【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于区域拥堵网络的车辆用户出行路线决策方法，属于城市交通网络下的通信。
技术介绍
1、近年来，随着城市交通体系和道路管理都在不断改善和发展，但由于城市人口密度快速增长导致市内车流量也在快速升高，在城市居民出行高峰时段，例如上下班通勤、节假日期间以及道路维修，来自不同出行计划的车流会从各个方向汇聚于一条线路上，使得汽车数量突然增加，而现有道路无法负荷如此大的车流量，从而产生区域拥堵现象。
2、在此生活环境下，随着车联网技术的发展，人们对汽车等交通工具的需求早已不满足于单调出行，由于时间观念的加强，出行期间人们希望在汽车内可以完成更多的事务，而实现车内高质量的网络体验便是新兴的车辆边缘计算的任务，车辆边缘计算可以帮助将智能车辆产生的大量数据请求卸载到路边车辆任务处理基站，从而减少了由于高负荷任务导致的网络拥塞问题。
3、考虑有计算卸载任务的多用户出行场景，车辆用户的行驶路线若处于拥堵路况的范围内，将导致此路段车流量过大，从而引起同一路段许多车辆同时争夺通信和计算资源，进而导致车辆任务处理基站的卸载负荷加重，用户将获得较低的网络质量体验。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于针对上述现有技术的缺陷和不足，提出了一种基于区域拥堵网络的车辆用户出行路线决策方法，给车辆用户提供了一种出行路线决策，以及能缓解交通拥堵与通信网络资源阻塞的算法。首先系统提供备选路径，然后在博弈过程中用概率形式做出车辆用户的路线决策。在决策过程中，充分利用了博弈的纳什均衡特性
2、本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于区域拥堵网络的车辆用户出行路线决策方法，该方法包括如下步骤：
3、步骤1：构建区域拥堵网络的博弈模型，所述步骤1包括步骤1-1～步骤1-3：
4、步骤1-1：构建区域拥堵网络内车辆用户行驶产生的成本模型，包括行驶于畅行路径的时间成本估算模型、油耗成本估算模型、环境污染成本模型，以及行驶于拥堵路径的时间成本估算模型、油耗成本估算模型、环境污染成本模型；
5、进一步地，所述步骤1-1具体包括以下步骤：
6、步骤1-1-1：建立区域拥堵网络g(n,l)，其中n表示网络中的节点集合，节点是实际场景中的交叉路口；l表示网络中的边集合，边是实际场景中的有向路段，设e代表连接网络中相邻两个节点且长度为a的边，网络中的路径表示连接一对起始点到目的地(o-d)的所有边组成的有序集合，设w代表一组典型的o-d对，p表示网络中完成o-d段的所有路径的集合，k为集合p内所含路径总数，其中集合p内路径按照是否包含拥堵路段分为畅行路径与拥堵路径，集合内路径均为网络中的无环路径，设在初始t＝0时刻，畅行路径数与拥堵路径数分别为m与n，且m∈k，n∈k，在t＝t0(t0≠0)时刻m，n将随交通流状态进行动态变换，设共有n＝{1,2,3,...n}个车辆用户，车辆用户在区域拥堵网络内对同一o-d的出行路线决策为γn，其中γn＝0表示车辆用户决定行驶于畅行路径，γn＝1表示车辆用户决定行驶于拥堵路径；
7、步骤1-1-2：基于上述步骤1-1-1所建立区域拥堵网络下，构建车辆用户选择行驶于畅行路径的时间成本估算模型：
8、
9、其中tfree为车辆行驶于畅行路径所花费的时间成本；m为当前畅行路径所包含的路段数；va为车辆行驶于畅行路径的默认平均速度；
10、构建区域拥堵网络下车辆用户选择行驶于畅行路径的油耗成本估算模型：
11、
12、其中ffree为车辆行驶于畅行路径的油耗成本；fa为车辆行驶于畅行路径的百公里燃油消耗平均值；ok为k类型燃油的每公里油价；
13、构建区域拥堵网络下车辆用户选择行驶于畅行路径的环境污染成本模型：
14、
15、其中pfree为车辆行驶于畅行路径所产生的环境污染成本；k为汽车尾气污染物，选取主要污染物作为排放因子；rk为车辆行驶于畅行路径下对k型污染物的排放系数；δa为单位增加污染物类型所造成的环境成本；
16、步骤1-1-3：基于步骤1-1-1所建立区域拥堵网络下，构建车辆用户选择行驶于拥堵路径的时间成本估算模型，其中拥堵路径下包含个数为i的畅行路段与个数为j的拥堵路段，故构建行驶于畅行路段下的时间成本模型：
17、
18、其中gtc为车辆行驶于拥堵路径内畅行路段的基础时间成本；ni为拥堵路径内畅行路段数；
19、构建行驶于拥堵路段下的时间成本模型：
20、
21、其中etc为车辆行驶于拥堵路径内拥堵路段的时间成本；nj为拥堵路径内拥堵路段数；vaconj为车辆行驶于拥堵路段的拥堵临界速度；
22、对式4和式5进行求和，构建行驶于拥堵路径的总时间成本估算模型：
23、
24、其中tc为车辆用户选择行驶于拥堵路径所花费的总时间成本，包括车辆行驶于拥堵路径内畅行路段的基础时间成本gtc以及车辆行驶于拥堵路径内拥堵路段的时间成本etc；
25、构建区域拥堵网络下车辆用户选择行驶于拥堵路径的油耗成本估算模型，与上述时间成本估算同理，需构建行驶于拥堵路径内所含畅行路段下的时间成本模型：
26、
27、其中gfc为车辆行驶于拥堵路径内畅行路段的基础油耗成本；fa为车辆行驶于拥堵路径内所含畅行路段的百公里燃油消耗平均值；
28、构建行驶于拥堵路段下的油耗成本模型：
29、
30、其中efc为车辆行驶于拥堵路径内拥堵路段的油耗成本；faconj为车辆行驶于拥堵路段的百公里燃油消耗；
31、对式7和式8进行求和，构建行驶于拥堵路径的总油耗成本估算模型：
32、
33、其中fc为车辆用户选择行驶于拥堵路径所消耗的总油耗成本，包括车辆行驶于拥堵路径内畅行路段的基础油耗成本gfc以及车辆行驶于拥堵路径内拥堵路段的油耗成本efc；
34、构建区域拥堵网络下车辆用户选择行驶于拥堵路径的环境污染成本模型，与上述时间、油耗成本估算同理，需构建行驶于拥堵路径内所含畅行路段下的环境污染成本模型：
35、
36、其中gpc为车辆行驶于拥堵路径内畅行路段所产生的环境污染成本；
37、构建行驶于拥堵路段下的环境污染成本模型：
38、...
【技术保护点】
1.一种基于区域拥堵网络的车辆用户出行路线决策方法，其特征在于，所述该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于区域拥堵网络的车辆用户出行路线决策方法，其特征在于，所述步骤1-1包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于区域拥堵网络的车辆用户出行路线决策方法，其特征在于，所述步骤1-2包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于区域拥堵网络的车辆用户出行路线决策方法，其特征在于，所述步骤1-3包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于区域拥堵网络的车辆用户出行路线决策方法，其特征在于，所述该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于区域拥堵网络的车辆用户出行路线决策方法，其特征在于，所述步骤1-1包括：
3...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵海涛，李成原，王琴，田卓然，张天宇，杨玉廷，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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