本發(fā)明屬于智慧交通，具體涉及到一種城市動(dòng)態(tài)綠波帶自主規(guī)劃方法。

背景技術(shù)：

1、綠波帶是一種交通信號(hào)控制策略，通過(guò)協(xié)調(diào)相鄰路口的信號(hào)燈相位，使車(chē)輛在設(shè)定速度下能夠連續(xù)通過(guò)多個(gè)路口而不遇到紅燈，從而減少車(chē)輛停留時(shí)間、降低燃油消耗和污染排放，并提高交通流效率。

2、然而，目前綠波帶的規(guī)劃主要依賴(lài)于交通管理者的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)人工方式將其固定在特定道路上(如主干道)，無(wú)法自主選擇和動(dòng)態(tài)調(diào)整路徑。這種依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)的設(shè)置方式使得綠波帶的有效性在很大程度上取決于管理者的判斷，難以適應(yīng)復(fù)雜多變的交通環(huán)境。事實(shí)上，在實(shí)際交通條件下，綠波路段可能因交通事故、道路施工或突發(fā)事件而封閉。這種情況下，固定位置的綠波帶不僅無(wú)法發(fā)揮其應(yīng)有的作用，反而可能加劇交通擁堵，降低整體路網(wǎng)的通行效率。

3、此外，現(xiàn)有的綠波帶設(shè)置通常沒(méi)有考慮不同時(shí)段的動(dòng)態(tài)od(origin-destination)需求。事實(shí)上，早晚高峰期的交通流量與平峰時(shí)段可能存在顯著差異，但綠波帶的位置和運(yùn)行時(shí)段通常是預(yù)先設(shè)定的，無(wú)法根據(jù)實(shí)時(shí)的od需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。這種靜態(tài)的設(shè)置模式可能導(dǎo)致在某些時(shí)段，綠波帶所在的路段車(chē)流量較低，甚至出現(xiàn)空載的情況，無(wú)法充分發(fā)揮綠波帶的交通優(yōu)化作用。

4、總體而言，傳統(tǒng)綠波帶規(guī)劃方法在自適應(yīng)性和動(dòng)態(tài)調(diào)整能力存在顯著不足，難以應(yīng)對(duì)現(xiàn)代城市中日益復(fù)雜和多變的交通需求。這些問(wèn)題極大地限制了綠波帶在交通管理中的實(shí)際效用，亟需通過(guò)技術(shù)革新來(lái)加以改進(jìn)和完善。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提出一種城市動(dòng)態(tài)綠波帶自主規(guī)劃方法。

2、本發(fā)明的一種城市動(dòng)態(tài)綠波帶自主規(guī)劃方法，包括：

3、步驟1、進(jìn)行數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備和預(yù)處理；

4、步驟2、對(duì)動(dòng)態(tài)直連基礎(chǔ)綠波路徑進(jìn)行計(jì)算；

5、步驟3、對(duì)動(dòng)態(tài)補(bǔ)充基礎(chǔ)綠波路徑進(jìn)行計(jì)算；

6、步驟4、延伸兩種動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)綠波路徑，得到城市動(dòng)態(tài)綠波帶自主規(guī)劃結(jié)果。

7、進(jìn)一步地，所述步驟1包括如下步驟：

8、步驟1-1：路網(wǎng)分區(qū)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和預(yù)處理

9、從城市地圖中獲取每個(gè)路段的分區(qū)和地理信息，記錄每個(gè)路段的id、類(lèi)型、幾何形狀及其所屬的分區(qū)id；路段集合e表示為：

10、e＝{(e1,t1,z1,g1),(e2,t2,z2,g2),…,(en,tn,zn,gn)}

11、其中，每個(gè)元素(ei,ti,zi,gi)表示第i個(gè)路段的數(shù)據(jù)：ei為路段id，ti為路段類(lèi)型，zi為分區(qū)id，gi為路段幾何形狀；

12、步驟1-2：路段鏈接的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和預(yù)處理

13、計(jì)算路網(wǎng)中所有上游路段與下游路段的鏈接通行能力：將上游路段中通往下游路段的所有車(chē)道通行能力求和，作為鏈接通行能力；其中，每個(gè)車(chē)道的通行能力clane通過(guò)以下公式計(jì)算：

14、clane＝cbase×fw×fhv×fl×fs

15、其中，fw、fhv、fl和fs分別是車(chē)道寬度、重型車(chē)輛、停車(chē)、側(cè)向摩擦和交通信號(hào)燈的調(diào)整因子(由實(shí)際交通環(huán)境確定)。cbase表示車(chē)道基本通行能力，計(jì)算公式為：

16、

17、其中，max_speed、dresponse、dbarking、dsafe和lveh分別表示車(chē)道最大速度(m/s)、駕駛員反應(yīng)距離(m)、車(chē)輛剎車(chē)距離(m)、車(chē)輛最小安全距離(m)和車(chē)輛平均長(zhǎng)度(m)；

18、生成鏈接信息：將鏈接的通行能力、航向角和鏈接方向按照鏈接匯總成鏈接集合；步驟1-3：重心數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和預(yù)處理

19、計(jì)算每個(gè)路網(wǎng)分區(qū)的重心坐標(biāo)，為步驟1-5做準(zhǔn)備；

20、確定路網(wǎng)中距離重心最近的路段，為步驟1-7和步驟1-8做準(zhǔn)備；

21、步驟1-4：od需求矩陣的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和預(yù)處理

22、對(duì)預(yù)測(cè)的od需求矩陣進(jìn)行最短路徑交通分配，并統(tǒng)計(jì)出行路徑經(jīng)過(guò)各分區(qū)的頻次，從而將跨區(qū)需求拆分為不跨區(qū)的需求矩陣；按照頻次從大到小的順序重新排序od對(duì)。

23、步驟1-5：od重心方位角的計(jì)算

24、計(jì)算步驟1-4所得od對(duì)中d區(qū)重心相對(duì)與o區(qū)重心的方位角，為步驟2-1-4做準(zhǔn)備；給定起點(diǎn)分區(qū)zi的重心坐標(biāo)pi＝(xi,yi)和終點(diǎn)分區(qū)zj的重心坐標(biāo)pj＝(xj,yj)，計(jì)算方位角的公式如下：

25、

26、其中，θ∈[0,360)；函數(shù)arctan2(y,x)返回點(diǎn)(x,y)在平面直角坐標(biāo)系中的極角，單位為度數(shù)；“mod360”為模運(yùn)算，將角度限制在0到360度之間；δλ為經(jīng)度差，計(jì)算公式如下：

27、

28、為起點(diǎn)分區(qū)重心pi緯度的弧度值，計(jì)算公式如下：

29、

30、為終點(diǎn)分區(qū)重心pj緯度的弧度值，計(jì)算公式如下：

31、

32、步驟1-6：綠波避開(kāi)路段的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和預(yù)處理

33、匯總未來(lái)時(shí)段因大事件、交通事故或者常規(guī)性擁堵而導(dǎo)致不能通行的路段id，并其旅行事件設(shè)為無(wú)窮大，以確保在后續(xù)步驟中將其剔除；集合表達(dá)為：

34、edelete＝{e1,e2,…,en}

35、步驟1-7：邊緣出口路段鏈接的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和預(yù)處理

36、使用dijkstra最短路徑算法在當(dāng)前分區(qū)的路網(wǎng)上，查找每個(gè)分區(qū)內(nèi)重心可達(dá)的邊緣出口路段及其下游路段，以保證基于該鏈接生成的綠波路徑能有效地將車(chē)流從o區(qū)重心附近引導(dǎo)至其他位置，擴(kuò)大綠波路徑在o的服務(wù)范圍；其中，分區(qū)內(nèi)邊緣出口路段鏈接信息應(yīng)包括：邊緣出口路段id分區(qū)編號(hào)(zi)、所在道路名和類(lèi)型下游路段id分區(qū)編號(hào)(zk)、所在道路名和類(lèi)型鏈接的通行能力(cj)、航向角(hj)和方向(lj)；該信息用集合linkout表示，具體描述如下：

37、

38、步驟1-8：邊緣入口路段鏈接的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和預(yù)處理

39、使用dijkstra最短路徑算法，查找每個(gè)分區(qū)內(nèi)可達(dá)重心的邊緣入口路段及其上游路段，以保證基于該鏈接生成的綠波路徑能夠有效地將車(chē)流從d區(qū)邊緣位置引導(dǎo)至重心附近，擴(kuò)大綠波路徑在d區(qū)的服務(wù)范圍。其中，分區(qū)內(nèi)邊緣入口路段鏈接信息應(yīng)包括：上游路段id分區(qū)編號(hào)(zk)、所在道路名和類(lèi)型邊緣入口路段id分區(qū)編號(hào)(zi)、所在道路名和類(lèi)型鏈接通行能力(cj)、航向角(hj)和方向(lj)；該信息用集合linkin表示，具體描述如下：

40、

41、進(jìn)一步地，所述步驟2中包括如下步驟：

42、步驟2-1：篩選路段

43、從步驟1-8的結(jié)果中，篩選上游路段位于o區(qū)且邊緣入口路段位于d區(qū)的所有鏈接，并剔除包含步驟1-6中封閉路段的鏈接；

44、步驟2-2：處理重復(fù)路段

45、從步驟2-1所得結(jié)果中篩選路段不重復(fù)的鏈接；具體步驟為：

46、(1)依次按照上游路段和邊緣入口路段分組；

47、(2)組內(nèi)按照鏈接方向li排序，優(yōu)先順序?yàn)閧s,r,l,t}；

48、(3)若方向li相同時(shí)，按照鏈接通行能力ci從大到小排序；

49、(4)保留每組第一個(gè)鏈接，即盡可能方向是直行，且鏈接通行能力最大的鏈接；步驟2-3：處理重復(fù)道路名

50、從步驟2-2所得結(jié)果中篩選出道路名不同的鏈接；具體步驟為：

51、(1)依次按照上游路段的道路名和邊緣入口路段的道路名分組；

52、(2)每組鏈接按照鏈接方向li排序，優(yōu)先順序?yàn)閧s,r,l,t}；

53、(3)若方向li相同，則按照鏈接通行能力從大到小排序；

54、(4)保留每組第一個(gè)鏈接，即選擇鏈接方向盡可能是直行，且鏈接通行能力最大的鏈接)；

55、步驟2-4：篩選鏈接流向

56、(1)獲取步驟1-5中d區(qū)重心相對(duì)與o區(qū)重心的方位角θij；

57、(2)設(shè)偏移角度α，從步驟2-3所得結(jié)果中篩選出航向角在方位角加減偏移角范圍內(nèi)的路徑；

58、步驟2-5：排序鏈接

59、對(duì)步驟2-4篩選出的鏈接進(jìn)行多維度排序，考慮路段類(lèi)型、通行能力和鏈接方向；具體排序步驟如下：

60、(1)首先根據(jù)邊緣入口路段類(lèi)型的優(yōu)先順序進(jìn)行排序，優(yōu)先級(jí)從高到低依次為：primary,secondary,motorway,trunk,motorway_link,trunk_link,primary_link,residential；

61、(2)如果邊緣入口路段類(lèi)型相同，則根據(jù)上游路段類(lèi)型進(jìn)行相同優(yōu)先級(jí)的排序；

62、(3)對(duì)于邊緣入口路段類(lèi)型和上游路段類(lèi)型均相同的鏈接，按照鏈接的通行能力cj從大到小排序；

63、(4)如果鏈接的通行能力cj相同，再按照鏈接方向lj排序，優(yōu)先級(jí)為{s,r,l,t}；

64、排序后的鏈接集合表示為：

65、

66、步驟2-6：累加鏈接通行能力

67、對(duì)步驟2-5所得鏈接集合中的各鏈接通行能力依次累加，并進(jìn)行步驟2-7的判斷；

68、步驟2-7：判斷累加量

69、判斷累加后的鏈接通行能力是否達(dá)到步驟1-4的od需求量；

70、(1)如果鏈接通行能力大于或者等于od需求量，說(shuō)明當(dāng)前累加的鏈接通行能力足以滿(mǎn)足od對(duì)的需求；因此，結(jié)束累加鏈接通行能力，并將累加的鏈接添加至該od之間直連的基礎(chǔ)綠波路徑集中；該基礎(chǔ)綠波路徑集合表達(dá)為：

71、

72、(2)否則，繼續(xù)判斷是否為最后一個(gè)鏈接：

73、若不是最后一個(gè)鏈接，則將累加的鏈接添加至直連的基礎(chǔ)綠波路徑集中；同時(shí)，返回繼續(xù)執(zhí)行步驟2-6；

74、若是最后一個(gè)鏈接，則執(zhí)行步驟2-8，即進(jìn)入遞補(bǔ)步驟；

75、步驟2-8：篩選候補(bǔ)鏈接

76、從步驟2-3篩選后的鏈接集合中提取未被使用的鏈接，即不在直連的基礎(chǔ)綠波路集合中的鏈接；

77、步驟2-9：排序候補(bǔ)鏈接

78、對(duì)步驟2-8所得候補(bǔ)鏈接，按照步驟2-5的排序方式進(jìn)行排序，并按順序繼續(xù)在步驟2-7的結(jié)果之上，累加各鏈接通行能力，并進(jìn)行步驟2-10的判斷；排序后的候補(bǔ)鏈接集合表達(dá)如下：

79、

80、步驟2-10：判斷累加量

81、判斷累加后的鏈接通行能力是否滿(mǎn)足步驟1-4的od對(duì)需求量；

82、(1)如果是，說(shuō)明當(dāng)前累加的鏈接通行能力已經(jīng)足夠滿(mǎn)足od對(duì)的需求；因此，結(jié)束累加過(guò)程，并將累加的鏈接添加到該od之間直連的基礎(chǔ)綠波路徑集合中；

83、(2)如果不是，繼續(xù)判斷是否為最后一個(gè)鏈接：

84、若不是最后一個(gè)鏈接，則將累加過(guò)的鏈接添加到直連的基礎(chǔ)綠波路徑集合中；同時(shí)，返回繼續(xù)執(zhí)行步驟2-9，繼續(xù)累加下一個(gè)鏈接的通行能力；

85、若是最后一個(gè)鏈接，則說(shuō)明經(jīng)過(guò)遞補(bǔ)后，仍無(wú)法在現(xiàn)有的od之間的直連鏈接中找到其他可行路徑，需額外執(zhí)行步驟3，進(jìn)入補(bǔ)充綠波路徑的計(jì)算。

86、進(jìn)一步地，所述步驟3中：對(duì)于od之間直連的基礎(chǔ)綠波路徑無(wú)法滿(mǎn)足需求時(shí)，需要借助其他分區(qū)的路段生成補(bǔ)充的基礎(chǔ)綠波帶路徑；在此過(guò)程中，需提取步驟2中o區(qū)未使用的邊緣出口鏈接，以及d區(qū)未使用的邊緣入口鏈接，并以多對(duì)多方式尋找兩鏈接的最短路徑，從中選擇能夠滿(mǎn)足od需求量的最短路徑作為補(bǔ)充的基礎(chǔ)綠波路徑：具體包括如下步驟：

87、步驟3-1：選擇od對(duì)的承接步驟2-10，從未滿(mǎn)足od需求的od對(duì)中提取o區(qū)和d區(qū)的編號(hào)zo和zd；

88、步驟3-2：選擇起始鏈接

89、從步驟1-7的結(jié)果linkout中，篩選邊緣出口路段位于o區(qū)且下游路段位于非d區(qū)的所有鏈接，形成起始鏈接集合；

90、步驟3-3：處理重復(fù)路段

91、承接步驟3-2的結(jié)果，參照步驟2-2的處理方式，僅保留起始鏈接集合中邊緣出口路段或者下游路段相同的一個(gè)鏈接；

92、步驟3-4：處理重復(fù)道路名

93、承接步驟3-3的結(jié)果，參照步驟2-3的處理方式，保留出口或下游路段的道路名重復(fù)的一個(gè)鏈接；

94、步驟3-5：剔除已選道路

95、在步驟3-4所得結(jié)果中剔除出口路段下游路段及其道路名與直連的基礎(chǔ)綠波路徑集合中對(duì)應(yīng)元素重復(fù)的鏈接，并進(jìn)一步刪除包含步驟1-6需要剔除路段的鏈接；處理后的鏈接集合表達(dá)式如下：

96、

97、步驟3-6：篩選終止鏈接

98、從步驟1-8的結(jié)果linkin中篩選上游路段不屬于o區(qū)且邊緣入口路段位于d區(qū)的所有鏈接，形成終止鏈接集合；

99、步驟3-7：處理重復(fù)路段

100、承接步驟3-6的結(jié)果，參照步驟2-2的處理方式，僅保留終止鏈接集合中上游路段或者邊緣入口路段相同的一個(gè)鏈接；

101、步驟3-8：處理重復(fù)道路名

102、承接步驟3-7的結(jié)果，參照步驟2-3的處理方式，保留邊緣入口路段的道路名和上游路段的道路名重復(fù)的一個(gè)鏈接；

103、步驟3-9：剔除已選道路

104、從步驟3-8所得結(jié)果中剔除鏈接中入口路段上游路段及其所在道路名與直連的基礎(chǔ)綠波路徑集合中對(duì)應(yīng)元素重復(fù)的鏈接；然后，進(jìn)一步刪除步驟1-6需要剔除路段的鏈接；處理后的鏈接集合表達(dá)式如下：

105、

106、步驟3-10：計(jì)算最短路徑

107、在剔除步驟1-6中標(biāo)記路段的路網(wǎng)中，使用dijkstra算法計(jì)算步驟3-5所得集合中各鏈接到步驟3-9所得集合中各鏈接的最短路徑、路徑距離和路徑通行能力；

108、步驟3-11：剔除已選路徑

109、從步驟3-10所得最短路徑集合中過(guò)濾出任一路段不在直連的基礎(chǔ)路徑集合中的元素，從而避免補(bǔ)充的基礎(chǔ)綠波路徑與步驟2所得的od直連的基礎(chǔ)綠波路徑重復(fù)；

110、步驟3-12：添加鏈接方向序列

111、借助步驟1-2的結(jié)果，確定步驟3-11所得路徑中相鄰兩路段的鏈接方向序列l(wèi)k；

112、步驟3-13：篩選鏈接方向

113、借助步驟3-12所得鏈接方向序列，從步驟3-11所得路徑集合中優(yōu)先篩選出至多包含一種非直鏈接方向l，即非s的路徑；

114、步驟3-14：篩選道路名

115、承接步驟3-13的結(jié)果，繼續(xù)篩選出各路段所在道路名r小于等于2的路徑，從而保證路徑僅有依次變換道路；篩選后的路徑集合可以表示為：

116、

117、其中，路徑pathk是由一系列路段{ek1,ek2,…,ekn}組成，k是路徑的索引集合，rk表示路徑k所有路段所在道路名構(gòu)成的集合；

118、步驟3-15：處理起始鏈接重復(fù)的路徑

119、對(duì)起始鏈接重復(fù)的路徑進(jìn)行篩選，以避免后續(xù)選擇的路徑因共享起始部分路段而導(dǎo)致各路徑通行能力之和不滿(mǎn)足od需求的問(wèn)題；

120、步驟3-16：處理終止鏈接重復(fù)的路徑

121、對(duì)終止鏈接重復(fù)情況進(jìn)行處理，以避免后續(xù)選擇的路徑因共享結(jié)束部分路段而導(dǎo)致各路徑通行能力和不滿(mǎn)足od需求的問(wèn)題；

122、步驟3-17：排序備選路徑

123、對(duì)步驟3-16所得的od最終備選的基礎(chǔ)綠波路徑按照路徑距離從小到大排序；

124、步驟3-18：累加備選路徑通行能力

125、對(duì)步驟3-17所得基礎(chǔ)綠波路徑，按照先后順序?qū)⒏髀窂降耐ㄐ心芰?，累加至步驟2-11所得的鏈接通行能力，并進(jìn)行一次步驟3-19的判斷；

126、步驟3-19：判斷需求量

127、判斷累加值是否小于步驟1-4的od對(duì)需求量；

128、(1)如果是，則返回繼續(xù)執(zhí)行步驟3-18，累加下一個(gè)路徑的通行能力；

129、(2)如果不是，則說(shuō)明當(dāng)前尋找到直連的和補(bǔ)充的基礎(chǔ)綠波路徑已經(jīng)可以滿(mǎn)足od對(duì)未來(lái)1小時(shí)需求量的通行；因此，結(jié)束累加過(guò)程，并將該路徑添加到該od之間補(bǔ)充的基礎(chǔ)綠波路徑集中；同時(shí)，開(kāi)始處理下一需要補(bǔ)充基礎(chǔ)綠波路徑的od對(duì)，直到完成所有需要補(bǔ)充的od對(duì)的處理。

130、進(jìn)一步地，所述步驟3-15包括如下步驟：

131、步驟3-15-1：路徑分組

132、對(duì)步驟3-14所得路徑集，按照每個(gè)路徑的第一個(gè)路段ek1分組，將起始鏈接重復(fù)的路徑整合到一起，方便后續(xù)處理和篩選；

133、步驟3-15-2：組內(nèi)排序

134、對(duì)步驟3-15-1所得每個(gè)分組內(nèi)的路徑pathk按照路徑距離dk從小到大排序；

135、步驟3-15-3：組間排序

136、對(duì)步驟3-15-2所得分組，按照每組第一個(gè)路徑的路徑距離從小到大排序；排序后的路徑集合表示為：

137、

138、其中，ek1表示路徑pathk的第一個(gè)路段，e(k+1)1表示路徑pathk+1的第一個(gè)路段，表示以ek1為起始路段的路徑組中第i個(gè)路徑的路徑距離，表示以ek1為起始路段的路徑組中第i+1個(gè)路徑的路徑距離，表示以ek1為起始路段的路徑組中第1個(gè)路徑的路徑距離；

139、步驟3-15-4：查找各組重復(fù)路段

140、對(duì)步驟3-15-3所得路徑，沿起始鏈接到終止鏈接方向查找連續(xù)重復(fù)的路段；

141、步驟3-15-5：計(jì)算各組重復(fù)路段的通行能力

142、借助步驟1-2的結(jié)果，計(jì)算步驟3-15-4所得每組重復(fù)部分的路段通行能力；

143、步驟3-15-6：累加各組重復(fù)路徑的通行能力

144、對(duì)步驟3-15-4所得每組路徑，按照組內(nèi)順序累加各路徑的通行能力，并進(jìn)行步驟3-15-7的判斷；

145、步驟3-15-7：判斷各組累加值

146、判斷累加的路徑通行能力是否大于步驟3-15-5的結(jié)果：

147、(1)如果不是，說(shuō)明起始重復(fù)路段的通行能力能夠保證已累加通行能力的路徑以最大通行能力分流，并且還可以再增加分支路徑進(jìn)行分流；因此，繼續(xù)執(zhí)行步驟3-15-6，并將該路徑添加至初步備選的基礎(chǔ)綠波路徑集

148、(2)如果是，則說(shuō)明累加當(dāng)前分支路徑通行能力后，起始重復(fù)路段的通行能力已經(jīng)無(wú)法保證各支路以最大通行能力分流，即各支路實(shí)際通行能力將小于其最大通行能力；因此，需要結(jié)束該組路徑的篩選，并從步驟3-15-4開(kāi)始篩選下一組路徑，直到完成所有組的重復(fù)路徑篩選。

149、進(jìn)一步地，所述步驟3-16包括如下步驟：

150、步驟3-16-1：路徑分組

151、對(duì)步驟3-15所得路徑集按照每個(gè)路徑pathk的最后一個(gè)路段ekn分組，將終止鏈接重復(fù)的路徑整合到一起，方便后續(xù)篩選結(jié)束部分存在重復(fù)的路徑；

152、步驟3-16-2：組內(nèi)排序

153、對(duì)步驟3-16-1所得的每個(gè)分組內(nèi)的路徑pathk按照路徑距離dk從小到大排序；

154、步驟3-16-3：組間排序

155、對(duì)步驟3-16-2所得的分組，按照每組第一個(gè)路徑的路徑距離從小到大排序；排序后的路徑集合表示為：

156、

157、其中，ekn表示路徑pathk的最后一個(gè)路段，e(k+1)n表示路徑pathk+1的最后一個(gè)路段，表示以ekn為起始路段的路徑組中第i個(gè)路徑的路徑距離，表示以ekn為起始路段的路徑組中第i+1個(gè)路徑的路徑距離，表示以ekn為起始路段的路徑組中第1個(gè)路徑的路徑距離；

158、步驟3-16-4：查找各組重復(fù)路段

159、對(duì)步驟3-16-3所得路徑，沿終止鏈接到起始鏈接方向查找連續(xù)重復(fù)的路段；

160、步驟3-16-5：計(jì)算各組重復(fù)路段的通行能力

161、借助步驟1-2的結(jié)果，計(jì)算每組重復(fù)部分的路段通行能力；

162、步驟3-16-6：累加各組重復(fù)路徑的通行能力

163、對(duì)步驟3-16-4所得路徑，按照組內(nèi)先后順序累加各路徑的通行能力，進(jìn)行步驟3-16-7的判斷；

164、步驟3-16-7：判斷各組累加值

165、判斷累加的路徑通行能力是否大于步驟3-16-5的結(jié)果：

166、(1)如果不是，說(shuō)明終止重復(fù)路段的通行能力能夠支撐已累加通行能力的路徑以最大通行能力匯入，并且還可以再增加上游分支路徑的匯入；因此，繼續(xù)執(zhí)行步驟3-16-6，并將該路徑添加至最終備選的基礎(chǔ)綠波路徑

167、(2)如果是，則說(shuō)明累加當(dāng)前分支路徑通行能力后，終止重復(fù)路段的通行能力已經(jīng)無(wú)法支撐各支路以最大的通行能力的匯入；因此，需要結(jié)束該組路徑的篩選，并從步驟3-16-4開(kāi)始篩選下一組路徑，直到完成所有組的重復(fù)路徑篩選。

168、進(jìn)一步地，所述步驟4包括：

169、步驟4-1：基礎(chǔ)綠波路徑匯總

170、按照步驟1-4所得的od對(duì)順序，匯總步驟2所得直連的基礎(chǔ)綠波路徑和步驟3所得補(bǔ)充的基礎(chǔ)綠波路徑匯總后的od基礎(chǔ)綠波路徑集合表示為：

171、

172、其中，基礎(chǔ)綠波路徑pathk由一系列的路段id構(gòu)成，具體表示為：

173、pathk＝(e1,e2,…,en)

174、其中，e1為基礎(chǔ)綠波路徑的起點(diǎn)，且e1屬于o區(qū)(e1∈zo)；en為基礎(chǔ)綠波路徑的終點(diǎn)，且en屬于d區(qū)(en∈zd)；

175、步驟4-2：終止方向路徑擴(kuò)展

176、對(duì)步驟4-1所得基礎(chǔ)綠波路徑集合的任一路徑，借助終點(diǎn)路段向d區(qū)延伸該路徑，使得綠波路徑服務(wù)d區(qū)的更多路段；

177、步驟4-3：沿起始方向的路徑擴(kuò)展

178、對(duì)步驟4-2所得基礎(chǔ)綠波路徑集合的任一路徑，借助起點(diǎn)路段向o區(qū)延伸該路徑，使得綠波路徑服務(wù)o區(qū)更多路段。

179、進(jìn)一步地，所述步驟4-2包括：

180、步驟4-2-1：查找終點(diǎn)下游路段

181、借助步驟1-2所得路網(wǎng)的鏈接數(shù)據(jù)，查找步驟4-1所得路徑中終點(diǎn)路段鏈接的所有下游路段id以及鏈接方向；若找不到下游路段，則結(jié)束路徑向終止方向的延伸；若存在下游路段，則執(zhí)行步驟4-2-2；

182、步驟4-2-2：檢查終點(diǎn)下游路段

183、判斷是否存在鏈接方向?yàn)橹毙?s)的下游路段；若不存在，則結(jié)束路徑向終止方向的延伸；若存在直行鏈接方向，則提取直行的下游路段，并執(zhí)行步驟4-2-3；

184、步驟4-2-3：確定終點(diǎn)下游路段

185、繼續(xù)判斷鏈接方向?yàn)橹毙械乃邢掠温范问欠駥儆赿區(qū)；若均不屬于，結(jié)束路徑向終止方向的延伸；若存在屬于d區(qū)的下游路段，則提取屬于d區(qū)的所有下游路段id，并執(zhí)行步驟4-2-4；

186、步驟4-2-4：剔除封閉或擁堵路段

187、對(duì)步驟4-2-3所得終點(diǎn)下游路段集合，剔除步驟1-6的封閉或擁堵路段；

188、步驟4-2-5：生成新終點(diǎn)路段

189、借助步驟1-2的結(jié)果，計(jì)算基礎(chǔ)綠波路徑終點(diǎn)路段與步驟4-2-4所得每個(gè)路段的鏈接通行能力；然后，從中選擇鏈接通行能力最大的下游路段，作為該路徑的新終點(diǎn)路段，并繼續(xù)執(zhí)行步驟4-2-1，直到完成所有基礎(chǔ)綠波路徑向終止方向的延伸。

190、進(jìn)一步地，所述步驟4-3包括：

191、步驟4-3-1：查找起點(diǎn)上游路段

192、借助步驟1-2所得路網(wǎng)的鏈接數(shù)據(jù)，查找鏈接到起點(diǎn)路段的所有上游路段id以及鏈接方向；若找不到上游路段，則結(jié)束路徑向起點(diǎn)方向的延伸；若存在上游路段，則執(zhí)行步驟4-3-2；

193、步驟4-3-2：檢查起點(diǎn)上游路段

194、判斷是否存在鏈接方向?yàn)橹毙?s)的上游路段；若不存在，則結(jié)束路徑向起點(diǎn)方向的延伸；若存在直行鏈接方向，則提取直行的上游路段，并執(zhí)行步驟4-3-3；

195、步驟4-3-3：確定起點(diǎn)上游路段

196、繼續(xù)判斷鏈接方向?yàn)橹毙械乃猩嫌温范问欠駥儆趏區(qū)；若均不屬于，結(jié)束路徑向終止方向的延伸；若存在屬于o區(qū)的上游路段，則提取屬于o區(qū)的所有上游路段id，并執(zhí)行步驟4-3-4；

197、步驟4-3-4：剔除封閉或擁堵路段

198、對(duì)步驟4-3-3所得終點(diǎn)下游路段集合，剔除步驟1-6的封閉或擁堵路段；

199、步驟4-3-5：生成新起點(diǎn)路段

200、借助步驟1-2-3的結(jié)果，計(jì)算步驟4-3-4所得每個(gè)路段與起點(diǎn)路段的鏈接通行能力；然后，從中選擇鏈接通行能力最大的上游路段，作為該路徑的新起點(diǎn)路段，并返回繼續(xù)執(zhí)行步驟4-3-1，直到完成所有基礎(chǔ)綠波路徑向起點(diǎn)方向的延伸。

201、有益效果

202、本發(fā)明主要包括如下有益效果：

203、1、自主規(guī)劃綠波路徑

204、通過(guò)自動(dòng)分析od流量和路網(wǎng)特性，本發(fā)明的系統(tǒng)能夠在無(wú)需人工干預(yù)的情況下，自主選擇和規(guī)劃最優(yōu)的綠波路徑。這使得綠波帶可以根據(jù)實(shí)時(shí)的交通情況動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而提高綠波帶的靈活性和適應(yīng)性，有效減少交通瓶頸和延誤。

205、2、自主規(guī)避封閉路段

206、本發(fā)明通過(guò)整合實(shí)時(shí)或預(yù)測(cè)的交通數(shù)據(jù)，能夠自動(dòng)規(guī)避封閉路段、事故點(diǎn)、施工區(qū)域和擁堵路段。這一功能確保了綠波帶在各種復(fù)雜和突發(fā)交通狀況下的持續(xù)有效性，從而維持路網(wǎng)的整體通行能力，避免因封閉路段失效而引發(fā)的交通混亂。

207、3、動(dòng)態(tài)響應(yīng)od需求

208、本發(fā)明的系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)的od需求，動(dòng)態(tài)調(diào)整綠波路徑的數(shù)量和布局，確保綠波路徑的通行能力與實(shí)際需求匹配。這種動(dòng)態(tài)調(diào)整的能力不僅提升了綠波帶的利用效率，還顯著改善了城市交通的整體流動(dòng)性，優(yōu)化了車(chē)輛的通行時(shí)間。

209、本發(fā)明解決了如下技術(shù)問(wèn)題：

210、1、本發(fā)明解決了人工規(guī)劃綠波路徑的局限性

211、本發(fā)明能夠基于od流量特性和路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的分析，自主規(guī)劃未來(lái)一小時(shí)內(nèi)的最優(yōu)綠波路徑，無(wú)需人工介入綠波路徑的規(guī)劃。通過(guò)這一技術(shù)，大幅提升了綠波帶的靈活性，使其能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜多變的交通環(huán)境，減少因人工設(shè)置不合理而導(dǎo)致的交通瓶頸和不必要的延誤。

212、2、本發(fā)明解決了傳統(tǒng)綠波帶規(guī)劃無(wú)法規(guī)避封閉路段的問(wèn)題

213、本發(fā)明通過(guò)整合實(shí)時(shí)或預(yù)測(cè)的交通信息，包括路段封閉、事故、施工和擁堵等數(shù)據(jù)，在未來(lái)一小時(shí)的綠波路徑規(guī)劃中自主規(guī)避受影響的路段。這一功能確保了綠波帶的持續(xù)有效性，即使在突發(fā)事件或異常交通狀況下，也能維持路網(wǎng)的整體通行能力，避免因封閉路段導(dǎo)致的綠波帶失效而引發(fā)的交通混亂。

214、3、本發(fā)明解決了傳統(tǒng)綠波帶規(guī)劃無(wú)法響應(yīng)動(dòng)態(tài)od需求的問(wèn)題

215、本發(fā)明基于預(yù)測(cè)的od需求變化，能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整綠波路徑的數(shù)量和布局，確保od之間的綠波路徑通行能力總和能夠滿(mǎn)足未來(lái)一小時(shí)的od需求。這一技術(shù)創(chuàng)新有效提高了綠波帶的利用效率，同時(shí)緩解了交通擁堵，為城市交通管。