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专利号: 2018102947841
申请人: 江苏智通交通科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于谱聚类的城市道路交通子区划分方法,包括以下步骤:

S1、基于路网交叉口与路段的拓扑结构以及各节点的交通特征数据,建立路网无向图G=(V,E),计算路网密度拉普拉斯矩阵L;

S2、计算拉普拉斯矩阵L的除0以外前k个最小的特征值及其特征向量,其中k的初值为

2;根据k个特征值对应的特征向量v1,…,vk构建聚类基础矩阵H=[v1,…,vk],对矩阵H的行向量实施K均值聚类算法,获得k个簇;运用方差分析检验方法检验k个群组内的交通特征关联度X,若存在显著差异,则进入步骤S3;否则,k=k+1,重复步骤S2;

S3、由簇内的交叉口以及交叉口间存在的路段构成初始的子区;若存在孤立点,即子区内仅包含一个节点编号,则将该子区随机合并入邻接的子区内,根据合并情况统计当前的子区总数N;

其特征在于:

S4、通过偏差检测识别异常值点,并通过边界调整解决最优的异常点归属问题;通过子区内外的相似度评估以及子区拆分、合并前后的相似度变化分析,对子区方案进行迭代优化,最终获得子区内节点关联度相似性最大、子区间差异性最大的道路交通路网划分方案。

2.如权利要求1所述的基于谱聚类的城市道路交通子区划分方法,其特征在于:步骤S4具体为,S41、若i≤N,则根据子区交叉口或路段交通特征关联度X,检测初始划分方案内各子区内关联度偏差,若存在异常值点,则转入S42,否则转入S43;其中i为子区编号,初值为1;若i>N,结束本流程;

S42、根据路网拓扑识别子区i的相邻子区集I={i1,i2…ip},其中ip为相邻子区的编号,p为相邻子区个数,p∈[1,N-1];检测异常值点映射的节点或路段是否位于子区i边界,若是,则将异常点映射的节点或路段划入相邻区域,求解使得 成立的边界调整方案,Var(X)为子区内关联度X方差,q为参与边界调整的子区数,q∈[2,p];若异常值点映射的节点或路段不在子区边界上,则将异常值点作为子区内的特殊点标记,不参与后续的处理;

S43、判断该子区i是否为初次划分,若是,进入步骤S44;否则,进入步骤S46;

S44、计算子区内除去特殊标记点以外的点间关联度X的相似度NS(Xi);

S45、若NS(Xi)≥1,检测子区i内的交叉口数是否低于阈值NT;若成立则将子区i与相邻子区合并,求解 成立的合并方案,其中Xc'为合并后的i原相邻子区的内部关联度,i=i+1,回S41;若i内的交叉口数不低于阈值NT,则回S1;

若NS(Xi)<1,i=i+1,回S41;

S46、计算子区内除去特殊标记点以外的点间关联度X的相似度NS(Xi),若NS(Xi)≥1,则恢复i区划分前的方案;否则,检测子区i内的交叉口数是否低于阈值NT;

若成立则将子区i与相邻子区合并,求解 成立的合并方案,进S47;否则,直接进S47;

S47、计算子区i与路网内其他子区的组间相似度

并比较在子区i从原区域划分出来

前后,其归属区域与其他子区的组间相似度的变化趋势,若降低,则i=i+1,回S41;否则,恢复i区划分前的方案。

3.如权利要求2所述的基于谱聚类的城市道路交通子区划分方法,其特征在于:步骤S41中,关联度偏差检测方式为:若 则将xi作为子区内的离群点;其中,u为xi均值,sd为标准差。

4.如权利要求1所述的基于谱聚类的城市道路交通子区划分方法,其特征在于:步骤S44、S46中,计算子区内除去特殊标记点以外的点间关联度X的相似度其中,ip为相邻子区的编号,ui、 为子区i、ip内

关联度X数据均值,Var(Xi)、Var(Xip)分别为子区i、ip内关联度X方差。