基于时空路网模型的最优路径规划的处理方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110986975A(43)申请公布日2020.04.10(21)申请号201911068790.6(22)申请日2019.11.05(71)申请人中山大学地址510275广东省广州市海珠区新港西路135号(72)发明人黄敏李烨焘张腾(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人何文聪(51)Int.Cl.G01C21/34(2006.01)G06N3/00(2006.01)G06Q10/04(2012.01)G06Q50/26(2012.01)权利要求书2页说明书10页附图4页(54)发明名称基于时空路网模型的最优路径规划的处理方法及系统(57)摘要本发明公开了一种基于时空路网模型的最优路径规划的处理方法及系统，包括以下步骤：根据道路数据构建空间路网模型；根据卡口历史数据构建空间路网模型中的路段的通行时间与时间之间的第一函数，以及根据交通灯控制数据构建路段间的连通状态与时间之间的第二函数；根据第一函数和第二函数构建旅行时间的计算函数；根据时空路径的旅行时间的计算函数，利用人工蜂群算法，确定起点到终点在出发时刻下的最优路径。本发明能够支持路径规划过程中对于交通系统时态特征的考虑，将时空路径的时空属性进行分离，并采用借助空间路径进行搜索、借助时间属性进行优化判别的方法，实现了最优路径的规划。本发明可以广泛应用于交通路线规划技术领域。CN110986975ACN110986975A权利要求书1/2页1.一种基于时空路网模型的最优路径规划的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：获取道路数据，根据道路数据构建空间路网模型；获取卡口历史数据和交通灯控制数据，根据卡口历史数据构建空间路网模型中的路段的通行时间与时间之间的函数作为第一函数，以及根据交通灯控制数据构建路段间的连通状态与时间之间的函数作为第二函数；根据第一函数和第二函数构建时空路径的旅行时间的计算函数；获取起点、终点和出发时刻；根据时空路径的旅行时间的计算函数，利用人工蜂群算法，确定起点到终点在出发时刻下的最优路径。2.根据权利要求1所述的一种基于时空路网模型的最优路径规划的处理方法，其特征在于：所述道路数据包括道路中心线、车道方向信息、车道数量信息和道路拓扑数据；所述根据道路数据构建空间路网模型，其具体包括：将道路中心线进行打断，生成用于表示路段的道路层和用于表示交叉口的节点层；根据车道方向信息将道路层的路段进行打断，生成用于表示有向子路段的有向层；根据有向层和车道数量信息，生成用于表示车道位置的车道层；根据道路拓扑数据，构建用于表示车道之间的拓扑关系的车道连接器层。3.根据权利要求2所述的一种基于时空路网模型的最优路径规划的处理方法，其特征在于：所述根据卡口历史数据构建空间路网模型中的路段的通行时间与时间之间的函数作为第一函数，其具体包括：根据卡口历史数据，计算在一个路段上通行的平均时间，形成时间粒度为1分钟的表征各路段行程时间的时间属性信息；建立时间属性信息的检索函数作为路段的通行时间与时间之间的函数。4.根据权利要求2所述的一种基于时空路网模型的最优路径规划的处理方法，其特征在于：其具体包括：所述根据交通灯控制数据构建路段间的连通状态与时间之间的函数作为第二函数，其具体包括：根据交通灯控制数据，计算出交叉路口中车道连接器的通行状态与时间之间的函数；根据交叉路口中车道连接器的通行状态与时间之间的函数，确定路段间的连通状态与时间之间的函数。5.根据权利要求2述的一种基于时空路网模型的最优路径规划的处理方法，其特征在于：其还包括以下步骤：对缺失的卡口历史数据和交通灯控制数据进行线性插值补全。6.根据权利要求3所述的一种基于时空路网模型的最优路径规划的处理方法，其特征在于：所述计算函数采用以下步骤计算时空路径的旅行时间：根据时空路径中每个路段的进入时刻，通过检索函数确定每个路段的通行时间，根据进入时刻和通行时间得到退出时刻；根据每个路段的退出时刻和路段间的连通状态与时间之间的函数，计算每个路段之间的等待时间；其中，第一个路段的进入时刻为出发时刻，其他路段的进入时刻根据前一个路段的退出时刻以及与前一个路段之间的等待时间得到；2CN110986975A权利要求书2/2页将所有等待时间和通行时间相加得到起点和终点的旅行时间。7.根据权利要求1所述的一种基于时空路网模型的最优路径规划的处理方法，其特征在于：所述人工蜂群算法所设置的优化目标为旅行时间最短。8.根据权利要求1所述的一种基于时空路网模型的最优路径规划的处理方法，其特征在于：所述人工蜂群算法包括以下步骤：采用深度优先搜索的方法，随机选取目标范围内一条连续的空间路径作为一个蜜源；构建适应度函数，以计算蜜源的优劣程度；对关联蜜源进行邻域