一种基于层次聚类的关联交叉口群划分的设计方法技术

本发明专利技术涉及一种基于层次聚类的关联交叉口群划分的设计方法，属于关联交叉口群划分方法技术领域。本发明专利技术包括如下步骤：(1)利用最小二乘法改进的排队最远点模型，定量计算交通需求程度，动态确定关键交叉口；(2)通过倒S型曲线函数引入周期差影响系数，量化交叉口信号周期差异对交叉口间交通关联性的影响，改进现有关联度的计算模型；(3)借鉴层次聚类思想，判断交叉口群中各个相邻交叉口间的关联度与阈值的大小关系，从而确定关联交叉口群的划分，以及交叉口群内的关键路径搜索算法。本发明专利技术将路网中的多交叉口划分若干关联交叉口群，群内交通关联性高，群间关联度低，还将区域协调控制转化为关键路径协调控制，为实现路网中多交叉口的协调控制做准备。

A Design Method of Intersection Group Partition Based on Hierarchical Clustering

The invention relates to a design method based on hierarchical clustering for the partition of related intersection groups, which belongs to the technical field of the partition method of related intersection groups. The invention comprises the following steps: (1) using the queuing farthest point model improved by the least square method, quantitatively calculating the degree of traffic demand and dynamically determining key intersections; (2) introducing the periodic difference influence coefficient through the inverted S-shaped curve function to quantify the influence of the periodic difference of intersection signal on the traffic correlation between intersections, and improving the calculation model of the existing correlation degree; (3) drawing lessons from the hierarchical clustering idea. To determine the relationship between the correlation degree and the threshold value of the adjacent intersections in the intersection group, so as to determine the division of the intersection group and the critical path search algorithm in the intersection group. The method divides the multi-intersections in the road network into several related intersection groups, which have high intra-group traffic correlation and low inter-group correlation. It also transforms the regional coordinated control into the key path coordinated control to prepare for the coordinated control of multi-intersections in the road network.

【技术实现步骤摘要】
一种基于层次聚类的关联交叉口群划分的设计方法
本专利技术涉及一种基于层次聚类的关联交叉口群划分的设计方法，属于关联交叉口群划分方法

技术介绍
城市路网规模不断增大，其结构和交通流特性复杂性也在增加。对于多个交叉口，单交叉口控制可能使得某个交叉口交通畅通的同时，其它交叉口交通拥堵，因此需要对多个交叉口进行协调控制。将城市路网划分为若干交通关联度较大的控制子区，可以在子区内采取灵活的控制方案。合理有效的交通控制子区划分是进行高效的区域协调和信号控制优化的基础。而现有的划分方法在搜索时没有搜索核心，且过程混乱繁琐。相邻交叉口是否需要施行交通信号协调，由两者的关联度大小决定，影响相邻交叉口之间关联程度的因素以及量化计算方法，是区域交通协调控制的前提。因此，开展这方面的研究具有重要意义。交叉口群指能进行交通协调控制的多个交叉口组成的群体。将多个交叉口划分为多个关联交叉口群，对独立的关联交叉口群进行信号优化控制，能够使该交叉口群内交通状况最佳，进而有利于提高整个区域路网的通行能力和交通运行效率。在交通控制子区划分中，关键交叉口可以分为静态和动态关键交叉口。静态关键交叉口一般是人为设定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于层次聚类的关联交叉口群划分的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)利用最小二乘法改进的排队最远点模型，定量计算交通需求程度，动态确定关键交叉口；(2)通过倒S型曲线函数引入周期差影响系数，量化交叉口信号周期差异对交叉口间交通关联性的影响，改进现有关联度的计算模型；(3)借鉴层次聚类思想，判断交叉口群中各个相邻交叉口间的关联度与阈值的大小关系，从而确定关联交叉口群的划分，以及交叉口群内的关键路径搜索算法。

【技术特征摘要】
1.一种基于层次聚类的关联交叉口群划分的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)利用最小二乘法改进的排队最远点模型，定量计算交通需求程度，动态确定关键交叉口；(2)通过倒S型曲线函数引入周期差影响系数，量化交叉口信号周期差异对交叉口间交通关联性的影响，改进现有关联度的计算模型；(3)借鉴层次聚类思想，判断交叉口群中各个相邻交叉口间的关联度与阈值的大小关系，从而确定关联交叉口群的划分，以及交叉口群内的关键路径搜索算法。2.根据权利要求1所述的一种基于层次聚类的关联交叉口群划分的设计方法，其特征在于，步骤(1)使用最小二乘法改进排队最远点模型的具体过程如下：排队最远点到停车线的距离为其中，Lj为排队最远点到停车线的距离，Lr为红灯期间车辆排队长度(m)，q为从交叉口A驶向交叉口B的车流到达率，kj为路段的阻塞密度(veh/m)，u为上游车辆的平均速度(m/s)；η为上游车流的标准化密度；引入两个修正系数α，β，将排队最远点计算模型修正为L′j＝α·Lj+β＝α·Lr(1+η)+β，其中：L′j为修正后的排队最远点到停车线的距离，以模拟值作为L′j的参考值，即给定点集{(Lj,L′j)}通过最小二乘法修正排队最远点计算模型；使用Matlab实现最小二乘法polyfit(Lj,L′j,1)，求得α＝1.2，β＝4.1；修正后的排队最远点模型为：L′j＝α·Lj+β＝1.2Lr(1+η)+4.1。3.根据权利要求1所述的一种基于层次聚类的关联交叉口群划分的设计方法，其特征在于，步骤(1)中定量计算交通需求程度的具体过程如下：利用修正后排队最远点的模型，得到排队最远点到停车线的距离；通过计算L′j与相邻交叉口间距L的比值，定量确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈复扬，马琳，田睿，马凯国，王奇，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32