城市路网优化方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种城市路网优化方法，包括如下步骤：将浮动车数据与路网数据进行预处理；将预处理后的浮动车数据与路网地图进行匹配；统计某一时间段内浮动车在各路段的交通流量；根据上述统计的交通流量，计算改进的非直线系数，对城市路网进行优化。本发明专利技术还涉及一种城市路网优化系统。本发明专利技术能够为交通较为拥堵的路段是否设计辅路以及如何设计辅路提供借鉴，也能够为城市路网整体规划的合理性提供更为准确、更具有实际意义的参考指标。

【技术实现步骤摘要】
城市路网优化方法及系统
本专利技术涉及一种城市路网优化方法及系统。
技术介绍
城市道路网络(简称“城市路网”)是联系城市交通的脉络，也是城市交通乃至整个城市系统的重要组成部分，城市路网布局是影响城市发展、城市交通的一个重要因素，直接影响着整个城市系统的有效运作。当今社会，大中城市经常会面临交通拥堵、交通事故及由此引发的环境污染等问题，这在一定程度上制约着城市社会的发展和经济水平的提高。无论是发达国家，还是发展中国家，都在不断探索解决城市交通问题的对策。而解决城市交通问题的一个重要方面就在于道路规划时使城市路网布局较为合理。城市路网的合理性很大程度上取决于城市道路中客货车出行的便捷性。城市路网的合理与否有多种衡量指标，然而指标过多给实际统计、分析、评价带来操作上的不便，并且多个指标之间存在一定的相关性，并非完全独立，其中非直线系数就是衡量路网合理与否最重要的一个指标。非直线系数是道路起讫点间的实际交通距离与两点间空间直线距离之比，能评价不同的路网型式和客货流路线集散点之间联系的便捷程度。从理论上来说，非直线系数最小值为1，非直线系数越小表明两点之间交通越便捷，整个路网的最大非直线系数越小表明整个路网设计越合理。传统的非直线系数是一个静态指标，没有考虑城市居民出行过程中产生的交通流量。而在实际的交通情况中，交通流量对路网设计合理性的评价影响非常大。同时，浮动车作为城市居民出行的主要交通工具，在城市客运交通中发挥着重要的作用。许多城市已具有公交车GPS数据资源条件，利用TOD (Floating Car Data，浮动车辆数据)来研究城市交通流量已经成为当前的一个热点。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种城市路网优化方法及系统。本专利技术提供一种城市路网优化方法，该方法包括如下步骤:将浮动车数据与路网数据进行预处理；将预处理后的浮动车数据与路网地图进行匹配；统计某一时间段内浮动车在各路段的交通流量；根据上述统计的交通流量，计算改进的非直线系数，对城市路网进行优化。其中，该方法还包括:在步骤统计某一时间段内浮动车在各路段的交通流量之后，将所述交通流量的统计结果存入数据库。所述的所述预处理包括:剔除不符合实际情况以及噪声过大的异常浮动车数据，并对路网数据进行有效存储。所述的有效存储指分层分级存储所述路网数据。所述的匹配指基于高精度电子路网地图，遵循整体与局部相结合的思路，将轨迹形状相似性测度改造为增量形式进行匹配。本专利技术还提供一种城市路网优化系统，包括相互电性连接的预处理模块、匹配模块、统计模块及优化模块，其中:所述预处理模块用于将浮动车数据与路网数据进行预处理；所述匹配模块用于将预处理后的浮动车数据与路网地图进行匹配；所述统计模块用于统计某一时间段内浮动车在各路段的交通流量；所述优化模块用于根据上述统计的交通流量，计算改进的非直线系数，对城市路网进行优化。其中，所述的统计模块还用于将所述交通流量的统计结果存入数据库。所述的所述预处理包括:剔除不符合实际情况以及噪声过大的异常浮动车数据，并对路网数据进行有效存储。所述的有效存储指分层分级存储所述路网数据。所述的匹配指基于高精度电子路网地图，遵循整体与局部相结合的思路，将轨迹形状相似性测度改造为增量形式进行匹配。本专利技术城市路网优化方法及系统，基于已有的浮动车GPS数据资源，通过GIS交通分析方法得到精确的城市路网交通流分布，进而在计算非直线系数时将交通流量引入其中，得到更符合现实交通需要的改进的非直线系数，为交通较为拥堵的路段是否设计辅路以及如何设计辅路提供借鉴，也为城市路网整体规划的合理性提供更为准确、更具有实际意义的参考指标。【附图说明】图1为本专利技术城市路网优化方法的流程图；图2为本专利技术城市路网优化系统的硬件架构图。【具体实施方式】下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。参阅图1所示，是本专利技术城市路网优化方法较佳实施例的作业流程图。步骤S401，将浮动车数据与路网数据进行预处理。所述预处理包括:剔除不符合实际情况以及噪声过大的异常浮动车数据，并对路网数据进行有效存储。具体而言:所述异常浮动车数据指当浮动车在行驶过程中，周围建筑的遮挡对车载GPS (Global Positioning System,全球定位系统)设备发送的信号产生非常大的影响,造成GPS设备接收或传送的数据与实际值出入很大，甚至出现无法接收或传送交通信息时的数据。必须剔除所述异常浮动车数据，否则会对路网的运行状态产生不良影响。GPS浮动车地图匹配需要频繁读取道路要素之间的拓扑关系，因此，路网数据是否组织合理直接决定地图匹配的效率。传统的路网数据模型通常以平面强化的方式采用节点-弧段模型存储结构。虽然所述节点-弧段模型支持高效的网络分析，但其粒度过细，不适用于浮动车地图匹配。基于浮动车采样的实际情况，本实施例对矢量道路网数据采用分层分级组织。步骤S402，将预处理后的浮动车数据与路网地图进行匹配。具体而言:现有的浮动车GPS数据与电子地图的匹配方法大都单独采用局部或全局寻优策略，造成在局部范围内无法确保待匹配轨迹点的空间模式在整体意义上无矛盾、相互一致，因此本实施例采用整体与局部并举的地图匹配策略。结合地图匹配应用技术的两个前提:被定位的车辆一定是行驶在道路上，及用于地图匹配的电子地图道路位置信息精度非常高。本专利技术基于高精度电子地图道路位置信息，遵循整体与局部相结合的思路，通过将轨迹形状相似性测度改造为增量形式，并在顾及浮动车自身活动行为及其它浮动车相互制约这一现实基础上，取得精度更高的地图匹配准确率，得到较高准确度的交通流量信息。步骤S403，统计某一时间段内浮动车在各路段的交通流量，并将所述交通流量的统计结果存入数据库。一般情况下，交通流量与速度在某种程度上呈反比例关系。交通流量大时，车辆的行驶速度相对来说较慢；交通流量小时，车辆的行驶速度相对来说较快，此时路网中的行驶车辆较少，交通运行状态畅通。而某一路段横截面上车辆的多少在一定程度上反映了交通流量的大小。因此，统计各路段在某一时间段内的浮动车数据即统计了各路段中的交通流量。步骤S404，根据上述统计的交通流量，计算改进的非直线系数，进而对城市路网进行优化。具体如下:传统的评价路网合理性的非直线系数是一个静态指标，没有考虑城市居民在出行过程中产生的交通流量。而在实际的交通情况中，交通流量对路网设计合理性的评价影响非常大。本专利技术根据上述统计的路网中各条道路的交通流量，并按照各条道路交通流量与该路网中的总流量的比值作为各路段的权值，计算改进的非直线系数，进而对城市路网进行优化。参阅图2所示，是本专利技术城市路网优化系统的硬件架构图。该系统包括相互电性连接的预处理模块、匹配模块、统计模块及优化模块。所述预处理模块用于将浮动车数据与路网数据进行预处理。所述预处理包括:剔除不符合实际情况以及噪声过大的异常浮动车数据，并对路网数据进行有效存储。具体而言:所述异常浮动车数据指当浮动车在行驶过程中，周围建筑的遮挡对车载GPS (Global Positioning System,全球定位系统)设备发送的信号产生非常大的影响,造成GPS设备接收或传送的数据与实际值出入很大，甚至出现无法接收或传送交通信息时的数据。必须剔除所述异常浮动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市路网优化方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：将浮动车数据与路网数据进行预处理；将预处理后的浮动车数据与路网地图进行匹配；统计某一时间段内浮动车在各路段的交通流量；根据上述统计的交通流量，计算改进的非直线系数，对城市路网进行优化。

【技术特征摘要】
1.一种城市路网优化方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: 将浮动车数据与路网数据进行预处理； 将预处理后的浮动车数据与路网地图进行匹配； 统计某一时间段内浮动车在各路段的交通流量； 根据上述统计的交通流量，计算改进的非直线系数，对城市路网进行优化。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括:在步骤统计某一时间段内浮动车在各路段的交通流量之后，将所述交通流量的统计结果存入数据库。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的所述预处理包括:剔除不符合实际情况以及噪声过大的异常浮动车数据，并对路网数据进行有效存储。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的有效存储指分层分级存储所述路网数据。5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的匹配指基于高精度电子路网地图，遵循整体与局部相结合的思路，将轨迹形状相似性测度改造为增量形式进行匹配。6.一种城市路网优化系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈会娟，钱静，刘萍，张弘弢，郑茂恭，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44