[发明专利]一种基于遗传算法优化的城市区域交通大数据分析系统与方法

权利要求书

1.一种基于遗传算法优化的城市区域交通大数据分析系统，其特征在于，包括城市路网与行人出行分布分析模块、城市路网交路流量分析模块、城市轨道交通系统分析模块、城市区域交通系统决策模块；

所述城市路网与行人出行分布分析模块包括由行人出行网络和路网网络相互作用而形成的双层网络，上层网络为行人出行网络，通过上层网络和下层网络的节点，采集由上层网络和下层网络的全部节点上的客流量和交通流量组成的城市交通系统大数据，并计算表示人流分布特征、交路通过能力、人流服务能力、交路运营组织复杂性、设备投资与运营费用这些因素的城市区域交通利用率指标；

城市路网交路流量分析模块根据所述城市区域交通利用率指标，建立优化单目标函数，并利用遗传算法对上述单目标函数进行优化求解，确定交路通行的最优解；

城市轨道交通系统分析模块基于城市路网与行人出行分布分析模块和城市路网交路流量分析模块，以交通车站的客流量为输入条件生成接运公交候选线路集合，根据接驳交通方式构建接运公交线网规划的双层规划网络，上层网络以城市轨道交通系统内出行成本、系统运营成本、单体车辆出行数量的加权之和最小为目标，优化系统内的线路组合方案、线路的车辆配置和发车频率，下层网络以上层网络输出的所有数据为输入，计算不同接驳交通方式的出行成本，利用遗传算法求解模型；

城市区域交通系统决策模块用于根据城市路网交路流量分析模块以及城市轨道交通系统分析模块获得的最优解，确定城市路网交路通行和城市轨道交通的配置方案。

2.根据权利要求1所述的基于遗传算法优化的城市区域交通大数据分析系统，其特征在于，所述城市路网与行人出行分布分析模块计算以下城市区域交通利用率指标：

道路单向满载率：

高峰单位时间最大单向满载率：

道路平均满载率：

公共交通平均满载率：

城市道路面积密度：

L为城市道路的里程长度；E为区域面积；

城市人口密度：

R为城市人口量；

城市道路经济密度：

GDP为城市国民生产总值；

城市车辆运输密度：

I为城市车辆运输周转量；

城市区域交通综合密度：

城市区域交通路网连通度：

L0为城市区域总里程数，θ为直线里程与总里程的比；H为区域交通路网的总路段数，N为区域交通路网的节点数；

城市交通理想道路长度：

U为经济指标系数；

城市交通理想规模接近度：

城市交通道路布局均衡度

其中为P0规划区域内路网规模合理的分区数，P为规模区域的总分区数。

3.根据权利要求2所述的基于遗传算法优化的城市区域交通大数据分析系统，其特征在于，所述城市路网交路流量分析模块获得由行人出行网络和路网网络采集并计算的城市区域交通利用率指标；并且设置约束条件；当超出约束条件时，在遗传计算中关闭路网，直到城市区域交通利用率指标不再超出约束条件。

4.根据权利要求3所述的基于遗传算法优化的城市区域交通大数据分析系统，其特征在于，城市路网交路流量分析模块采用线性加权法，将由城市区域交通利用率指标构成的多目标优化转换为单目标优化；转换后的城市路网优化单目标函数为

ρ＝τ1*α+τ2*β+τ3*γ+τ4*δ

τ1+τ2+τ3+τ4＝1

τ1为α的权重；τ2为β的权重；τ3为γ的权重；τ4为δ的权重。