一种预估路段平均车辆流量和OD需求的方法技术

本发明专利技术涉及一种预估路段平均车辆流量和OD需求的方法，包括计算机，计算机输入城市交通网络，通过对出行者择路行为路径的相关参数进行拟合，预先对交通路网变化下的交通流量变化进行预估；本发明专利技术对每个OD之间的路径集进行了大量的筛选，计算速度较快，准确度较高，应用场景广泛，该方法得到的预估OD需求和Logit模型参数可用于各种交通规划设计的评估。

【技术实现步骤摘要】
一种预估路段平均车辆流量和OD需求的方法
本专利技术属于交通管理
，特别是涉及一种预估路段平均车辆流量和OD需求的方法。
技术介绍
现有只能单独预估路段流量或者OD需求。OD需求预估方法，有两种方法，一是通过拟合流量分配函数，二是求解OD矩阵预估的后验分布。获得路段流量的方法主要通过直接测量，一是直接通过测量流量的装置，二是通过监控视频实时分析，无法得到设备非覆盖区域的流量数据。通过历史数据构建基于时空关系的预测流量模型，一般用于短时的流量预测，随着时间的增长，流量预测准确度下降的非常快。1.只能单独对路段流量或者OD需求进行预估。2.由于交通路网变化带来的交通流量变化很难预估和防患于未然。因此，有必要专利技术一种预估路段平均车辆流量和OD需求的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提出一种预估路段平均车辆流量和OD需求的方法，通过对出行者择路行为相关的参数进行拟合，也能够预先对交通路网变化下的交通流量变化进行预估。本专利技术采用的技术方案是：包括计算机，所述计算机输入城市交通网络，通过对出行者择路行为路径的相关参数进行拟合，预先对交通路网变化下的交通流量变化进行预估；所述预估路段平均车辆流量和OD需求的方法，如下步骤：S10.分析交通网络，通过K最短路径算法和合理路径筛选，得到每个OD之间的路径集；S20.输入已知各个路段的平均旅行时间、已知路段的流量数据、已知OD对之间的需求数据、已知节点总需求数据、已知实时节点人口数据，求得各个路段平均旅行时间，平均流量；S30.通过采用基于Logit模型的交通网络参数同步预估模型，对交通网络参数进行预估，同时也对OD需求和路段流量进行预估；S40.输出交通网络参数、OD需求和路段流量。进一步方案为，所述S10步骤中，OD对(r,s)(即以节点r为起点，节点s为终点)之间路径集的过程如下：S11.利用Dijkstra最短路径算法找到OD对(r,s)之间当前最短路径P0＝(r,v1...,vn,s)，加入K最短路径集中，设k＝1；S12.沿着当前最短路径Pk-1，检查各个节点，记检查节点为vl，已检查路径为假设存在以vl为起点，vl为终点的路段，将路段(vl,vl′)和K最短路径集中以vl为起点的路段从交通路网中删除，然后找到以vl′为起点、原终点s为终点的最短路径将路径加入候选路径集中；S13.从候选路径集中选出最短的候选路径Pk，加入K最短路径集；S14.将最短的候选路径设置为当前最短路径，恢复路网，返回S12，直到k＝K，即找到第K条最短路径；S15.从K最短路径集中，将不满足合理路径原则的路径删除，即沿着合理路径，出行者将离起点越来越远，离终点越来越近，即对路径P＝(v0,v1...,vN)，满足R(vn)≤R(vn+1),S(vn)≥S(vn+1)，R(vn)为起点r到节点vn的最短距离，S(vn)为节点vn到终点s的最短距离。进一步方案为，所述S20步骤中，路段旅行时间数据和节点人口数据要求覆盖全部路段和节点，路段流量数据、OD需求数据和节点总需求数据不要求覆盖全部路段和节点。进一步方案为，所述S30步骤中，网络参数同步估计模型，得到OD需求和路段流量的过程如下：S31.通过实时节点人口数据，预估节点总需求；其中，Pi为节点总人口，为节点车辆出行总需求，αi为节点车辆出行总需求占节点总人口的比率；S32.通过节点总需求，预估OD需求；其中，qrs为OD对(r,s)之间的需求，βrs为OD对(r,s)之间的需求占节点总需求的比率；S33.通过OD需求数据和路段旅行时间数据，根据Logit模型，将需求分配到各个路径上，得到预估的路段流量，如下公式所示：其中，为OD对(r,s)之间路径k的流量；为OD对(r,s)之间路径k分得的需求比；qrsOD对(r,s)之间的需求；为OD对(r,s)之间路径k的费用，如果同时考虑旅行时间、路径长度和拥堵收费，那该值的表达式为S34.根据目标函数计算各参数的下降方向：S35.更新参数，S36.重复上述步骤S31到S35，直到满足收敛性条件，得到流量分配模型中的各个参数、OD需求和路段流量；进一步方案为，所述流量分配模型，即Logit模型，考虑各种影响择路行为的因素，为旅行时间、距离和/或拥堵收费。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本方法是交通网络配流模型的实践与应用，能够通过对出行者择路行为相关的参数进行拟合，也能够预先对交通路网变化下的交通流量变化进行预估；1、计算速度较快，本专利技术通过K最短路径算法和合理路径原则，对城市交通网络进行分析，对每个OD之间的路径集进行了大量的筛选。2、准确度较高，在有训练样本的路段，平均流量的预估结果误差在10％以内，在无训练样本路段，平均流量的预估误差也可达到16％以内。3、应用场景广泛，该方法得到的预估OD需求和Logit模型参数可用于各种交通规划设计的评估。附图说明：图1为本专利技术预估路段平均车辆流量和OD需求的方法流程示意图；图2为本专利技术基于Logit模型的交通网络参数同步预估模型流程示意图；图3本专利技术的城市主干道路网示意图。具体实施方式为了更充分理解本专利技术的
技术实现思路
，下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。参见图1至图3所示，一种预估路段平均车辆流量和OD需求的方法，包括计算机，计算机输入城市交通网络，得出城市主干道路网，通过对出行者择路行为路径的相关参数进行拟合，预先对交通路网变化下的交通流量变化进行预估；预估路段平均车辆流量和OD需求的方法，如下步骤：S10.分析交通网络，通过K最短路径算法和合理路径筛选，得到每个OD之间的路径集；S20.输入已知各个路段的平均旅行时间、已知路段的流量数据、已知OD对之间的需求数据、已知节点总需求数据、已知实时节点人口数据，求得各个路段平均旅行时间，平均流量；S30.通过采用基于Logit模型的交通网络参数同步预估模型，对交通网络参数进行预估，同时也对OD需求和路段流量进行预估；S40.输出交通网络参数、OD需求和路段流量。在本专利技术实施例中，该预估路段平均车辆流量和OD需求的方法，包括如下步骤：步骤S10，如图3所示的城市主干道路网，输入城市交通网络数据。选择合适的K值，分析各个OD之间的所有路径，通过K最短路径算法和合理路径筛选，得到每个OD之间的路径集；步骤S11，对OD对(r,s)，利用Dijkstra最短路径算法找到当前最短路径P0＝(r,v1...,vn,s)，加入K最短路径集中，设k＝1；步骤S12，沿着当前最短路径Pk-1，检查各个节点，记检查节点为vl，已检查路径为假设存在以vl为起点，vl′为终点的路段，将路段(vl,vl′)和K最短路径集中以vl为起点的路段从交通路网中删除，然后找到以vl′为起点、原终点s为终点的最短路径将加入候选路径集中；步骤S13，从候选路径集中选出最短的候选路径Pk，加入K最短路径集；步骤S14，将最短的候选路径设置为当前最短路径，恢复路网，即恢复步骤12中删除的路段，返回S12，直到找到第K条最短路径；步骤S15，从K最短路径集中，将不满足合理路径原则的路径删除，即沿着合理路径，出行者将离起点越来越远，离终点越来越近。步骤S20，输入各个路段本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预估路段平均车辆流量和OD需求的方法，其特征在于：包括计算机，所述计算机输入城市交通网络，通过对出行者择路行为路径的相关参数进行拟合，预先对交通路网变化下的交通流量变化进行预估；所述预估路段平均车辆流量和OD需求的方法，如下步骤：S10.分析交通网络，通过K最短路径算法和合理路径筛选，得到每个OD之间的路径集；S20.输入已知各个路段的平均旅行时间、已知路段的流量数据、已知OD对之间的需求数据、已知节点总需求数据、已知实时节点人口数据，求得各个路段平均旅行时间，平均流量；S30.通过采用基于Logit模型的交通网络参数同步预估模型，对交通网络参数进行预估，同时也对OD需求和路段流量进行预估；S40.输出交通网络参数、OD需求和路段流量。

【技术特征摘要】
1.一种预估路段平均车辆流量和OD需求的方法，其特征在于：包括计算机，所述计算机输入城市交通网络，通过对出行者择路行为路径的相关参数进行拟合，预先对交通路网变化下的交通流量变化进行预估；所述预估路段平均车辆流量和OD需求的方法，如下步骤：S10.分析交通网络，通过K最短路径算法和合理路径筛选，得到每个OD之间的路径集；S20.输入已知各个路段的平均旅行时间、已知路段的流量数据、已知OD对之间的需求数据、已知节点总需求数据、已知实时节点人口数据，求得各个路段平均旅行时间，平均流量；S30.通过采用基于Logit模型的交通网络参数同步预估模型，对交通网络参数进行预估，同时也对OD需求和路段流量进行预估；S40.输出交通网络参数、OD需求和路段流量。2.如权利要求1所述的预估路段平均车辆流量和OD需求的方法，其特征在于：所述S10步骤中，OD对(r,s)(即以节点r为起点，节点s为终点)之间路径集的过程如下：S11.利用Dijkstra最短路径算法找到OD对(r,s)之间当前最短路径P0＝(r,v1...,vn,s)，加入K最短路径集中，设k＝1；S12.沿着当前最短路径Pk-1，检查各个节点，记检查节点为vl，已检查路径为假设存在以vl为起点，vl为终点的路段，将路段(vl,vl′)和K最短路径集中以vl为起点的路段从交通路网中删除，然后找到以vl′为起点、原终点s为终点的最短路径将路径加入候选路径集中；S13.从候选路径集中选出最短的候选路径Pk，加入K最短路径集；S14.将最短的候选路径设置为当前最短路径，恢复路网，返回S12，直到k＝K，即找到第K条最短路径；S15.从K最短路径集中，将不满足合理路径原则的路径删除，即沿着合理路径，出行者将离起点越来越远，离终...

【专利技术属性】
技术研发人员：严晨洋，胡金晖，黄虎，
申请(专利权)人：中电科新型智慧城市研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44