(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211080849.5 (22)申请日 2022.09.05 (71)申请人 广州市交通 运输研究院有限公司 地址 510000 广东省广州市天河区先烈东 横路36号大院10号楼二楼 (72)发明人 苏跃江　李晓玉　袁敏贤　吴德馨　 杨兴清　 (74)专利代理 机构 广州赤信知识产权代理事务 所(普通合伙) 44552 专利代理师 龚素琴 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/18(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 16/2458(2019.01)G06F 16/29(2019.01) G06K 9/62(2022.01) G08G 1/01(2006.01) G08G 1/017(2006.01) G07B 15/06(2011.01) (54)发明名称 一种高速公路网络布局结构适配性评估方 法及系统 (57)摘要 本发明公开一种高速公路网络布局结构适 配性评估方法及系统， 本发明包括以下步骤： 构 建网络模型： 构建车流数据库及公路网络结构 模 型； 溯源车流OD： 高速公路车流OD分析与溯源； 评 估网络结构： 基于车流数据库和公路网络结构 模 型， 计算分析高速公路网络可达性、 网络结构中 心与出行需求中心匹配度， 通过匹配度指标衡量 网络结构布局的适配性； 优化结构策略： 基于适 配性计算结果提出高速公路网络结构优化思路 和策略。 本发明对高速公路网络评估、 优化及规 划均具有重要意 义。 权利要求书4页 说明书11页 附图3页 CN 115455534 A 2022.12.09 CN 115455534 A 1.一种高速公路网络布局结构适配性评估方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 构建网络模型： 构建车流数据库及公路网络结构模型； 溯源车流OD： 高速公路车流OD分析与溯源； 评估网络结构： 基于车流数据库和公路网络结构模型， 计算分析高速公路网络可达性、 网络结构中心与出 行需求中心匹配度， 通过匹配度指标衡量网络结构布局的适配性； 优化结构策略： 基于适配性计算结果 提出高速公路网络结构优化思路和策略。 2.根据权利要求1所述的一种高速公路网络布局结构适配性评估方法， 其特征在于， 所 述构建车流数据库是采集包含高速公路收费数据和道路高清卡口车牌识别数据： 并通过高 速公路收费站位置、 道路高清卡口位置与网络结构交通 地理信息建立空间关联关系获得； 所述构建公路网络结构模型包括构建高速公路结构模型和 划分交通小区。 3.根据权利要求2所述的一种高速公路网络布局结构适配性评估方法， 其特征在于， 所 述溯源车流OD是基于高速公路收费数据和道路高清卡口车牌识别数据进 行溯源， 即将高速 公路收费站OD延伸至城市道路得到单个车辆实际出发和到达的起讫点OD分布， 将OD集聚划 分至交通小区的一种车流OD溯源方式。 4.根据权利要求3所述的一种高速公路网络布局结构适配性评估方法， 其特征在于， 所 述溯源车流OD方式的具体过程 为： Step1： 高速公路收费站OD识别 (1)构建单个车辆高速公路出行信息库； 建立车辆高速公路出入口的收费站序列{Xs1, Xs2,Xs3......,Xsn}和车辆高速公路出入口的出入时间序列{Ts1,Ts2,Ts3......,Tsn}， 其中n 为研究时段内该车辆所经过收费站总次数， Xsi为研究时段内该车辆经过的第i个收费站， Tsi为研究时段内该 车辆通过第i个收费站的时间， 有i∈(1,n)； (2)分割出行信息， 提取高速收费OD； 单个车辆的每天收费记录包含多个收费出行信息 记录， 将车辆经过所有高速公路收费站的出行信息进行分割提取收费站OD， 每个车辆的出 行序列分割为{(Os1,Ds1,OTs1,DTs1),(Os2,Ds2,OTs2,DTs2)......,(Osm,Dsm,OTsm,DTsm)}， (Osi, Dsi,OTsi,DTsi)分别为研究时段该车辆在第i段高速收费OD的起点、 终点、 起点的进入时间及 终点的出去时间， i∈(1,m)， m≤n/2； Step2： 高速公路收费站OD 延伸 (1)建立卡口识别数据感知序列； 建立道路高清卡口识别数据的感知序列{Xk1,Xk2, Xk3......,Xkq}和卡口识别时间序列{Tk1,Tk2,Tk3......,Tkq}， 其中q为研究时段内该车辆 所 经过的卡 口总数， Xki为研究时段内该车辆经过的第i个卡 口， Tki为研究时段内该车辆经过 第i个卡口 的时间， i∈(1,q)； (2)构建单个车辆出行信息库； 提取有高速公路收费站出行OD车辆的高清卡口感知序 列， 将高清卡口识别数据的感知序列与高速公路收费OD序列按照时间拼接， 每个车辆的出 行序列拼接为{Xk1,...,Os1,...,Ds1,...,Xki,...,Osm,...,Dsm,...,Xkq}， 对应的时间序列为 {Tk1,...,OTs1,...,DTs1,...,Tki,...,OTsm,...,DTsm,...,Tkq}； (3)根据行程时间阈值判别单次OD出行； 设定行程时间阈值为B， 根据行程时间阈值辨 别单次出行， 若 前1个序列点与后1个序列点的时间差小于或等于行程时间阈值B， 则认 为两 个序列点同属同一次出行； 若 大于行程时间阈值B， 则第2个序列点属于下次出行； 根据相 邻 两个序列点是否属于同一次出 行， 提取每 个车辆的出 行OD链；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115455534 A 2(4)高速出行OD提取； 将出行OD中含有收费站OD的出行OD提取出来， 获得个体车辆在高 速公路上 行驶过的出 行OD信息； Step3交通小区OD集计； 将取得的个体车辆出行OD信息， 结合车辆最后途径的卡口位置 和交通小区划分信息， 将车流OD集成到交通小区， 进 而实现车流OD溯源分析。 5.根据权利要求4所述的一种高速公路网络布局结构适配性评估方法， 其特征在于， 所 述评估网络结构是基于高速公路整体出行OD数据， 从网络、 节点、 路段三个维度对高速公路 网络的结构进 行评估， 网络层面评估高速公路 网络的可达性， 节点层面、 路段面评估高速公 路网络的结构适配性； 其具体过程如下： (1)高速公路网络可达性评估： 包括交通小区高速公路网络可达性评估和区域高速公 路网络可达性评估； (101)交通小区高速公路网络可达性评估是衡量交通小区到达高速公路网络系统的便 利程度： 基于车辆高速公路出行OD信息， 计算以交通小区i质心 点为出行起点或讫点的车辆 到达高速公路收费站的平均行程时间作为该交通小区的高速可达性Di： 式中： Di—第i个交通小区的高速公路网络可达性； Tin—出行起点位于交通小区i， 从交 通小区i上高速公路的时间； Tmi—出行终点位于交通小区i， 车流OD下高速到达交通小区i的 时间； N— 车流O集成到交通小区i的数量； M— 车流D集成到交通小区i的数量； (102)区域高速公路网络可达性评估是衡量区域到达高速公路网络的便利程度： 基于 车辆高速公路出行OD信息， 计算以某一区域内的各交通小区质心点为出行起点或起点的车 辆到达高速收费站的平均行程时间； 作为区域的高速可达性D： 式中： D—该区域的高速公路可达性； Di—第i个交通小区的高速公 路可达性； Mi—第i个交通小区的车流 量； I—某一区域内交通小区的个数； (2)高速公路网络结构适配性评估： 以节点和路段为维度， 分别测算高速网络结构中介 指标和出 行需求中介指标， 判别网络结构运行中心与网络实际运行中心的匹配程度； (201)生成节点最短路径集： 基于高速公路网络结构模型， 以交通小区质心点为出行的 起讫点， 生成交通小区质心点之间的最短路径集； (202)网络结构中介指标测算： 包括立交节点中介指标和路段结构中介指标， 分别从立 交转换和高速路段在网络结构中的重要性进行计算； (2021)立交节点中介指标： 统计交通小区质心点之间最短路径经过立交的条数， 该立 交转换路径占最短路径总条 数的比例为 立交节点中介指标； 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115455534 A 3