[发明专利]基于蚁群交哺策略的交通网络拥堵调控方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于蚁群交哺策略的交通网络拥堵调控方法及系统，涉及交通科学与网络科学交叉技术领域，考虑到城市交通路网巨系统的异构性、涌现性、非线性、多重耦合性等多种复杂特性，本发明基于复杂网络，应用经典的LTM交通流模型模拟城市交通路网来搭建出适用于城市交通路网拥堵传播规律的复杂网络交通流传播仿真框架，然后在复杂网络交通流传播仿真框架上，构建基于蚁群交哺‑交哺行为启发的交通拥堵智能调控模型，使极为复杂的宏观路网整体调控问题分解为成千上万的、微小的节点控制单元的简单局部调控问题，从顶层策略设计层面对城市交通路网拥堵问题进行有效缓解。

技术领域

本发明涉及交通科学与网络科学交叉技术领域，特别是涉及一种基于蚁群交哺策略的交通网络拥堵调控方法及系统。

背景技术

在各项事业建设进程飞速发展的过程中，城市交通更是发生了空前未有的改变。虽然城市交通的新规划陆续出台，但是实际城市交通中的新问题也层出不穷，始终是一个前期规划与后期治理不断冲突协调的过程。目前城市交通方面出现的问题已经异常严重，一旦得不到合理有效的解决或治理，将会极度威胁经济稳健持续的发展。其中，由于城市道路容量严重不足、城市汽车保有量增长速度过快等原因，交通拥堵已经上升为城市交通问题中十分严重的问题。

由于科学技术的不断进步，智能交通的可成长性变得更为强大，以智缓堵也是大势所趋。现阶段，交通智能化已经日趋完善，交通信息的采集质量和采集精度也不断提高，准确、实时的从道路交通网络中获取交通数据已成为可能，为交通状况的实时分析及预测研究提供了海量的数据信息的支持。

对城市道路拥堵的判定和预测是管理交通拥堵的焦点。因此，如何针对交通网络中获取的交通流数据，利用科学、合理、有效的方法为其构造仿真模型，进而对城市道路拥堵进行有效的评估和预测，最后采取有效调控方法来对城市道路拥堵进行合理疏散，具有重要的研究意义，也是延缓交通拥堵亟需处理的关键技术之一。目前，相关技术比较少。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种基于蚁群交哺策略的交通网络拥堵调控方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于蚁群交哺策略的交通网络拥堵调控方法，包括：

根据研究城市的交通路网结构拓扑参数，构建所述研究城市对应的路网复杂网络模型；所述路网复杂网络模型包括网络节点和网络连边；

确定所述研究城市对应的路段相关信息，并基于所述路段相关信息、LTM交通流传播模型和所述路网复杂网络模型，搭建所述研究城市对应的交通路网拥堵传播仿真框架；所述路段相关信息包括路段相关参数和路网特性信息；所述路段相关参数包括双向车流传输路段、路段内实时荷载车流、路段上游交通需求量和路段下游交通流量；所述路网特性信息包括研究时间段信息；所述交通路网拥堵传播仿真框架为根据路段上游交通需求量和路段剩余容量的对应关系搭建能够对路段内实时荷载车流进行更新的仿真框架；

确定所述研究城市的调控区域，并根据所述调控区域和所述交通路网拥堵传播仿真框架，构建所述调控区域对应的基于蚁群交哺策略的交通拥堵智能调控模型；所述交通拥堵智能调控模型包括蚂蚁调控单元以及所述蚂蚁调控单元周围的近邻调控单元；所述蚂蚁调控单元是基于所述交通路网拥堵传播仿真框架的网络节点确定的；

运行所述交通路网拥堵传播仿真框架，然后根据所述基于蚁群交哺策略的交通拥堵智能调控模型，对所述调控区域的路网交通流拥堵状态进行调控。

一种基于蚁群交哺策略的交通网络拥堵调控系统，包括：

路网复杂网络模型构建模块，用于根据研究城市的交通路网结构拓扑参数，构建所述研究城市对应的路网复杂网络模型；所述路网复杂网络模型包括网络节点和网络连边；