CN115080550B - 路网交通量分配方法及装置 - Google Patents

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CN115080550B CN202210613684.7A CN202210613684A CN115080550B CN 115080550 B CN115080550 B CN 115080550B CN 202210613684 A CN202210613684 A CN 202210613684A CN 115080550 B CN115080550 B CN 115080550B
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Abstract

本发明提供一种路网交通量分配方法及装置，方法包括：基于预先获取的路网拓扑数据、预先确定的路径选择规则和预先获取的收费数据，得到对应各路段的第一交通量；基于各路段的第一交通量，得到对应各路段的第一行驶时间；基于第一行驶时间和第一交通量，得到各路段的附加交通量；根据附加交通量和第一交通量，得到各路段的交通分配量，并基于交通分配量对各路段进行分配。本发明通过收费数据作为时段交通量起止点数据，获取第一交通量，并基于第一交通量对应的行驶时间，确定附加交通量，进而根据附加交通量和第一交通量得到交通分配量，以快速得到交通分配量，有效解决了高速功力交通量分配的问题，提高了交通量分配的准确度和可靠性。

Description

路网交通量分配方法及装置
技术领域
本发明涉及交通规划技术领域，尤其涉及一种路网交通量分配方法及装置。
背景技术
交通量预测是道路规划和设计过程中的一个重要环节，一般采用四阶段法，交通量分配是其至关重要的一个阶段，用于反映路网规模与交通需求之间的匹配关系。通过交通量分配，既可以预测未来公路网上各个路段交通量及分配变换情况，便于规划人员调试和选择合理的规划方案，又可以评估公路网变化对交通流量的影响，为新建和改扩建公路交通系统提供科学依据。
目前，大多采用的交通量分配方法的分配过程比较繁琐，需要占用大量的计算时间和内存，以致成本较大，难以满足当今智慧交通系统快速反应、迅速决策的时代需求，且分配精度较低。
发明内容
本发明提供一种路网交通量分配方法及装置，用以解决现有技术中交通分配方法需要占用大量计算时间和内存的问题的缺陷，提高交通量分配效率和准确度。
本发明提供一种路网交通量分配方法，包括：基于预先获取的路网拓扑数据、预先确定的路径选择规则和预先获取的收费数据，得到对应各路段的第一交通量；基于各所述路段的第一交通量，得到对应各所述路段的第一行驶时间；基于所述第一行驶时间、所述预先获取的路网拓扑数据和所述预先确定的路径选择规则，得到各路段的附加交通量；根据所述附加交通量和所述第一交通量，利用迭代加权，得到各所述路段的交通分配量。
根据本发明提供的一种路网交通量分配方法，所述基于所述第一行驶时间、所述第一交通量、所述预先获取的路网拓扑数据和所述预先确定的路径选择规则，得到各路段的附加交通量，包括：基于所述第一行驶时间、所述预先获取的路网拓扑数据和预先确定的路径选择原则，得到有效路段；基于所述有效路段，获取离开预设起点的所有有效路段的权重；基于所述第一交通量和离开预设起点的所有有效路段的权重，得到附加交通量。
根据本发明提供的一种路网交通量分配方法，所述基于所述第一行驶时间、预先获取的路网拓扑数据和预先确定的路径选择原则，得到有效路段，包括：基于预先确定的路径选择原则，从所述路网拓扑数据中，确定第一起点和第一终点；根据所述第一起点和对应所述路段的第一行驶时间，得到所述第一起点至所述路网拓扑数据除所述第一起点以外的其余节点的第一最小阻抗；根据所述第一终点和对应所述各路段的第一行驶时间，得到所述路网拓扑数据除所述第一终点以外的其余节点至所述第一终点的第二最小阻抗；基于预先确定的路径选择原则，从所述路网拓扑数据中，获取对应第二起点的起点集合，以及获取对应第二终点的终点集合；从所述起点集合中选择第二起点，以及从所述终点集合中选择第二终点，构成当前路段，所述第二起点距离所述第一起点比所述第二终点距离所述第一起点更近，所述第二起点距离所述第一终点比所述第二终点距离所述第一终点更远；针对各所述当前路段和所述第一行驶时间，分别获取对应最小阻抗；基于各所述当前路段对应的最小阻抗以及所述第一最小阻抗、所述第二最小阻抗，得到各所述当前路段的似然值；根据各所述当前路段的似然值，确定有效路段。
根据本发明提供的一种路网交通量分配方法，所述根据各所述当前路段的似然值，确定有效路段，包括：基于各所述当前路段的似然值大于0，确定对应当前路段为有效路段。
根据本发明提供的一种路网交通量分配方法，在所述得到各所述路段的交通分配量之后，还包括：基于所述第一交通量和所述交通分配量，得到差值；若所述差值符合预设收敛规则，则基于所述交通分配量进行分配；否则，基于所述交通分配量对所述第一交通量进行更新。
根据本发明提供的一种路网交通量分配方法，在所述基于预先获取的路网拓扑数据、预先确定的路径选择规则和预先获取的收费数据，得到对应各所述路段的第一交通量之前，还包括：获取收费数据；对所述收费数据进行数据清洗。
根据本发明提供的一种路网交通量分配方法，所述对所述收费数据进行数据清洗，包括：对获取的收费数据进行识别，并去除其中的无效字段；基于所述收费数据为冗余数据，根据所述冗余数据的冗余类型，确定对应处理方式进行数据清洗；基于所述收费数据为缺失数据，根据所述缺失数据的分布，确定对应处理方式进行数据清洗；基于所述收费数据为噪声数据，根据所述噪声数据的噪声类型，确定对应处理方式进行数据清洗；基于所述收费数据为电子不停车收费系统门架处理数据，根据所述收费数据对应的时间段，将所述收费数据对应匹配电子不停车收费系统数据，得到各路段对应的初始分配比例。
本发明还提供一种路网交通量分配装置，包括：第一交通量获取模块，基于预先获取的路网拓扑数据、预先确定的路径选择规则和预先获取的收费数据，得到对应各路段的第一交通量；时间获取模块，基于所述第一行驶时间、所述第一交通量、所述预先获取的路网拓扑数据和所述预先确定的路径选择规则，得到各路段的附加交通量；交通量分配模块，根据所述附加交通量和所述第一交通量，得到各路段的交通分配量，并基于所述交通分配量对各所述路段进行分配。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述路网交通量分配方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述路网交通量分配方法的步骤。
本发明提供的路网交通量分配方法及装置，通过收费数据作为时段交通量起止点数据，获取第一交通量，并基于第一交通量对应的行驶时间，确定附加交通量，进而根据附加交通量和第一交通量得到交通分配量，改进了随机分配的平衡问题，能够减少迭代次数，快速得到交通分配量，有效解决了高速功力交通量分配的问题，进而有效避免了高速公路交通量分配不准确的情况，提高了交通量分配的准确度和可靠性，便于及时调整更新高速公路的交通流量，提高出行的便利性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的路网交通量分配方法的流程示意图之一；
图2是本发明提供的路网交通量分配方法的流程示意图之二；
图3是本发明提供的路网交通量分配装置的结构示意图；
图4是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明一种路网交通量分配方法的流程示意图，该方法，包括：
S11，基于预先获取的路网拓扑数据、预先确定的路径选择规则和预先获取的收费数据，得到对应各路段的第一交通量；
S12，基于各路段的第一交通量，得到对应各路段的第一行驶时间；
S13，基于第一行驶时间、第一交通量、预先获取的路网拓扑数据和预先确定的路径选择规则，得到各路段的附加交通量；
S14，根据所述附加交通量和所述第一交通量，得到各路段的交通分配量，并基于所述交通分配量对各所述路段进行分配。
需要说明的是，本说明书中的S1N不代表路网交通量分配方法的先后顺序，下面具体结合图2描述本发明的路网交通量分配方法。
步骤S11，基于预先获取的路网拓扑数据、预先确定的路径选择规则和预先获取的收费数据，得到对应各路段的第一交通量。
在本实施例中，基于预先获取的路网拓扑数据、预先确定的路径选择规则和预先获取的收费数据，得到对应各路段的第一交通量，包括：基于预先获取的路网拓扑数据、预先确定的路径选择规则和预先获取的收费数据，得到当前第一交通量的在先交通量和在先交通量对应的附加交通量；基于当前第一交通量的在先交通量和在先交通量对应的附加交通量，得到第一交通量。第一交通量表示为：
其中，表示第一交通量，/>表示在先交通量，/>表示在先交通量对应的附加交通量。
应当注意，在初始阶段，可按照各路段的ETC交通量初始分配比例作为权重对对应路段的分配交通量，得到初始第一交通量xa 1，令n＝l；若该路段没有ETC交通量分配的初始分配比例，则使用自由流状态下的行驶时间{ta}作为权重进行随机分配，同样得到各个路段的分配交通量xa 1，令n＝l。在先交通量对应的附加交通量可参考下文，此处不作进一步阐述。
在一个可选实施例中，在基于预先获取的路网拓扑数据、预先确定的路径选择规则和预先获取的收费数据，得到对应各路段的第一交通量之前，还包括：获取收费数据；对收费数据进行数据清洗，以去除无效数据，得到收费处理数据。
需要说明的是，收费数据即车辆在联网区域内完成一个行驶过程而产生的流水数据，收费数据包括有效数据和无效数据，其中，有效数据包括入口区域编码、入口路段号、入口站编码、入口发卡时间、出口区域编码、出口路段号、出口站编号、出口收费时间、车牌号、车型、车种、公里等字段。
应当注意，高速公路路网数据以起止(Origin Destination，简称OD)节点(收费站)作为起止点，各起止点之间主线划分为路段。初始数据为不同时刻反映全路网流量流向的OD矩阵。每个OD都代表起止点(入口收费站和出口收费站)间车辆的行驶路径。根据费率可以获得里程值，也能获得平均车速。可以通过ETC门架数据获得该类车辆的准确位置。
需要说明的是，高速公路收费数据和ETC门架数据可以通过Pentaho ETL工具进行抽取、清洗、加载和转换为本地数据库。本地数据库使用PostgreSQL。
此外，无效数据包括无效字段、冗余数据、缺失数据和噪声数据中的至少一种。
具体而言，对收费数据进行数据清洗，包括：基于收费数据为冗余数据，根据冗余数据的冗余类型，确定对应处理方式进行数据清洗；基于收费数据为缺失数据，根据缺失数据的分布，确定对应处理方式进行数据清洗；基于收费数据为噪声数据，根据噪声数据的噪声类型，确定对应处理方式进行数据清洗。
具体而言，收费数据中的冗余数据一般为属性值全部冗余或部分数据冗余，因此当收费数据为冗余数据时，根据冗余数据的冗余类型，确定对应处理方式进行数据处理，包括：基于冗余数据的全部属性值冗余，采取删除整条数据的方式处理对应冗余数据；基于冗余数据的部分属性冗余，采用相关分析方法判断对应冗余数据是否可还原，并将不可还原的冗余数据，可按照上述全部属性值冗余的方式处理。
更进一步地说，为了更好的处理冗余数据，避免后续出现类似冗余情形，对其进行更好的处理，可以在采取删除整条数据的方式处理对应冗余数据时，将源表内的冗余数据删除后，将该冗余数据插入子预先设置的错误数据表中，并对其进行标记分类。
当收费数据为缺失数据时，需要分析其机制和形式，以根据数据的分布确定不同的数据处理方式。根据缺失数据的分布，确定对应处理方式进行数据处理，包括：基于缺失值小于第一预设阈值，对其进行简单处理，比如丢弃；基于缺失值大于第一预设阈值、且小于第二预设阈值的缺失数据，对其进行修复，比如纠正、调和、猜测等；基于缺失值大于第二预设阈值，确定该数据不可修改，对其进行删除，并将其存储于对应错误数据表中进行标记和分类。需要说明的是，在对缺失值小于第一预设阈值的缺失数据进行简单丢弃时，还可以将其在另外建立的表中进行标记和分类。
举例而言，当收费数据中完全缺失数据时，如出、入口收费站等数据缺失，可判定该记录不可修改，可采用如前所述的方法，对数据进行删除，并在删除后，将该数据存储至对应的错误数据表中并做标记和分类；当随机缺失数据，如缺少公里数，可采用依据起止点(出入口收费站)进行数据修复。
当收费数据为噪声数据时，基于统计学方式比如分箱、聚类和回归等找出与其他数据明显不一致的并进行废弃，噪声数据存在数值范围错误和逻辑错误，因此，需要根据噪声数据的噪声类型，确定对应处理方式进行数据清洗。比如路段号和收费站编码在范围之外和出入口为一个收费站，通常做删除处理，并在另外的表中进行标记和分类；行驶里程为零和行驶时间为零，通常通过其他字段进行推算进行更新。
在一个可选实施例中，无效数据还包括电子不停车收费系统(ETC)门架处理数据。基于收费数据为电子不停车收费系统门架处理数据，根据收费数据对应的时间段，将收费数据对应匹配电子不停车收费系统数据，得到各路段对应的初始分配比例。
具体而言，将同一时间段内OD收费数据中属于ETC数据的部分单独取出来，然后将该类数据匹配在该时间段内的ETC门架数据，可获得该时间段内不同路径上的交通量，并根据其交通量的比值获得不同路径的分配比例。需要说明的是，该分配比例在后续交通量分配初始化中，可作为交通量(ETC交通量和MTC交通量之和)初始化分配初始值。
在一个可选实施例中，在得到对应各路段的第一交通量之前，还包括：获取路网空间数据，其中路网空间数据使用Shape标准格式；基于路网空间数据，生成路网拓扑数据，其中收费站作为OD节点，互通立交桥作为路径的节点。需要说明的是，基于路网拓扑数据，可以得到路网节点，以及由任意两节点得到的起止点路径。另外，路网空间数据通过QGIS进行导入和编辑。系统编程实现使用Python 3.x，界面工具使用Python的PyQt5进行。其主要功能交通量分配包括分步骤可视化计算和全过程自动计算。
在一个可选实施例中，在得到对应各路段的第一交通量之前，还包括：确定路径选择原则，其中，路径选择原则包括随机分配原则、用户平衡分配原则和静态分配原则中的至少一种。在实际确定路径选择原则时，可基于用户的实际使用需求或设计需求确定，此处不作进一步地限定。
步骤S12，基于各路段的第一交通量，得到对应各路段的第一行驶时间。
在本实施例中，根据当前各路段的第一交通量xa n，计算各路段的行驶时间{tb}。在初始阶段时，使用xa 1对应的各路段的行驶时间{ta}。
步骤S13，基于第一行驶时间和第一交通量，得到各路段的附加交通量。
需要说明的是，根据上述得到的各路段行驶时间{tb}和第一交通量中对应路段的OD交通量进行随机分配，得到各路段的附加交通量另外，根据路段行驶时间{tb}和OD交通量进行随机分配的子算法的核心思想在于驾驶者不在出发点决定选择哪条路径，而是在过程中的每一节点做下一步选择哪条路段走向目的地，即选择是路段不是路径。在节点选择路段时，并非每个路段都考虑，仅考虑“有效路段”。有效路段是指路段(i，j)的上游端点i比下游端点j离起点r更近，而且i比j离终点s更远，则该路段为有效路段。
在本实施例中，基于第一行驶时间和第一交通量，得到各路段的附加交通量，包括：基于第一行驶时间和第一交通量，得到有效路段；基于有效路段，获取离开预设起点的所有有效路段的权重；基于收费处理数据和离开预设起点的所有有效路段的权重，得到附加交通量。
更进一步地说，首先，基于第一行驶时间和第一交通量，得到有效路段，包括：基于预先确定的路径选择原则，从路网拓扑数据中，确定第一起点和第一终点；根据第一起点和对应路段的第一行驶时间，得到第一起点至路网拓扑数据除第一起点以外的其余节点的第一最小阻抗；根据第一终点和对应路段的第一行驶时间，得到路网拓扑数据除第一终点以外的其余节点至第一终点的第二最小阻抗；基于预先确定的路径选择原则，从路网拓扑数据中，获取对应第二起点的起点集合，以及获取对应第二终点的终点集合；从起点集合中选择第二起点，以及从终点集合中选择第二终点，构成当前路段，第二起点距离第一起点比第二终点距离第一起点更近，第二起点距离第一终点比第二终点距离第一终点更远；针对各当前路段和第一行驶时间，分别获取对应最小阻抗；基于各当前路段对应的最小阻抗以及第一最小阻抗、第二最小阻抗，得到各当前路段的似然值；根据各当前路段的似然值，确定有效路段。
具体而言，基于预先确定的路径选择原则，从所述路网拓扑数据中，确定第一起点r和第一终点s，并根据第一起点r和对应路段的第一行驶时间，得到第一起点r至路网拓扑数据除第一起点以外的其余节点的第一最小阻抗r(i)。其中，第一最小阻抗由路段阻抗和节点阻抗组成，路段阻抗表示为：
其中，ta表示路段a上的阻抗，t0表示零流阻抗，即路段上为空静状态时车辆自由行驶所需要的时间，qa表示路段a上的交通量，ca表示路段a的实际通过能力，即单位时间内路段实际可通过的车辆数，α、β表示阻滞系数，在美国公路局交通流分配程序中，分别为α＝0.15、β＝4，也可由实际数据用回归分析求得。由上述路段阻抗可知，行驶时间是路段流量的单调递增函数。使用理论公式有很强的移植性，因此采用工程参数如自由流车速、设计交通量等就比使用通过标定获得的参数要好。
另外，节点阻抗是指车辆在交通网络节点处的阻抗，主要指在交叉口处的阻抗。由于高速公路一般没有交叉口，因此本实施例中忽略节点阻抗问题，仅使用城际高速公路上行驶时间BPR函数作为路网阻抗，仅计算路段阻抗。
同样的，根据第一终点s和对应路段的第一行驶时间，得到路网拓扑数据除第二起点以外的其余节点至第一终点s的第二最小阻抗s(j)，第二最小阻抗的计算方式，可参考上文所述第一最小阻抗的计算方式，此处不作重复阐述。
基于第一行驶时间和第一交通量，获取对应第二起点的起点集合，以及获取对应第二终点的终点集合；从起点集合中选择第二起点，以及从终点集合中选择第二终点，构成当前路段，第二起点距离第一起点比第二终点距离第一起点更近，第二起点距离第一终点比第二终点距离第一终点更远，从而便于针对各当前路段，分别获取对应最小阻抗，其最小阻抗计算方式同样参考上文所述第一最小阻抗的计算方式，此处不作进一步地阐述。
基于各当前路段对应的最小阻抗以及第一最小阻抗、第二最小阻抗，得到各当前路段的似然值。在本实施例中，似然值L(i,j)，表示为：
在得到似然值之后，根据各当前路段的似然值，确定有效路段，其中，似然值为0的路段为不合理路段，不考虑此路径；大于0的路段为有效路径集合；所有路段为1时，是路阻最小的路径，即最短路径。
其次，基于收费处理数据，得到对应各有效路段的权重。在本实施例中，以起点r起始，按照r(i)上升的顺序，依次考虑每个节点，得到对应各有效路段的权重。对于节点i，其权重W(i，j)，j∈Oi表示为：
需要说明的是，在终点j＝s时，停止计算权重。
最后，基于收费处理数据和各有效路段的权重，得到附加交通量。在本实施例中，以终点s起始，按照s(j)上升的顺序，依次考虑每个节点，按下述公式计算进入它的所有路段的交通量，向后计算路段的附加交通量。对于节点j，其附加交通量x(i，j)，i∈Di表示为：
需要说明的是，在起点j＝r时，停止计算附加交通量。qrs表示从起点r到终点s的OD交通量，方括号内的交通量之和是指节点j的所有下游路段上的交通量之和，其先于路段(i，j)交通量已计算。
步骤S14，根据所述附加交通量和所述第一交通量，得到各路段的交通分配量，并基于所述交通分配量对各所述路段进行分配。
在本实施例中，交通分配量表示为：
其中，表示第一交通量，/>表示在先交通量，/>表示在先交通量对应的附加交通量。
应当注意，交通分配量为当前第一交通量的在后交通量，通过上述计算进行预测得到，交通分配量可以作为预测分配量对当前第一交通量进行更新，并作为路段的在后第二交通量。
在一个可选实施例中，为了进一步提高交通分配量的分配准确度好额可靠性，在得到各路段的交通分配量之后，还包括：基于第一交通量和交通分配量，进行收敛判断；基于收敛判断结果为收敛，基于交通分配量进行分配；否则，基于所述交通分配量对所述第一交通量进行更新。基于第一交通量和交通分配量，进行收敛判断，包括：基于第一交通量和交通分配量，得到差值；基于差值符合预设收敛规则，得到收敛判断结果。具体而言，预设收敛规则表示为：
其中，ε表示预设误差限值，表示交通分配量，/>表示第一交通量，
在一个可选实施例中，在基于交通分配量进行分配之后，还包括：对分配结果进行展示，以便于用户查看、修改，实现可视化的展示和编辑，提高用户体验度。
综上所述，本发明实施例通过收费数据作为时段交通量起止点数据，获取第一交通量，并基于第一交通量对应的行驶时间，确定附加交通量，进而根据附加交通量和第一交通量得到交通分配量，改进了随机分配的平衡问题，能够减少迭代次数，快速得到交通分配量，有效解决了高速功力交通量分配的问题，进而有效避免了高速公路交通量分配不准确的情况，提高了交通量分配的准确度和可靠性，便于及时调整更新高速公路的交通流量，提高出行的便利性。
下面对本发明提供的路网交通量分配装置进行描述，下文描述的路网交通量分配装置与上文描述的路网交通量分配方法可相互对应参照。
图3示出了一种路网交通量分配装置的结构示意图，该装置包括：
第一交通量获取模块31，基于预先获取的路网拓扑数据、预先确定的路径选择规则和预先获取的收费数据，得到对应各路段的第一交通量；
时间获取模块32，基于各路段的第一交通量，得到对应各路段的第一行驶时间；
附加交通量获取模块33，基于第一行驶时间、第一交通量、预先获取的路网拓扑数据和预先确定的路径选择规则，得到各路段的附加交通量；
交通量分配模块34，根据附加交通量和第一交通量，得到各路段的交通分配量，并基于交通分配量对各路段进行分配。
在本实施例中，第一交通量获取模块31，包括：在先数据获取单元，基于预先获取的路网拓扑数据、预先确定的路径选择规则和预先获取的收费数据，得到当前第一交通量的在先交通量和在先交通量对应的附加交通量；第一交通量获取单元，基于当前第一交通量的在先交通量和在先交通量对应的附加交通量，得到第一交通量。
应当注意，在初始阶段，可按照各路段的ETC交通量初始分配比例作为权重对对应路段的分配交通量，得到初始第一交通量xa 1，令n＝l；若该路段没有ETC交通量分配的初始分配比例，则使用自由流状态下的行驶时间{ta}作为权重进行随机分配，同样得到各个路段的分配交通量xa 1，令n＝l。在先交通量对应的附加交通量可参考下文，此处不作进一步阐述。
在一个可选实施例中，该装置还包括：数据获取模块，获取收费数据；数据处理模块，对收费数据进行数据清洗，以去除无效数据，得到收费处理数据。其中，数据处理模块，包括：第一清洗单元，对获取的收费数据进行识别，并去除其中的无效字段；第二清洗单元，基于收费数据为冗余数据，根据冗余数据的冗余类型，确定对应处理方式进行数据清洗；第三清洗单元，基于收费数据为缺失数据，根据缺失数据的分布，确定对应处理方式进行数据清洗；第四清洗单元，基于收费数据为噪声数据，根据噪声数据的噪声类型，确定对应处理方式进行数据清洗。
在一个可选实施例中，该装置还包括：路网数据获取模块，获取路网空间数据，其中路网空间数据使用Shape标准格式；拓扑数据获取模块，基于路网空间数据，生成路网拓扑数据，其中收费站作为OD节点，互通立交桥作为路径的节点。需要说明的是，基于路网拓扑数据，可以得到路网节点，以及由任意两节点得到的起止点路径。
在一个可选实施例中，该装置还包括：原则选择模块，确定路径选择原则，其中，路径选择原则包括随机分配原则、用户平衡分配原则和静态分配原则中的至少一种。在实际确定路径选择原则时，可基于用户的实际使用需求或设计需求确定，此处不作进一步地限定。
时间获取模块32，包括：行驶时间获取单元，根据当前各路段的第一交通量xa n，计算各路段的行驶时间{tb}。
附加交通量获取模块33，包括：有效路段获取单元，基于第一行驶时间、预先获取的路网拓扑数据和预先确定的路径选择原则，得到有效路段；权重获取单元，基于有效路段，获取离开预设起点的所有有效路段的权重；附加交通量获取单元，基于第一交通量和离开预设起点的所有有效路段的权重，得到附加交通量。
更进一步的说，有效路段获取单元，包括：起止点确定子单元，基于预先确定的路径选择原则，从路网拓扑数据中，得到对应待行驶路段的第一起点和第一终点；第一阻抗获取子单元，根据第一起点和对应路段的第一行驶时间，得到第一起点至路网拓扑数据除第一起点以外的其余节点的第一最小阻抗；第二阻抗获取子单元，根据第一终点和对应路段的第一行驶时间，得到路网拓扑数据除第一终点以外的其余节点至第一终点的第二最小阻抗；起止点集合获取子单元，基于预先确定的路径选择原则，从路网拓扑数据中，获取对应第二起点的起点集合，以及获取对应第二终点的终点集合；路段获取子单元，从起点集合中选择第二起点，以及从终点集合中选择第二终点，构成当前路段，第二起点距离第一起点比第二终点距离第一起点更近，第二起点距离第一终点比第二终点距离第一终点更远；第三阻抗获取子单元，针对各当前路段和第一行驶时间，分别获取对应最小阻抗；似然值获取子单元，基于各当前路段对应的最小阻抗以及第一最小阻抗、第二最小阻抗，得到各当前路段的似然值；有效路段获取子单元，根据各当前路段的似然值，确定有效路段。
交通量分配模块34，包括：交通量分配单元，根据附加交通量和第一交通量，利用迭代加权，得到各路段的交通分配量。应当注意，交通分配量为当前第一交通量的在后交通量，通过上述计算进行预测得到，交通分配量可以作为预测分配量对当前第一交通量进行更新，并作为路段的在后第二交通量。
在一个可选实施例中，该装置，还包括：收敛判断模块，基于第一交通量和交通分配量，进行收敛判断；基于收敛判断结果为收敛，基于交通分配量进行分配；否则，基于所述交通分配量对所述第一交通量进行更新。更进一步地说，收敛判断模块，包括：差值获取单元，基于第一交通量和交通分配量，得到差值；收敛判断单元，基于差值符合预设收敛规则，得到收敛判断结果。
在一个可选实施例中，该装置还包括：可视化模块，对分配结果进行展示，以便于在基于交通分配量进行分配之后，供用户查看、修改，实现可视化的展示和编辑，提高用户体验度。
综上所述，本发明实施例通过第一交通量获取模块将收费数据作为时段交通量起止点数据，获取第一交通量，并基于时间获取模块获取第一交通量对应的行驶时间，利用附加交通量获取模块根据行驶时间和第一交通量确定附加交通量，进而便于交通量分配模块根据附加交通量和第一交通量得到交通分配量，改进了随机分配的平衡问题，能够减少迭代次数，快速得到交通分配量，有效解决了高速功力交通量分配的问题，进而有效避免了高速公路交通量分配不准确的情况，提高了交通量分配的准确度和可靠性，便于及时调整更新高速公路的交通流量，提高出行的便利性。
图4示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)41、通信接口(Communications Interface)42、存储器(memory)43和通信总线44，其中，处理器41，通信接口42，存储器43通过通信总线44完成相互间的通信。处理器41可以调用存储器43中的逻辑指令，以执行路网交通量分配方法，该方法包括：基于预先获取的路网拓扑数据、预先确定的路径选择规则和预先获取的收费数据，得到对应各路段的第一交通量；基于各路段的第一交通量，得到对应各路段的第一行驶时间；基于第一行驶时间、第一交通量、预先获取的路网拓扑数据和预先确定的路径选择规则得到各路段的附加交通量；根据附加交通量和第一交通量，得到各路段的交通分配量，并基于交通分配量对各路段进行分配。
此外，上述的存储器43中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的路网交通量分配方法，该方法包括：基于预先获取的路网拓扑数据、预先确定的路径选择规则和预先获取的收费数据，得到对应各路段的第一交通量；基于各路段的第一交通量，得到对应各路段的第一行驶时间；基于第一行驶时间、第一交通量、预先获取的路网拓扑数据和预先确定的路径选择规则得到各路段的附加交通量；根据附加交通量和第一交通量，得到各路段的交通分配量，并基于交通分配量对各路段进行分配。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种路网交通量分配方法，其特征在于，包括：
基于预先获取的路网拓扑数据、预先确定的路径选择规则和预先获取的收费数据，得到对应各路段的第一交通量；
基于各所述路段的第一交通量，得到对应各所述路段的第一行驶时间；
基于所述第一行驶时间、所述第一交通量、所述预先获取的路网拓扑数据和所述预先确定的路径选择规则，得到各路段的附加交通量；
根据所述附加交通量和所述第一交通量，得到各所述路段的交通分配量，并基于所述交通分配量对各所述路段进行分配；
在得到对应各路段的第一交通量之前，还包括：获取路网空间数据，其中路网空间数据使用Shape标准格式；基于路网空间数据，生成路网拓扑数据，其中收费站作为OD节点，互通立交桥作为路径的节点；
所述基于所述第一行驶时间、所述第一交通量、所述预先获取的路网拓扑数据和所述预先确定的路径选择规则，得到各路段的附加交通量，包括：
基于所述第一行驶时间、所述预先获取的路网拓扑数据和预先确定的路径选择原则，得到有效路段；
基于所述有效路段，获取离开预设起点的所有有效路段的权重；
基于所述第一交通量和离开预设起点的所有有效路段的权重，得到附加交通量；
所述附加交通量表示为：
其中，x(i，j)表示附加交通量，i∈Di，Di表示路段终点为i的路段起点的集合；W(i，j)表示对应各有效路段的权重；qrs表示从起点r到终点s的OD交通量，[∑m∈Ox(j，m)]表示节点j的所有下游路段上的交通量之和。
2.根据权利要求1所述的路网交通量分配方法，其特征在于，所述基于所述第一行驶时间、预先获取的路网拓扑数据和预先确定的路径选择原则，得到有效路段，包括：
基于预先确定的路径选择原则，从所述路网拓扑数据中，确定第一起点和第一终点；
根据所述第一起点和对应所述路段的第一行驶时间，得到所述第一起点至所述路网拓扑数据除所述第一起点以外的其余节点的第一最小阻抗；
根据所述第一终点和对应所述路段的第一行驶时间，得到所述路网拓扑数据除所述第一终点以外的其余节点至所述第一终点的第二最小阻抗；
基于预先确定的路径选择原则，从所述路网拓扑数据中，获取对应第二起点的起点集合，以及获取对应第二终点的终点集合；
从所述起点集合中选择第二起点，以及从所述终点集合中选择第二终点，构成当前路段，所述第二起点距离所述第一起点比所述第二终点距离所述第一起点更近，所述第二起点距离所述第一终点比所述第二终点距离所述第一终点更远；
针对各所述当前路段和所述第一行驶时间，分别获取对应最小阻抗；
基于各所述当前路段对应的最小阻抗以及所述第一最小阻抗、所述第二最小阻抗，得到各所述当前路段的似然值；
根据各所述当前路段的似然值，确定有效路段。
3.根据权利要求2所述的路网交通量分配方法，其特征在于，所述根据各所述当前路段的似然值，确定有效路段，包括：
基于各所述当前路段的似然值大于0，确定对应当前路段为有效路段。
4.根据权利要求1所述的路网交通量分配方法，其特征在于，在所述得到各所述路段的交通分配量之后，还包括：
基于所述第一交通量和所述交通分配量，得到差值；
若所述差值符合预设收敛规则，则基于所述交通分配量进行分配；否则，基于所述交通分配量对所述第一交通量进行更新。
5.根据权利要求1所述的路网交通量分配方法，其特征在于，在所述基于预先获取的路网拓扑数据、预先确定的路径选择规则和预先获取的收费数据，得到对应各所述路段的第一交通量之前，还包括：
获取收费数据；
对所述收费数据进行数据清洗。
6.根据权利要求5所述的路网交通量分配方法，其特征在于，所述对所述收费数据进行数据清洗，包括：
对获取的收费数据进行识别，并去除其中的无效字段；
基于所述收费数据为冗余数据，根据所述冗余数据的冗余类型，确定对应处理方式进行数据清洗；
基于所述收费数据为缺失数据，根据所述缺失数据的分布，确定对应处理方式进行数据清洗；
基于所述收费数据为噪声数据，根据所述噪声数据的噪声类型，确定对应处理方式进行数据清洗；
基于所述收费数据为电子不停车收费系统门架处理数据，根据所述收费数据对应的时间段，将所述收费数据对应匹配电子不停车收费系统数据，得到各路段对应的初始分配比例。
7.一种路网交通量分配装置，其特征在于，包括：
第一交通量获取模块，基于预先获取的路网拓扑数据、预先确定的路径选择规则和预先获取的收费数据，得到对应各路段的第一交通量；
时间获取模块，基于各所述路段的第一交通量，得到对应各所述路段的第一行驶时间；
附加交通量获取模块，基于所述第一行驶时间、所述第一交通量、所述预先获取的路网拓扑数据和所述预先确定的路径选择规则，得到各路段的附加交通量；
交通量分配模块，根据所述附加交通量和所述第一交通量，得到各路段的交通分配量，并基于所述交通分配量对各所述路段进行分配；
所述装置，还包括：
路网数据获取模块，获取路网空间数据，其中路网空间数据使用Shape标准格式；
拓扑数据获取模块，基于路网空间数据，生成路网拓扑数据，其中收费站作为OD节点，互通立交桥作为路径的节点；
所述附加交通量获取模块，包括：
有效路段获取单元，基于所述第一行驶时间、所述预先获取的路网拓扑数据和预先确定的路径选择原则，得到有效路段；
权重获取单元，基于所述有效路段，获取离开预设起点的所有有效路段的权重；
附加交通量获取单元，基于所述第一交通量和离开预设起点的所有有效路段的权重，得到附加交通量；
所述附加交通量表示为：
其中，x(i，j)表示附加交通量，i∈Di，Di表示路段终点为i的路段起点的集合；W(i，j)表示对应各有效路段的权重；qrs表示从起点r到终点s的OD交通量，[∑m∈Ox(j，m)]表示节点j的所有下游路段上的交通量之和。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述路网交通量分配方法的步骤。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述路网交通量分配方法的步骤。
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CN115547058B (zh) * 2022-12-02 2023-04-18 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 一种基于梯度下降的出行链模型参数快速标定方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3931190B2 (ja) * 2005-03-04 2007-06-13 株式会社長大 確率的均衡配分における交通量依存諸量の集計データ生成方法、および装置
CN108364127B (zh) * 2018-02-01 2021-07-27 北京市地铁运营有限公司 一种路网客流协同控制优化系统
CN108682147A (zh) * 2018-05-03 2018-10-19 广东省高速公路营运管理协会 一种高速公路交通拥堵疏导决策方法
CN109389243A (zh) * 2018-09-06 2019-02-26 华南理工大学 结合联网收费数据的高速公路交通情况调查站点布设方法
CN113053116B (zh) * 2021-03-17 2022-02-11 长安大学 一种城市道路网络交通分配方法、系统、设备及存储介质
CN113987103B (zh) * 2021-12-27 2022-02-25 广州市交通规划研究院 一种面向城市综合交通网的组合出行路径搜索方法及系统
CN114511143A (zh) * 2022-01-29 2022-05-17 北京交通大学 基于组团划分的城市轨道交通线网生成方法

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