一种交通网络中的定点流量引导方法与流程

本发明属于交通网络路径规划领域，具体的说是一种交通网络中的定点流量引导方法。

背景技术：

1、在交通网络中，最短路径扰动问题通常涉及到图论、网络流和优化算法等领域的知识。人们探讨如何在网络中找到目标路径，并设计方法来有效地扰动网络，从而改变最短路径为目标路径，以满足特定的需求，如减少拥堵或让流量流向大型商场、旅游景点等需要人流量的地方。

2、交通网络中导航系统基本都是基于最短路径的，因此实现定点引流面临的问题也可以看作是最短路径扰动问题的一种，即如何扰动网络使得起始地点到目的地点之间的最短路径经过需要流量引导的地点，实现更多的车流量经过需要流量引导的地点，从而完成交通流优化、网络均衡、应急调度等目的。随着交通系统的不断演变和数据的大量增加，对于更有效、准确且适应性强的定点引流方法的需求也日益增加。但由于交通网络的动态性以及复杂性，现有的技术与方法很难精确并快速针对某点进行引流。

技术实现思路

1、本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种交通网络中的定点流量引导方法，以期能对网络中的某点进行定向引流，使得网络中的流量更加均匀地分布，优化整体交通效率，或让流量流向大型商场、旅游景点等需要流量聚集的地点。

2、本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

3、本发明一种交通网络中的定点流量引导方法的特点在于，包括以下步骤：

4、步骤1：构建交通网络的拓扑结构、起止地点以及需要流量引导的地点；

5、步骤1.1：将交通网络中的所有交叉口、起止地点和需要流量引导的地点分别作为节点，以各个节点之间的道路作为边，将经过各个道路所花费的时间作为通勤时间，通过在道路中新建红绿灯而产生的红灯时间或在已有红绿灯上延长的红灯时间作为道路的扰动时间，从而建立交通网络的拓扑图g＝＜v,e,t,δ＞，其中，v是节点集合，且v＝{v1,v2,...,vi,...,vn}，vi表示第i个节点，n表示节点的总数；e是边的集合，且e＝{e1,e2,...,ej,...,ek}，ej为第j条边，k表示边的总数；t是通勤时间向量，且t＝[t1,t2,...,tj,...,tk]t，tj为经过第j条边ej的通勤时间，且tj≥0，t表示转置；δ是扰动时间向量，且δ＝[δ1,δ2,...,δj,...,δk]t，δj为第j条边ej的扰动时间，且δj≥0；

6、步骤1.2：将v中起始地点记为s，目的地点记为t，需要流量引导的地点记为引流点h；

7、步骤2：计算起始地点s到目的地点t经过引流点h的最短路径其长度记为l*；

8、步骤3：利用扰动策略使得起止地点之间经过引流点h的最短路径为起止地点之间的最短路径p，其长度记为l；

9、步骤4：求解式(2)，若得到则从边集合e去除中所有扰动后的边，得到更新后的边集合以及对应的边上的通勤时间和扰动时间，从而得到更新后的拓扑图并执行步骤5；否则，表示从起始地点s经过引流点h到达目的地点t的所有路径中，任意一条路径都无法成为起始地点s到达目的地点t的最短路径，并结束流程；

10、

11、步骤5：按照步骤2的过程计算中起始地点s到目的地点t经过引流点h的次优路径并赋值给并将次优路径的长度赋值为l*后，转步骤3.4顺序执行。

12、本发明所述的一种交通网络中的定点流量引导方法的特点也在于，所述步骤2包括：

13、令拓扑图使用迪杰斯特拉算法求得中s到h的最短路径，记为再使用迪杰斯特拉算法求得中h到t的最短路径，记为从而合并和得到中从s经过h到达t的一条最短路径，记为其长度记为l*。

14、所述步骤3包括：

15、步骤3.1：定义并初始化需要扰动的路径集合扰动后的拓扑图g′＝g，定义边扰动的指示向量集合其中，表示第j条边ej的指示向量，若为1，则表示对第j条边ej扰动，并产生扰动时间δj，若为0，则表示不对第j条边ej扰动，δj＝0，初始化

16、步骤3.2：计算g′中s到t的最短路径p，并将p的长度记为l；

17、步骤3.3：如果p为则直接输出结束流程；如果p不是则将p加入p中，并执行步骤3.4；

18、步骤3.4：求解式(1)，若得到则将赋值给t，从而更新g，得到g′，并返回步骤3.2顺序执行，否则，执行步骤4；

19、

20、式(1)中，xp＝[(xp)1,(xp)2,...,(xp)j,...,(xp)k]t表示路径p的指示向量，(xp)j表示路径p中第j条边ej的指示向量，若ej存在于路径p中，则令(xp)j＝1；否则，令(xp)j＝0；⊙表示两个向量的对应元素相乘；δ是一个非负参数；表示的指示向量，y表示边扰动的指示向量变量。

21、本发明一种电子设备，包括存储器以及处理器的特点在于，所述存储器用于存储支持处理器执行所述定点流量引导方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

22、本发明一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序的特点在于，所述计算机程序被处理器运行时执行所述定点流量引导方法的步骤。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

24、1、已有的最短路径扰动算法，研究的大多是如何扰动网络使得某条路径成为最短路径，本发明关注如何扰动网络使得引流点在起止节点的最短路径上，从而更贴切交通网络的引流需求。

25、2、本发明利用迭代的优化算法，逐步更新需要扰动的路径，一步步趋近最优扰动策略，从而精确地的完成最优扰动策略的求解，实现在最小的扰动成本下，更好地规划流量流向引流点。

技术特征：

1.一种交通网络中的定点流量引导方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种交通网络中的定点流量引导方法，其特征在于，所述步骤2包括：

3.根据权利要求1所述的一种交通网络中的定点流量引导方法，其特征在于，所述步骤3包括：

4.一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1-3中任一所述定点流量引导方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

5.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质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运行时执行权利要求1-3中任一所述定点流量引导方法的步骤。

技术总结本发明公开了一种交通网络中的定点流量引导方法，包括：1构建交通网络的拓扑结构、起止地点以及需要流量引导的地点；2计算起始地点到目的地点经过引流点的最短路径；3获取扰动策略使得起止地点之间经过引流点的最短路径为起止地点之间的最短路径；4计算起始地点到目的点经过引流点的次优路径；5获取扰动策略使得起止地点之间经过引流点的次优路径为起止地点之间的最短路径。本发明能实现交通网络中的定点流量引导，使得网络中的流量更加有偏向的流动，从而能使得流量流向网络中某个地点，增加该地点的客流量或给交通流的优化提供技术支撑。技术研发人员：马闯,左涛,钟凯,张海峰受保护的技术使用者：数据空间研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/30