[发明专利]一种考虑拥堵中换道的最短路径获取方法

权利要求书

1.一种考虑拥堵中换道的最短路径获取方法，其特征是按如下步骤进行：

步骤1、利用实时路况信息得到赋权有向图G＝(V,A)，其中，V表示交叉口集合，且V＝{v₁,v₂,…,v_q,…,v_Q}，v_q表示第q个交叉口，若第q个交叉口v_q有信号灯，则表示第q个交叉口v_q为信号交叉口，否则表示为无信号交叉口，q＝1,2,…,Q，A表示交叉口之间的路段集合，且A＝{a_i,j＝(v_i,v_j)|i,j＝1,2,…,Q}，a_i,j表示第i个交叉口v_i与第j个交叉口v_j之间的路段；令路段a_i,j所对应的权重为w_i,j，且其中，表示路段a_i,j的效率权重；表示路段a_i,j的安全权重，并初始化为0；c为安全权重与效率权重的转换系数；

步骤2、定义当前路径方向是由出发点为第s个交叉口v_s至到达点为第t个交叉口v_t的行驶方向；

定义迭代次数为m，并初始化m＝1；

步骤3、利用迪杰斯特拉dijkstra算法求出第m次迭代下的第s个交叉口v_s和第t个交叉口v_t之间的最短路径集合其中，表示第m次迭代下的最短路径集合中第d个交叉口，d＝1,2,…,D；

步骤4、定义最短路径集合的权重为其所有路段的权重之和并利用式(1)得到：

式(1)中，表示第d个交叉口与第d+1个交叉口之间路段的效率权重；表示第d个交叉口与第d+1个交叉口之间路段的安全权重；

步骤5、判断所述最短路径集合中的所有路段内是否存在拥堵区间，若存在，则将所有的拥堵区间记为U＝{u₁,u₂,…,u_k,…,u_K}，将所有包含拥堵区间的路段记为O＝{o₁,o₂…,o_l,…,o_L}；其中，u_k表示第k个拥堵区间，o_l表示第l个包含拥堵区间的路段，k＝1,2,…,K，l＝1,2,…,L；并执行步骤6；否则，表示第m次迭代下的最短路径集合为最短路径；

步骤6、初始化k＝1；

步骤7、若第k个拥堵区间u_k中包含交叉口集合V中的一个交叉口v^*，且为无信号交叉口，则执行步骤8，否则，表示第k个拥堵区间u_k为孤立拥堵区间；

步骤8、搜寻与交叉口v^*相连的邻接路段，如果其邻接路段中也存在拥堵区间，且所存在的拥堵区间与拥堵区间U中的不同，则执行步骤9；否则，表示第k个拥堵区间u_k为孤立拥堵区间；

步骤9、若邻接路段内的任一拥堵区间的末端点是交叉口v^*，且邻接路段内的车道通行方向和当前路径方向相同，则执行步骤10；否则，表示第k个拥堵区间u_k为孤立拥堵区间；

步骤10、根据最短路径集合得到拥堵区间u_k的车道数x和车辆行驶路径的下一个交叉路口v^**，若车辆从拥堵区间右侧进入且在交叉路口v^**需要左拐，或车辆从拥堵区间左侧进入且在交叉路口v^**需要右拐，则表示第k个拥堵区间u_k为耦合拥堵区间；否则，表示第k个拥堵区间u_k为孤立拥堵区间；

步骤11、当第k个拥堵区间u_k为耦合拥堵区间时，利用式(2)计算第m次迭代下通过第k个拥堵区间u_k需要的安全权重

当第k个拥堵区间u_k为孤立拥堵区间时，利用式(3)计算第m次迭代下通过第k个拥堵区间u_k需要的安全权重

式(2)和式(3)中，f为安全系数；

步骤12、利用式(4)计算第m次迭代下包含第k个拥堵区间的第l个路段o_l的权重

式(4)中，为第m次迭代下包含第k个拥堵区间的第l个路段o_l的效率权重；

步骤13、将k+1赋值给k后，判断k＞K是否成立，若成立，则执行步骤14；否则返回步骤7；

步骤14、判断m＝1是否成立，若成立，则将m+1赋值给m后，返回步骤3；否则，执行步骤15；

步骤15；判断第m次迭代下的最短路径集合与第m-1次迭代下的最短路径集合所包含的各个交叉口是否对应相同，若相同，则表示第m次迭代下的最短路径集合为最短路径；否则，将m+1赋值给m后，返回步骤3。