径，p为路径的节点数量，(vi，vj)表示高速公路网络G中的一条路段。
Figure BDA0001609847440000071
为路径预约可行性评价函数，表示路径
Figure BDA0001609847440000072
在时段t1内是否满足预约条件，当评价函数F为1时表示该路径在该时段内满足预约条件，当评价函数F为0时表示该路径在该时段内不满足预约条件。
更进一步地，f(vi，vj，t)为路段预约可行性评价函数，表示路段(vi，vj)在时段t内是否满足预约条件，当f为1时表示该路段在该时段内满足预约条件，当f为0时表示该路段在该时段内不满足预约条件，具体计算公式如下所示：f(vi，vj，t)＝I(C(vi，vj)-Q(vi，vj，t))，当f为1时表示该路段在该时段内满足预约条件，当f为0时表示该路段在该时段内不满足预约条件，其中，
Figure BDA0001609847440000073
C(vi，vj)表示路段(vi，vj)的最大通行能力，Q(vi，vj，t)表示路段(vi，vj)在时段t内的当前预约量。
ti表示车辆进入路段
Figure BDA0001609847440000074
的时间段，i＝1，2，3，…，p，具体计算公式如下所示：
Figure BDA0001609847440000075
其中，L(vi，vj)表示路段(vi，vj)的长度；V(vi，vj)表示路段(vi，vj)的期望车速。
进一步地，在所述步骤S30中，在用户输入的出行时间段内，当所有K条路径均满足预约条件时，则用户可根据需求在预约出行时间段内选择K条路径中的任意一条；当在用户输入的出行时段内存在不满足预约条件的路径时，则需遍历找出该路径满足预约条件的最近出行时间段，最终得到与所述K条路径相对应的可出行时间段，供用户选择。
在一种实施方式中，所述步骤S30之后还包括：当用户对最终得到的K条路径以及对应的可出行时间段进行选择时，则根据用户选择的路径和出行时间段对路网中相应路段的预约出行量进行更新。所述预约出行量更新公式具体如下：
Figure BDA0001609847440000081
Figure BDA0001609847440000082
Figure BDA0001609847440000083
其中，
Figure BDA0001609847440000084
表示用户选择的路径，l∈(1，2，3，…，K)，t′表示用户选择的时间段。
在一种具体的实施方式中，所述智能终端设备还具有实现当前实时高速公路路网状态查询功能，实时高速公路路网路况信息数据通过网络以Web Service的方式实时读取到本地数据服务器，由数据服务器上的数据分析整理工具将传输来的实时路况数据进行解析，根据数据结构的设计要求传输到实时路况信息表中；然后，通过数据分析与服务发布工具，对实时路况信息表中的数据进行线性分析，并发布相应的实时路况服务；最后，智能终端设备利用该服务建立GIS子系统自动生成高速公路路况地图；其中，不同路障的路段用不同颜色标识。
所述智能终端设备还具有实现出行方的所有预约记录功能，系统服务器中安装的高速公路预约出行软件与智能终端设备中安装的高速公路预约出行应用程序的通过网络相连接，并存储用户基本信息、出行预约信息，用户可通过智能终端设备向高速公路预约出行软件发送请求，高速公路预约出行软件将根据接收到的查询条件筛选出符合条件的信息，并将其反馈到本地缓存，实现出行方的预约记录查询功能。
所述智能终端设备还具有实现用户对指定违约记录进行查询及申诉的功能，出行方可通过智能终端设备查询违约记录；对质疑的违约记录向高速公路预约出行软件发送违约申诉请求，填写申诉理由，系统服务器对用户申诉的违约信息及原因进行核实，并反馈回智能终端设备；对实际违约出行，用户可根据违约记录通过高速公路预约出行软件补交违约出行费用，对为通过软件补交违约出行费用达到用户，在下次高速公路政策收费通行期间出行时，由高速公路收费站收取当次及前欠违约费用。
进一步地，所述系统服务器中安装的高速公路预约出行软件主要包括用户信息管理、预约信息管理、违约记录管理、路网基础数据管理四个功能模块；其中，用户信息管理模块主要用于更新、保存用户基本信息，实现用户信息的增加、删除、更改及查询功能；预约信息管理模块主要用于更新、保存用户出行预约信息，该模块将根据接收的用户出行预约信息或预约撤销申请更新预约信息记录；违约记录管理模块主要用于更新、保存用户出行违约记录，该模块将保存接收到的违约记录信息；接收违约记录申诉，根据核验结果对违约记录进行更新，如不存在违约，则删除违约记录；接收用户履行违约责任信息，根据用户履行违约责任的情况对违约记录状态进行更新；路网基础数据模块主要用于更新保存路网基础数据，路网基础数据包括相邻节点间路段的长度L(vi，vj)、车辆期望行驶速度V(vi，vj)、单向车道数、车道宽度、设计通行能力、路段通行情况(如道路更新改造、暂停通车等情况)，当路网基础数据发生变更时，该模块将及时更新变更后的相关信息。
所述系统服务器中安装的高速公路预约出行车辆识别软件主要包括车辆识别与违约评价模块，其中，车辆识别模块主要用于实现出行车辆信息识别功能，该模块通过车牌自动识别技术识别车辆信息，匹配车辆的出行时段，然后将车辆信息进行保存，作为违约申诉的核查依据；违约评价模块主要用于评价出行方是否按照出行预约进行出行，该模块将根据识别的车辆信息、车辆出行时段与高速公路预约出行软件服务器端软件储存的用户预约出行信息进行匹配，如在高速公路预约出行软件服务器端软件无匹配的用户出行信息，则根据车辆信息、出行时间自动生成违约记录，并上传到高速公路预约出行软件服务器端软件保存，作为事后补交通行费用的依据。
基于上述方法，本发明还提供一种存储介质，其中，存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：
根据用户输入的出发地以及目的地，在高速公路路网基础数据上利用最短路径算法得到路径最短的前K条路径；
根据用户输入的出行时间段对所述K条路径分别进行可行性评价；
当在用户输入的出行时间段内存在不满足预约条件的路径时，则遍历找出该路径满足预约条件的最近出行时间段，最终得到与所述K条路径相对应的可出行时间段。
所述的存储介质，其中，存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并具体执行：
通过路径预约可行性评价函数
Figure BDA0001609847440000101
判断所述K条路径在用户输入的出行时间段内是否可行，其中，
Figure BDA0001609847440000102
表示高速公路网络G中的一条路径，p为路径的节点数量，(vi，vj)表示高速公路网络G中的一条路段；
当当评价函数F为1时表示该路径在该时段内满足预约条件，当评价函数F为0时表示该路径在该时段内不满足预约条件。
所述的存储介质，其中，存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并还执行：
当用户对最终得到的K条路径以及对应的可出行时间段进行选择时，则根据用户选择的路径和出行时间段对路网中相应路段的预约出行量进行更新。
更进一步地，本发明还提供一种高速公路预约出行终端，其中，如图2所示，包括处理器10，适于实现各指令；以及存储终端20，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述公交动态调度方法的步骤。
具体来说，所述处理器10在一些实施例中可以是一中央处理器，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行所述存储终端20中存储的程序代码或处理数据。
所述存储终端20在一些实施例中可以是所述装置的内部存储单元，例如该装置的硬盘或内存。所述存储终端20在另一些实施例中也可以是所述装置的外部存储器，例如所述装置上配备的插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。
进一步地，所述存储终端20还可以既包括所述装置的内部存储单元也包括外部存储装置。所述存储终端20用于存储安装于所述装置的应用软件及各类数据。所述存储终端20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
综上所述，本发明提供的高速公路预约出行方法以交通需求控制为出发点，以交通需求时空均匀分布为目标，结合高速路网基础数据，对节假日高速公路出行需求进行合理管理，实现高速公路出行方的预约出行，从源头上尽可能的疏导车流、诱导出行，最大可能的减少甚至避免因出行需求过于集中造成的高速公路拥堵情况的发生，提高高速公路服务水平及出行方的出行效益。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种高速公路预约出行方法，其特征在于，包括步骤：
根据用户输入的出发地以及目的地，在高速公路路网基础数据上利用最短路径算法得到路径最短的前K条路径；
根据用户输入的出行时间段对所述K条路径分别进行可行性评价；
当在用户输入的出行时间段内存在不满足预约条件的路径时，则遍历找出该路径满足预约条件的最近出行时间段，最终得到与所述K条路径相对应的可出行时间段；
所述步骤根据用户输入的出行时间段对所述K条路径分别进行可行性评价，具体包括：
通过路径预约可行性评价函数
Figure FDA0002921187730000011
判断所述K条路径在用户输入的出行时间段内是否可行，其中，
Figure FDA0002921187730000012
表示高速公路网络G中的一条路径，p为路径的节点数量，(vi，vj)表示高速公路网络G中的一条路段；
当评价函数F为1时表示该路径在该时段内满足预约条件，当评价函数F为0时表示该路径在该时段内不满足预约条件；
所述路段(vi，vj)在时段t内是否满足预约条件的可行性评价函数为：f(vi，vj，t)＝I(C(vi，vj)-Q(vi，vj，t))，当f为1时表示该路段在该时段内满足预约条件，当f为0时表示该路段在该时段内不满足预约条件，其中，
Figure FDA0002921187730000013
C(vi，vj)表示路段(vi，vj)的最大通行能力，Q(vi，vj，t)表示路段(vi，vj)在时段t内的当前预约量；
ti表示车辆进入路段
Figure FDA0002921187730000014
的时间段，i＝1，2，3，…，p，具体计算公式如下所示：
Figure FDA0002921187730000015
其中，L(vi，vj)表示路段(vi，vj)的长度；V(vi，vj)表示路段(vi，vj)的期望车速；
所述K条路径表示为
Figure FDA0002921187730000016
其中，VO为出发地，VD为目的地，nl表示第l条路径除出发VO与目的地VD以外的节点个数；
Figure FDA0002921187730000017
表示第l条路径的第j个节点在高速公路网络G中的编号；
所述步骤当在用户输入的出行时间段内存在不满足预约条件的路径时，则遍历找出该路径满足预约条件的最近出行时间段，最终得到与所述K条路径相对应的可出行时间段，之后还包括：
当用户对最终得到的K条路径以及对应的可出行时间段进行选择时，则根据用户选择的路径和出行时间段对路网中相应路段的预约出行量进行更新；
所述预约出行量更新公式具体如下：
Figure FDA0002921187730000021
Figure FDA0002921187730000022
Figure FDA0002921187730000023
其中，
Figure FDA0002921187730000024
表示用户选择的路径，l∈(1，2，3，…，K)，t′表示用户选择的时间段。
2.一种存储介质，其特征在于，存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：
根据用户输入的出发地以及目的地，在高速公路路网基础数据上利用最短路径算法得到路径最短的前K条路径；
根据用户输入的出行时间段对所述K条路径分别进行可行性评价；当在用户输入的出行时间段内存在不满足预约条件的路径时，则遍历找
出该路径满足预约条件的最近出行时间段，最终得到与所述K条路径相对应的可出行时间段；
所述存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并具体执行：
通过路径预约可行性评价函数
Figure FDA0002921187730000025
判断所述K条路径在用户输入的出行时间段内是否可行，其中，
Figure FDA0002921187730000026
表示高速公路网络G中的一条路径，p为路径的节点数量，(vi，vj)表示高速公路网络G中的一条路段；
当评价函数F为1时表示该路径在该时段内满足预约条件，当评价函数F为0时表示该路径在该时段内不满足预约条件；
所述路段(vi，vj)在时段t内是否满足预约条件的可行性评价函数为：f(vi，vj，t)＝I(C(vi，vj)-Q(vi，vj，t))，当f为1时表示该路段在该时段内满足预约条件，当f为0时表示该路段在该时段内不满足预约条件，其中，
Figure FDA0002921187730000031
C(vi，vj)表示路段(vi，vj)的最大通行能力，Q(vi，vj，t)表示路段(vi，vj)在时段t内的当前预约量；
ti表示车辆进入路段
Figure FDA0002921187730000032
的时间段，i＝1，2，3，…，p，具体计算公式如下所示：
Figure FDA0002921187730000033
其中，L(vi，vj)表示路段(vi，vj)的长度；V(vi，vj)表示路段(vi，vj)的期望车速；
所述K条路径表示为
Figure FDA0002921187730000034
其中，VO为出发地，VD为目的地，nl表示第l条路径除出发VO与目的地VD以外的节点个数；
Figure FDA0002921187730000035
表示第l条路径的第j个节点在高速公路网络G中的编号；
所述存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并还执行：
当用户对最终得到的K条路径以及对应的可出行时间段进行选择时，则根据用户选择的路径和出行时间段对路网中相应路段的预约出行量进行更新；
所述预约出行量更新公式具体如下：
Figure FDA0002921187730000036
Figure FDA0002921187730000037
Figure FDA0002921187730000038
其中，
Figure FDA0002921187730000039
表示用户选择的路径，l∈(1，2，3，…，K)，t′表示用户选择的时间段。
3.一种高速公路预约出行终端，其特征在于，包括处理器，适于实现各指令；以及存储终端，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述权利要求1所述的高速公路预约出行方法的步骤。
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