1.一种基于出行结构的城市路网诱导方案发布方法,其特征在于,所述方法包括:
S1、获取指定时间段内全路网机动车卡口过车记录,基于所述卡口过车记录提取对应每一机动车的原始历史通行轨迹,对原始历史通行轨迹进行完整性重构得到完整历史通行轨迹,并根据所述完整历史通行轨迹得到与每一机动车对应的出行模式标签;
S2、构建路网拓扑结构,根据所述路网拓扑结构确定路网OD点对集合C;并基于所述完整历史通行轨迹确定所述OD点对的出行路径集,并根据机动车对应的出行模式标签确定出行路径集各组成路段的出行模式;
S3、获取与所述出行路径集对应的包含流量、速度、车头时距的实时交通流量数据,基于所述交通流量数据对应所述出行路径集中的拥堵路段,并生成拥堵路段集合S以及所述每一个拥堵路段对应的影响范围集合Zs,其中s指代拥堵路段集合S中的任一个元素;
S4、基于所述拥堵路段集合S构建全局最优的诱导路径搜索模型,并根据全路网实时的交通运行情况及每一所述OD点对的所述出行路径集的各组成路段出行结构生成多条诱导路径;
S5、根据所述出行结构确定诱导发布策略,并筛选所述OD点对间的多条诱导路径中的最优路径诱导方案。
2.如权利要求1所述的基于出行结构的城市路网诱导方案发布方法,其特征在于,步骤S1包括:S11、判断每一机动车对应的所述原始历史通行轨迹是否完整,若不完整,通过粒子群算法进行重构操作,生成完整的通行轨迹;
S12、对每一机动车逐一进行所述完整历史通行轨迹的空间汇集,基于所述空间汇集计算机动车在所述指定时间段内的历史出行时空特征指标;
S13、将所述时空特征指标作为每一机动车的属性,采用高斯混合模型对所述指定时间段内所有所述属性确定机动车的出行模式标签。
3.如权利要求2所述的基于出行结构的城市路网诱导方案发布方法,其特征在于,所述时空特征指标包括:轨迹重复系数、日均出行次数、路网日均逗留时长和出发时刻相似度;
其中,所述轨迹点重复系数用于衡量通行轨迹的相似性,计算公式为:
轨迹点重复系数=不同轨迹点数量/出现天数,轨迹点是指所述原始历史通行轨迹中的卡口记录点,出现天数指机动车存在出行轨迹的天数;
日均出行次数=总出行次数/出现天数;
路网日均逗留时长=总行驶时长/出现天数,总行驶时长依据每一机动车对应的完整轨迹的通行时长统计得到;
出发时刻相似度=位于不同时间间隔内的轨迹起始时间节点数量/出现天数;其中,时间间隔是指将一日24小时划分为等长的若干时间区间,每一区间对应一个时间间隔。
4.如权利要求2所述的基于出行结构的城市路网诱导方案发布方法,其特征在于,所述出行模式标签包括刚性需求群体和非刚性需求群体,所述刚性需求群体为具有指定规律性的出行机动车群体;所述非刚性需求群体为不具有指定规律性的出行机动车群体。
5.如权利要求4所述的基于出行结构的城市路网诱导方案发布方法,其特征在于,步骤S2所述的确定出行路径集各组成路段的出行模式方法为:S21、根据机动车对应的所述轨迹空间汇集和所述出行模式标签得到每一所述OD点对的交通需求结构;
S22、基于所述交通需求结构将所述OD点对的所述刚性需求群体的数量和非刚性群体的数量分配至所述出行路径集中的组成路段,并计算每一所述组成路段中所述刚性需求群体的数量和所述非刚性需求群体的数量比例,得到所述出行路段的出行模式。
6.如权利要求1所述的基于出行结构的城市路网诱导方案发布方法,其特征在于,步骤S3包括:根据所述路网拓扑结构搜索所述拥堵路段集合S中每一拥堵路段的上游路段,并设定一阈值K,并计算所述上游路段的实时交通流量与最大通行能力的比值v/c,若v/c<K,则将所述上游路段纳入所述拥堵路段的影响范围集合Zs,并进一步向上游搜索;否则,停止搜索。
7.如权利要求5所述的基于出行结构的城市路网诱导方案发布方法,其特征在于,步骤S4中所述根据全路网实时的交通运行情况及每一所述OD点对所述出行路径集的各组成路段出行结构生成多条诱导路径,包括:S41、根据路网的实时交通流数据通过公式 计算路段(i,j)的剩余承载
力,其中, 表示路段(i,j)的通行能力,q(i,j)为路段(i,j)的实时流量;并获取路段平均行程时间;
S42、根据所述完整历史通行轨迹从所述出行路径集中筛选出有效路径集P:
S421、计算每一所述OD点对对应路径的流量qr,以及总流量Qδ=∑qr,δ表示所述OD点对的序号,且δ∈C;
S422、按从高到低的顺序将每一所述OD点对对应的路径依次选入所述有效路径集P中,并对每一所述路径进行交通流量累加S423、设定交通流量累加上限0.9Qδ,若所述路径交通流量累加值 则结束路径选入所述有效路径集P,并确定所述有效路径集中的全部路径;
S43、基于所述有效路径集P,从所述卡口过车记录中调取设定时间间隔内所述路径的过车记录,并计算机动车在每一所述OD点对的平均行使时间Tδ;
S44、根据所述有效路径集P获得对应的路段集合Cs,根据所述拥堵路段集合S确定最终有效路段集合S45、采用所述诱导路径搜索模型针对每一所述OD点对同时生成多条诱导路径。
8.如权利要求7所述的基于出行结构的城市路网诱导方案发布方法,其特征在于,步骤S5包括:S51、在所述有效路径集P中筛选出包含拥堵路段的所有所述OD点对集合,根据所述出行结构中所述刚性需求群体的数量与所述非刚性需求群体的数量比例计算每一所述OD点对的所述刚性需求群体对应数量,并筛选出所述刚性需求群体的数量最高所对应的所述OD点对发布最优诱导路径,其余所述OD点对发布次优诱导路径;
S52、根据所述拥堵路段的影响范围集合Zs中各路段的出行模式,计算路段实时的所述刚性需求群体的数量与所述非刚性需求群体的数量;选择各路段的所述剩余承载力低且所述刚性需求群体数量高的路段,发布最优诱导路径,其余路段发布次优诱导路径。
9.一种基于出行结构的城市路网诱导方案发布系统,应用于权利要求1-8任一项所述的基于出行结构的城市路网诱导方案发布方法,其特征在于,所述系统包括数据接入模块、需求结构分析模块、拥堵识别模块、诱导路径搜索模块、诱导策略生成模块、诱导发布模块,其中:数据接入模块,通过指定接口连接智能卡口系统与数据库,用于获取卡口过车记录,动态同步所述智能卡口系统实时的过车记录,并与数据库进行数据交互;
需求结构分析模块,从所述数据接入模块调取原始历史通行轨迹,用于对机动车轨迹重构、路网OD点对出行路径集分析,以及OD出行结构与路段的出行模式分析;
拥堵识别模块,从所述接入数据接入模块读取实时同步数据,用于识别路网内的拥堵路段,生成所述拥堵路段集S,并分析拥堵路段影响范围;
诱导路径搜索模块,从所述数据接入模块获取所述智能卡口系统实时的过车记录,从所述需求结构分析模块获取OD出行结构与路段的出行模式分析结果,从所述拥堵识别模块接入拥堵路段集;用于计算实时的路段剩余承载力与路段行程时间;针对每一个所述OD点对同时生成多条诱导路径;且所述诱导路径搜索模型设置在所述诱导路径搜索模块内;
诱导策略生成模块,从需求结构分析模块接入OD点对出行路径集以及OD出行结构、路段出行模式的分析结果,从拥堵识别模块接入拥堵路段集及其影响范围,从诱导路径搜索模块接入诱导路径的最优方案、次优方案以及路段剩余承载力,确定最优诱导方案、次优诱导方案的发布位置以及发布内容,并传递至所述诱导发布模块;
诱导发布模块,连接所述诱导策略生成模块,并与道路诱导屏控制卡对接,用于将所述诱导策略生成模块输出的诱导方案发布位置、内容;将诱导方案传输至路段相应的控制卡,实现诱导方案的发布。