[发明专利]城市路网动态划分方法、装置、计算机设备和存储介质

说明书

本发明提供一种城市路网动态划分方法、装置、计算机设备和存储介质，该方法通过深入挖掘路网交通状态数据中潜在的交通状态模式和多维度变化特征，并引入交通时空相关性和路网空间结构的连通性，进而进行路网动态划分，从而使得每个子路网具有相似的时空演化特征，最大化不同子路网之间交通模式的差异，可以实现对大规模路网的科学划分，提高路网的精细化管理水平。可以用于大规模路网的智能交通管控，针对不同的子路网采取实时的交通诱导和控制策略，从而实现对整体路网交通流的宏观调控，为数据驱动下的智能交通系统提供基础技术支撑。

技术领域

本发明涉及路网划分技术领域，特别涉及一种城市路网动态划分方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

为了提高城市交通的智能化和精细化管理水平，需要对大规模的道路网络进行合理划分，进而对子路网实施协同控制，降低城市交通管理的复杂度。针对不同的子路网采取实时的交通诱导和控制策略，调节子区域的交通流状态，能够实现对整体路网交通流的宏观调控，缓解交通拥堵。

目前关于路网划分的研究主要是仅考虑固定时间交通状态或者短时间内交通状态变化特征的静态划分算法，缺乏考虑长期交通变化趋势的动态划分方法，并且较少考虑不同路段之间交通状态变化的相关性。交通拥堵是一个强时变的演化过程，传统的划分方法无法同时考虑路网交通状态的长短期变化特征，以及子路网内部的连通性，并且由于算法复杂度较高，难以对大规模城市路网进行动态划分。

随着传感器技术在交通领域的广泛应用，智能交通系统采集了海量的高维交通时空状态数据，呈现大数据的特征。为了提高路网的智能化管理水平，需要充分挖掘海量的交通流数据中潜在的时空变化特征，对路网进行动态划分。庞大的数据规模、数据的多样性及不确定性增大了大规模路网动态划分的难度，带来了巨大的计算挑战。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种城市路网动态划分方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种城市路网动态划分方法，包括：

获取路网交通状态数据；

对所述路网交通状态数据进行分解，动态地提取路网交通状态在时间和空间上的分布特征，构建空间状态因子矩阵；

基于所述空间状态因子矩阵的主成分向量计算得到不同路段之间的高斯相似度矩阵；

基于对所述路网交通状态数据中的各路段交通状态的解析，计算各路段的交通状态之间的相关性，构建交通状态时空相关系数矩阵；

获取路网空间拓扑连接矩阵；

基于所述路网空间拓扑连接矩阵和所述交通状态时空相关系数矩阵，对所述高斯相似度矩阵修正，得到修正后的高斯相似度矩阵，并基于修正后的所述高斯相似度矩阵构造动态图；

采用预设路网划分算法对所述动态图进行划分，得到若干个子路网。

在一个实施例中，所述预设路网划分算法为Louvain分割算法。

在一个实施例中，所述对所述路网交通状态数据进行高阶奇异值分解，动态地提取路网交通状态在时间和在空间上的分布特征，构建空间状态因子矩阵的步骤包括：

对所述路网交通状态数据进行高阶奇异值分解，基于指数窗口的双迭代奇异值分解方法，动态地提取路网交通状态在时间和在空间上的分布特征，构建空间状态因子矩阵。

在一个实施例中，所述基于对所述路网交通状态数据中的各路段交通状态的解析，计算各路段的交通状态之间的相关性，构建交通状态时空相关系数矩阵的步骤包括：

基于对所述路网交通状态数据中的各路段交通状态的解析，采用Pearson系数方法和滑动窗口技术，计算各路段的交通状态之间的相关性，构建交通状态时空相关系数矩阵。