1.一種基于逐級(jí)遞歸控制的道路交叉口轉(zhuǎn)向交通量分配方法,其步驟如下:
步驟一:采集斷面交通量數(shù)據(jù);基于人工或設(shè)備采集方法或既有規(guī)劃預(yù)測(cè)資料,采集道路交叉口進(jìn)出口道的實(shí)際或規(guī)劃斷面交通量,作為基本約束條件;如果采集條件允許或是規(guī)劃資料詳實(shí),還可以獲得部分轉(zhuǎn)向交通量,作為補(bǔ)充約束條件;
步驟二:建立交叉口轉(zhuǎn)向關(guān)系矩陣;基于交叉口實(shí)際轉(zhuǎn)向現(xiàn)狀或規(guī)劃資料,采用矩陣形式以及數(shù)值0或1,建立交叉口各個(gè)進(jìn)、出口道的轉(zhuǎn)向關(guān)系矩陣;
步驟三:設(shè)置參數(shù);所設(shè)置的參數(shù)包括參數(shù)矩陣類(lèi)型、參數(shù)矩陣、各轉(zhuǎn)向交通量的閾值、最大迭代次數(shù)、累計(jì)斷面交通量精確度、單個(gè)斷面交通量精確度、縮小系數(shù)、擴(kuò)大系數(shù)和最小修正比例;
步驟四:基于逐級(jí)遞歸控制算法計(jì)算轉(zhuǎn)向交通量分配值;
(1)計(jì)算轉(zhuǎn)向交通量的初始值以及基于轉(zhuǎn)向交通量初始值的進(jìn)出口道斷面交通量估計(jì)初始值;根據(jù)采集的道路交叉口進(jìn)出口道的實(shí)際或規(guī)劃斷面交通量,采用關(guān)聯(lián)斷面分配方法計(jì)算各個(gè)轉(zhuǎn)向交通量的初始值,在此基礎(chǔ)上,采用求和方法計(jì)算得到進(jìn)出口道斷面交通量估計(jì)初始值;
(2)檢驗(yàn)初始值的計(jì)算精度;采用逐級(jí)精度檢驗(yàn)的方法,以實(shí)際或規(guī)劃斷面交通量為基準(zhǔn),首先檢驗(yàn)累計(jì)斷面交通量的精度,即檢驗(yàn)各個(gè)斷面交通量估計(jì)初始值之和與實(shí)際或規(guī)劃斷面交通量之和的比值是否滿足精確度要求,即該比值是否在預(yù)設(shè)的精確度范圍內(nèi);若滿足,則進(jìn)入單個(gè)斷面交通量的精度檢驗(yàn);否則,進(jìn)入步驟四(3);當(dāng)進(jìn)入單個(gè)斷面交通量精度檢驗(yàn)時(shí),其目的是檢驗(yàn)每個(gè)斷面交通量估計(jì)初始值與實(shí)際或規(guī)劃斷面交通量的比值是否滿足精確度要求,即每個(gè)斷面的比值是否在預(yù)設(shè)的精確度范圍內(nèi);若是,則進(jìn)入第五步,輸出結(jié)果;否則,進(jìn)入步驟四(3);
(3)計(jì)算轉(zhuǎn)向交通量的修正值以及基于轉(zhuǎn)向交通量修正值的進(jìn)出口道斷面交通量修正值;基于計(jì)算的進(jìn)出口道斷面交通量估計(jì)初始值或修正值以及采集的道路交叉口進(jìn)出口道的實(shí)際或規(guī)劃斷面交通量,計(jì)算兩者的差值,并判斷最大差值所在的斷面;針對(duì)最大差值所在的斷面,基于差值的正負(fù)性,確定轉(zhuǎn)向交通量的修正方向;當(dāng)差值為正時(shí),則針對(duì)該斷面涉及的轉(zhuǎn)向交通量采用縮小系數(shù),結(jié)合參數(shù)矩陣重新計(jì)算轉(zhuǎn)向交通量的修正值;當(dāng)差值為負(fù)時(shí),則針對(duì)該斷面涉及的轉(zhuǎn)向交通量采用擴(kuò)大系數(shù),結(jié)合參數(shù)矩陣重新計(jì)算轉(zhuǎn)向交通量的修正值;判斷轉(zhuǎn)向修正值是否大于其對(duì)應(yīng)的閾值,若是,將該轉(zhuǎn)向量修正值調(diào)整為其對(duì)應(yīng)的閾值,然后基于新計(jì)算得到的轉(zhuǎn)向交通量修正值,計(jì)算基于轉(zhuǎn)向交通量修正值的進(jìn)、出口道斷面交通量修正值;否則,則基于計(jì)算得到的轉(zhuǎn)向交通量修正值,計(jì)算基于轉(zhuǎn)向交通量修正值的進(jìn)出口道斷面交通量修正值;
(4)檢驗(yàn)修正值的計(jì)算精度;采用逐級(jí)精度檢驗(yàn)的方法,以實(shí)際或規(guī)劃斷面交通量為基準(zhǔn),首先檢驗(yàn)累計(jì)斷面交通量的精度,即檢驗(yàn)各個(gè)斷面交通量修正值之和與實(shí)際或規(guī)劃斷面交通量之和的比值是否滿足精確度要求,即該比值是是否在預(yù)設(shè)的精確度范圍內(nèi);若是,則進(jìn)入單個(gè)斷面交通量的精度檢驗(yàn);否則,進(jìn)入步驟四(3);當(dāng)進(jìn)入單個(gè)斷面交通量精度檢驗(yàn)時(shí),其目的是檢驗(yàn)每個(gè)斷面交通量修正與實(shí)際或規(guī)劃斷面交通量的比值是否滿足精確度要求,即每個(gè)斷面的比值是否在預(yù)設(shè)的精確度范圍內(nèi);若是,計(jì)算迭代次數(shù),并進(jìn)入第五步,輸出結(jié)果;否則,計(jì)算迭代次數(shù),即判斷迭代次數(shù)是否小于等于最大迭代次數(shù),若是,則進(jìn)入步驟四(3),否則,進(jìn)入第五步,輸出結(jié)果;
步驟五:輸出結(jié)果;根據(jù)用戶需求,輸出轉(zhuǎn)向交通量分配結(jié)果、進(jìn)、出口道交通量分配結(jié)果、迭代次數(shù)、累計(jì)斷面交通量精度值、各個(gè)方向斷面交通量精度值。
2.一種基于逐級(jí)遞歸控制的道路交叉口轉(zhuǎn)向交通量分配裝置,其特征在于,包括:交通量采集模塊、轉(zhuǎn)向關(guān)系矩陣建立模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊、轉(zhuǎn)向交通量分配模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊;
交通量采集模塊,基于用戶的需求,選定研究的道路交叉口,采集道路交叉口進(jìn)出口道的實(shí)際或規(guī)劃斷面交通量;如果采集條件允許或是規(guī)劃資料詳實(shí),還可以獲得部分轉(zhuǎn)向交通量;
轉(zhuǎn)向關(guān)系矩陣建立模塊,根據(jù)道路交叉口的轉(zhuǎn)向特性,建立進(jìn)口道和出口道的轉(zhuǎn)向關(guān)系矩陣,該關(guān)系矩陣中設(shè)置的數(shù)值為“0”或“1”;
參數(shù)設(shè)置模塊,根據(jù)用戶需求以及采集的交通量數(shù)據(jù),設(shè)置參數(shù)矩陣類(lèi)型、參數(shù)矩陣、各轉(zhuǎn)向交通量的閾值、最大迭代次數(shù)、累計(jì)斷面交通量精確度、單個(gè)斷面交通量精確度、縮小系數(shù)、擴(kuò)大系數(shù)和最小修正比例;
數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊,導(dǎo)入采集的交通量信息、參數(shù)矩陣類(lèi)型、參數(shù)矩陣、各轉(zhuǎn)向交通量的閾值、最大迭代次數(shù)、累計(jì)斷面交通量精確度、單個(gè)斷面交通量精確度、縮小系數(shù)、擴(kuò)大系數(shù)和最小修正比例;
轉(zhuǎn)向交通量分配模塊,基于采集的交通量信息以及參數(shù)信息,計(jì)算轉(zhuǎn)向交通量初始值以及進(jìn)出口道斷面交通量估計(jì)初始值;檢驗(yàn)初始值的計(jì)算精度,若先后滿足累計(jì)斷面交通量和單個(gè)斷面交通量的精度要求,則停止計(jì)算;否則進(jìn)行修正值的計(jì)算;在修正值計(jì)算時(shí),首先計(jì)算進(jìn)、出口道斷面交通量估計(jì)初始值或修正值以及采集的道路交叉口進(jìn)、出口道的實(shí)際或規(guī)劃斷面交通量的差值,確定最大差值所在的斷面;針對(duì)最大差值所在的斷面,根據(jù)差值的正負(fù)性確定轉(zhuǎn)向交通量的修正方向;當(dāng)差值為正時(shí),則針對(duì)該斷面涉及的轉(zhuǎn)向交通量采用縮小系數(shù);當(dāng)差值為負(fù)時(shí),則針對(duì)該斷面涉及的轉(zhuǎn)向交通量采用擴(kuò)大系數(shù);根據(jù)縮小或擴(kuò)大系數(shù)以及參數(shù)矩陣重新計(jì)算轉(zhuǎn)向交通量的修正值;然后判斷轉(zhuǎn)向修正值是否大于其對(duì)應(yīng)的閾值,若是,將該轉(zhuǎn)向量修正值調(diào)整為其對(duì)應(yīng)的閾值,然后基于新計(jì)算得到的轉(zhuǎn)向交通量修正值,計(jì)算基于轉(zhuǎn)向交通量修正值的進(jìn)、出口道斷面交通量修正值;否則,則基于計(jì)算得到的轉(zhuǎn)向交通量修正值,計(jì)算基于轉(zhuǎn)向交通量修正值的進(jìn)出口道斷面交通量修正值;判斷修正值的計(jì)算精度,若先后滿足累計(jì)斷面交通量和單個(gè)斷面交通量的精度要求,計(jì)算迭代次數(shù),并停止計(jì)算;否則,計(jì)算迭代次數(shù),判斷是否滿足最大迭代次數(shù)要求,若滿足,則停止計(jì)算,否則繼續(xù)修正轉(zhuǎn)向交通量,直到滿足精度要求或滿足最大迭代次數(shù)為止;
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊,實(shí)現(xiàn)每個(gè)數(shù)據(jù)處理階段數(shù)據(jù)保存;
數(shù)據(jù)輸出模塊,根據(jù)用戶需求輸出轉(zhuǎn)向交通量分配結(jié)果、進(jìn)、出口道交通量分配結(jié)果、迭代次數(shù)、累計(jì)斷面交通量精度值、各個(gè)方向斷面交通量精度值;
上述模塊是按照轉(zhuǎn)向交通量分配流程中數(shù)據(jù)流的處理方向相互關(guān)聯(lián)的;其中,交通量采集模塊是開(kāi)展轉(zhuǎn)向交通量分配的第一模塊,它為下一階段轉(zhuǎn)向交通量計(jì)算提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ),其數(shù)據(jù)流向了轉(zhuǎn)向關(guān)系矩陣建立模塊、參數(shù)設(shè)定模塊和數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊;在轉(zhuǎn)向關(guān)系矩陣建立模塊里,建立了數(shù)值為“0”或“1”的進(jìn)口道和出口道的轉(zhuǎn)向關(guān)系矩陣,其數(shù)據(jù)流向了參數(shù)設(shè)定模塊;在參數(shù)設(shè)定模塊里,根據(jù)用戶需求以及采集的交通量數(shù)據(jù),設(shè)置轉(zhuǎn)向交通量計(jì)算所必須的參數(shù),其數(shù)據(jù)流向了數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊;數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊連接轉(zhuǎn)向交通量計(jì)算模塊;在轉(zhuǎn)向交通量計(jì)算模塊中,按照逐級(jí)遞歸控制的方法計(jì)算轉(zhuǎn)向交通量并開(kāi)展精度檢驗(yàn),獲得最終的轉(zhuǎn)向交通量分配值,經(jīng)由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊分別實(shí)現(xiàn)保存及輸出。