一种城市道路区域拥堵调控策略推荐系统及方法技术方案

本申请提供一种城市道路区域拥堵调控策略推荐系统及方法，识别路口和路口之间的时空关联性，形成拥堵组团；对拥堵组团内的路口进行优先级排序，以优先级等级最高的路口为关键路口，搜索关键路口的时空关联路段的上下游路口，提供路口调控顺序推荐；将关键路口的调控目标分解到拥堵组团的各路口，提供路口调控目标推荐；根据拥堵组团特征，提供相应的调控措施推荐。本申请实现调控策略的快速、实时推送，提高配时人员制定调控策略的效率。

A Recommendation System and Method of Urban Road Area Congestion Control Strategy

【技术实现步骤摘要】
一种城市道路区域拥堵调控策略推荐系统及方法
本专利技术涉及交通控制领域，尤其涉及一种城市道路区域拥堵调控策略推荐系统及方法。
技术介绍
城市道路交通干线支撑了整个城市道路网络，而路口作为连接干线的关节，其畅通与否直接影响了道路网络的运行。若某路口通行能力不足而产生拥堵状况，造成交通流的堆积，拥堵会向周围蔓延，造成更多路口发生拥堵。此时，在地图上可观察到区域性的拥堵状况，在时间和空间维度上识别出一系列拥堵路口的集合。在时间维度上，拥堵区域中的路口处于近似的时间节点；在空间维度上，拥堵区域中各路口彼此连接，分布在较小的范围内。准确识别出城市道路拥堵区域内对交通拥堵其重要影响的路口，即“拥堵组团”，有利于提高拥堵区域信号调控的实施效果。这里“拥堵组团”指的是多个路口及路口相连路段的集合，路口和路口之间的时空关联性强，存在较强的拥堵蔓延关系。拥堵组团并不是固定不变的路口和路段集合，是根据交通拥堵情况变化的。拥堵组团是信号调控人员在信号配时调控时需要重点关注的。现有技术中对拥堵组团的识别手段有：基于商圈、住宅圈等地理位置的划分；基于聚类方法对拥堵程度较高的路口进行识别集合等。这些手段识别出的路口之间的拥堵时空关联性强度较低，特别是时间维度上的关联性。而交通拥堵是实时变化的，现有技术对识别出的路口进行信号调控时，对拥堵实时变化的适应能力弱，多只能实现单个路口的拥堵缓解，整体区域的拥堵缓解效果较差。现有的交通调控手段以信号配时人员的现场调控为主，交通调控具有较高的实时性要求。如果拥堵得不到及时的疏导，其交通特征可能会发生改变，对应的调控策略可能达不到理想的效果。城市道路区域拥堵调控策略推荐系统则可以为信号配时人员提供调控参考，提高人员调控效率。配时人员在日常的调控中积累了大量调控经验，但并没有对人工经验进行系统的记录与分析。若要对人工经验进行总结，其最直接的反馈即是信号控制系统产生的人工操作记录，该记录中的内容能够涵盖配时人员对拥堵区域中交叉口进行的所有操作，是人工经验的模型化体现。当遇到区域性的拥堵，只依靠配时人员对交叉口进行观察与判断需要花费大量的时间。若基于人工经验对拥堵区域进行诊断并推荐可行的调控策略，能为配时人员提供调控策略的参考，提高调控效率。
技术实现思路
为了实现调控策略的快速、实时推送，提高配时人员制定调控策略的效率，本专利技术提供一种城市道路区域拥堵调控策略推荐系统及方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下。一种城市道路区域拥堵调控策略推荐系统，包括：拥堵组团识别模块，根据路网的结构特征和交通流特征，识别路口和路口之间的时空关联性，当满足拥堵组团条件时，路口及路口间的路段为时空关联路段，时空关联路段及两端的路口集合形成拥堵组团，所述时空关联性指交通流特征在时间和空间上的相互影响关系；调控策略推荐模块，根据拥堵组团内路口的结构特征、交通流特征，提供相应的调控策略，调控措施包括路口调控顺序、路口调控目标、路口调控措施。进一步地，调控策略推荐模块包括：路口调控顺序推荐单元，根据所述拥堵组团内各路口的结构特征和交通流特征，对所述拥堵组团内各路口进行优先级划分，提取优先级等级最高的路口作为关键路口，搜索所述关键路口所在时空关联路段的上下游路口，获得路口调控顺序；路口调控目标推荐单元，根据路口与关键路口的交通流向关系和交通流特征，以关键路口的调控目标为总目标，分解到拥堵组团内各个路口的调控目标，关键路口为拥堵组团内优先级等级最高的路口；路口调控措施推荐单元，根据路口的结构特征、交通流特征、路口调控顺序、路口调控目标，提供相应的调控措施。进一步地，时空关联性的量化方法：在路段上游进口处划定采样区域I，路段下游出口处划定采样区域II；获取采样区域I和采样区域II的交通流特征，计算采样区域I和采样区域II的交通流特征达到拥堵条件时的时间差T。进一步地，优先级根据路口的拓扑复杂度、拥堵程度计算获得：用与路口相连的时空关联路段的数量表示所述拓扑复杂度，所述拓扑复杂度、所述拥堵程度标准化处理后加权求和值表示优先级值，根据所述优先级值大小表示优先级高低。进一步地，路口调控顺序获取方法：取优先级等级最高的路口作为关键路口，搜索关键路口所在时空关联路段的下游路口，与关键路口通过1条时空关联路段相连的为1级下游路口，与关键路口通过m条时空关联路段相连的为m级下游路口，路口级别从低到高选择，同一级下游路口以路口拥堵程度从高到低选择；搜索关键路口所在时空关联路段的上游路口，与关键路口通过1条时空关联路段相连的为-1级上游路口，与关键路口通过k条时空关联路段相连的为-k级上游路口，路口级别从高到低选择，同一级上游路口以路口拥堵程度从高到低选择。进一步地，关键路口的调控目标为，增加关键路口向时空关联路段的下游路口的交通流出、减少时空关联路段的上游路口向关键路口的交通流入；路口调控目标为，增加或减少路口向下游路口交通流。进一步地，路口调控措施包括但不限于以下的一种或组合：修改原信号配时方案中相位的绿信比、修改路口信号控制周期、修改路口和路口的相位差、开启或关闭临时相位、开启或关闭信号协调控制方案。进一步地，还包括：拥堵组团调控紧急度识别模块，道路监控区域内获得多个拥堵组团，根据拥堵组团的结构特征和交通流特征，利用已建立拥堵组团调控紧急度计算模型识别当前道路监控区域内各个拥堵组团的调控紧急度。一种城市道路区域拥堵调控策略推荐方法，包括步骤：1）拥堵组团识别，在路段上游进口处划定采样区域I，路段下游出口处划定采样区域II；获取所述采样区域I和所述采样区域II的交通流特征，计算所述采样区域I和所述采样区域II的交通流特征达到拥堵条件时的时间差T；当所述采样区域I和所述采样区域II的交通流特征、所述时间差T满足拥堵组团条件时，该路段作为时空关联路段，将时空关联路段及其两端的路口作为拥堵组团单元，获得拥堵组团单元；判断不同的拥堵组团单元之间是否拥堵时空关联，将拥堵时空关联的拥堵组团单元集合形成拥堵组团，其中拥堵时空关联是指两个拥堵组团单元共有同一路口或两个拥堵组团单元包含的路口之间的路段为时空关联路段。2）路口调控顺序识别，根据拥堵组团内各路口的拓扑复杂度和路口交通拥堵程度，对拥堵组团内各路口进行优先级划分，提取优先级等级最高的路口作为关键路口，搜索关键路口所在时空关联路段的上下游路口，获得路口调控顺序。3）路口调控目标识别，根据拥堵组团内各路口与关键路口的交通流向关系和交通流特征，以增加关键路口向时空关联路段的下游路口的交通流出、减少时空关联路段的上游路口向关键路口的交通流入为总目标，分解到拥堵组团内各路口的调控目标。4）路口调控策略推荐，根据路口的结构特征、交通流特征，提供相应的调控措施，调控措施包括但不限于以下的一种或组合：修改原配时方案中相位的绿信比、修改路口信号控制周期、修改路口和路口的相位差、开启或关闭临时相位、开启或关闭协调方案。进一步地，步骤2）所述的优先级具体计算：用与路口相连的时空关联路段的数量表示路口的拓扑复杂度，拓扑复杂度、拥堵程度标准化处理后加权求和值表示优先级值，根据优先级值大小表示优先级高低，其中，标准化处理：x*=(x-min)/(max-min)，x*为标准化值，min为参数最小值，max为参数最大值。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市道路区域拥堵调控策略推荐系统，其特征在于，包括：拥堵组团识别模块，根据路网的结构特征和交通流特征，识别路口和路口之间的时空关联性，当满足拥堵组团条件时，路口及路口间的路段为时空关联路段，时空关联路段及两端的路口集合形成拥堵组团，所述时空关联性指交通流特征在时间和空间上的相互影响关系；调控策略推荐模块，根据所述拥堵组团内路口的结构特征、交通流特征，提供相应的调控策略，所述调控措施包括路口调控顺序、路口调控目标、路口调控措施。

【技术特征摘要】
1.一种城市道路区域拥堵调控策略推荐系统，其特征在于，包括：拥堵组团识别模块，根据路网的结构特征和交通流特征，识别路口和路口之间的时空关联性，当满足拥堵组团条件时，路口及路口间的路段为时空关联路段，时空关联路段及两端的路口集合形成拥堵组团，所述时空关联性指交通流特征在时间和空间上的相互影响关系；调控策略推荐模块，根据所述拥堵组团内路口的结构特征、交通流特征，提供相应的调控策略，所述调控措施包括路口调控顺序、路口调控目标、路口调控措施。2.根据权利要求1所述的一种城市道路区域拥堵调控策略推荐系统，其特征在于，所述调控策略推荐模块包括：路口调控顺序推荐单元，根据所述拥堵组团内各路口的结构特征和交通流特征，对所述拥堵组团内各路口进行优先级划分，提取优先级等级最高的路口作为关键路口，搜索所述关键路口所在时空关联路段的上下游路口，获得路口调控顺序；路口调控目标推荐单元，根据路口与关键路口的交通流向关系和交通流特征，以所述关键路口的调控目标为总目标，分解到拥堵组团内各个路口的调控目标，所述关键路口为所述拥堵组团内优先级等级最高的路口；路口调控措施推荐单元，根据路口的结构特征、交通流特征、路口调控顺序、路口调控目标，提供相应的调控措施。3.根据权利要求1所述的一种城市道路区域拥堵调控策略推荐系统，其特征在于，所述时空关联性的量化方法：在路段上游进口处划定采样区域I，路段下游出口处划定采样区域II；获取所述采样区域I和所述采样区域II的交通流特征，计算所述采样区域I和所述采样区域II的交通流特征达到拥堵条件时的时间差T。4.根据权利要求2所述的一种城市道路区域拥堵调控策略推荐系统，其特征在于，所述优先级根据路口的拓扑复杂度、拥堵程度计算获得：用与路口相连的时空关联路段的数量表示所述拓扑复杂度，所述拓扑复杂度、所述拥堵程度标准化处理后加权求和值表示优先级值，根据所述优先级值大小表示优先级高低。5.根据权利要求2所述的一种城市道路区域拥堵调控策略推荐系统，其特征在于，所述路口调控顺序的获取方法：取所述优先级等级最高的路口作为关键路口，搜索所述关键路口所在时空关联路段的下游路口，与所述关键路口通过1条时空关联路段相连的为1级下游路口，与所述关键路口通过m条时空关联路段相连的为m级下游路口，路口级别从低到高选择，同一级下游路口以路口拥堵程度从高到低选择；搜索所述关键路口所在时空关联路段的上游路口，与所述关键路口通过1条时空关联路段相连的为-1级上游路口，与所述关键路口通过k条时空关联路段相连的为-k级上游路口，路口级别从高到低选择，同一级上游路口以路口拥堵程度从高到低选择。6.根据权利要求2所述的一种城市道路区域拥堵调控策略推荐系统，其特征在于，所述关键路口的调控目标为，增加所述关键路口向时空关联路段的下游路口的交...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐甲，丁楚吟，谢竞诚，袁鑫良，郭海锋，
申请(专利权)人：银江股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33