基于聚类算法的交通网络节点重要性评价方法研究

发布时间：2021-11-06 07:33

　　评估交通网络中节点的重要性,识别出对网络效率起着重要作用的关键节点,对于预防和降低交通拥堵和交通事故等事件对路网整体效率的影响具有重要意义。为识别出关键节点,研究了一种基于聚类算法的交通网络节点重要性评价方法:将道路交通网络抽象为无向加权网络,以节点介数、节点交通量和PageRank值作为节点重要性评价指标,利用基于K-Means算法和随机森林加权的改进FCM算法确定交通网络节点重要性,适用于中小城市道路交通网络。实证分析表明,改进算法的聚类性能明显提高,目标函数值和迭代次数分别降低88.70%和61.54%,同时算法误判率也仅为5.50%,验证了所提出的方法可以更为客观地刻画交通网络节点重要性程度,更为准确地动态辨识出关键节点。 

【文章来源】：交通信息与安全. 2020,38(02)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

道路交通网络模型构建示例

基于K-means算法和随机森林加权的改进FCM算法具体可以分为3个部分。(1)输入数据集，执行K-means算法，输出聚类中心；(2)利用随机森林算法确定指标权重；(3)将K-means算法得到的聚类中心作为随机森林加权的FCM算法的初始聚类中心，执行算法输出划分好的类和聚类中心。算法流程见图2。3.1 基于K-means算法的初始聚类中心确定方法

城市道路交通网络的关键节点随时间变化，某一时段的“重要”节点在下一时段可能不再“重要”。利用本文研究成果对工作日早高峰（07:30—08:30）、平峰（10:00—11:00）以及晚高峰（17:30—18:30）的节点重要性进行评估，将关键节点标注在图7中。在道路网中，有一部分交叉口无论早晚高峰还是平峰时段，交通需求都比较大，其在路网运营中的地位都极其重要，一旦失效可能造成交通网络运行效率大大降低甚至网络瘫痪的情况，如编号为84的交叉口，该交叉口位于城市最大的商业圈，周边分布着办公大厦以及一系列百货商城，使得该交叉口的交通早晚高峰时段和平峰时段都很繁忙。63号交叉口周边聚集了大量的办公大厦和住宅小区，在早晚高峰时段运营地位很重要。71号交叉口在早高峰和平峰时段运营地位重要，因其坐落在公园西侧，附近还分布着一些商业。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3479446