[發(fā)明專利]一種自適應(yīng)的交通狀態(tài)估計(jì)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310127487.5
• 申請(qǐng)日: 2013-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN104103176A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏瑩杰;單振宇;王燕妮;黃樂(lè)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州斯瑪特維科技有限公司;杭州師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G08G1/07
• 分類號(hào): G08G1/07
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)的交通狀態(tài)估計(jì)方法，屬于智能交通研究領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶來(lái)了城市交通流量的迅速增長(zhǎng)，交通堵塞問(wèn)題也日益嚴(yán)重。利用智能交通系統(tǒng)來(lái)緩解交通擁堵，提高交通運(yùn)輸效率成為一種新的趨勢(shì)，也成為綜合解決交通問(wèn)題的轉(zhuǎn)機(jī)。其中，通過(guò)對(duì)交通數(shù)據(jù)的有效處理和分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)交通狀態(tài)的實(shí)時(shí)估計(jì)獲得了廣泛的關(guān)注。

由于D-S證據(jù)理論在不確定性的表示、測(cè)量和組合方面具有優(yōu)勢(shì)，不少智能交通的研究者提出了利用D-S證據(jù)理論來(lái)融合多源交通數(shù)據(jù)并進(jìn)行交通狀態(tài)估計(jì)。但在傳統(tǒng)的基于D-S證據(jù)理論的交通狀態(tài)估計(jì)方法中，各數(shù)據(jù)源的基本概率分配表在訓(xùn)練時(shí)已計(jì)算好，是固定不變的，因此由其融合成的并用于交通狀態(tài)估計(jì)的決策表也是固定不變的，從而導(dǎo)致的缺陷有：一、在前期融合參數(shù)訓(xùn)練階段時(shí)，需要大量的道路交通數(shù)據(jù)并進(jìn)行人工視頻標(biāo)注所有道路交通狀態(tài)，工作量巨大；二、在實(shí)際應(yīng)用中，城市道路交通狀態(tài)變化模式并非一成不變，固定的基本概率分配表不能適應(yīng)長(zhǎng)期(一般指3個(gè)月以上)的道路環(huán)境，進(jìn)而導(dǎo)致用于交通狀態(tài)估計(jì)的決策表與道路環(huán)境不能適應(yīng)，降低了交通狀態(tài)估計(jì)的準(zhǔn)確率。因此，需要一種各數(shù)據(jù)源基本概率分配表能適應(yīng)實(shí)時(shí)城市道路交通狀態(tài)變化模式的交通狀態(tài)估計(jì)方法。

自適應(yīng)是指在處理或分析過(guò)程中，數(shù)據(jù)能定期調(diào)整或更新，以適應(yīng)實(shí)時(shí)的情況，從而達(dá)到最佳的處理效果。憑借其優(yōu)點(diǎn)，自適應(yīng)已被應(yīng)用在某些領(lǐng)域，如：論文《基于D-S證據(jù)理論的區(qū)域交通自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制》提出了在區(qū)域交通的信號(hào)控制系統(tǒng)上采用自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制的方法，即根據(jù)檢測(cè)的交通量數(shù)據(jù)，定期更新系統(tǒng)存儲(chǔ)的交通模式及其對(duì)應(yīng)的最優(yōu)配時(shí)方案，以克服傳統(tǒng)方法定時(shí)控制的缺陷。雖然自適應(yīng)已被應(yīng)用于不少領(lǐng)域，但目前還未應(yīng)用于交通估計(jì)中。將自適應(yīng)應(yīng)用于交通估計(jì)中，即能滿足各數(shù)據(jù)源基本概率分配表適應(yīng)實(shí)時(shí)城市道路交通狀態(tài)變化模式的需求了。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服傳統(tǒng)的基于D-S證據(jù)理論的交通狀態(tài)估計(jì)方法存在的缺陷，本發(fā)明提出了一種自適應(yīng)的交通狀態(tài)估計(jì)方法。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是：在基于D-S證據(jù)理論的交通狀態(tài)估計(jì)方法的基礎(chǔ)上，添加自適應(yīng)調(diào)整步驟。該方法中各數(shù)據(jù)源的基本概率分配表不固定，可周期性地進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，然后將調(diào)整后的各源概率分配表融合成新的決策表并用于下一周期的交通狀態(tài)估計(jì)。該方法不僅減少了前期融合參數(shù)訓(xùn)練的交通數(shù)據(jù)量和工作量，而且自適應(yīng)調(diào)整后的概率分配表能適應(yīng)實(shí)時(shí)的城市道路交通狀態(tài)變化模式，提高了交通狀態(tài)估計(jì)的準(zhǔn)確率。

本發(fā)明提出的估計(jì)方法包括以下具體步驟：

(1)融合參數(shù)訓(xùn)練：

把估計(jì)得到的各源歷史交通狀態(tài)與相應(yīng)的人工視頻標(biāo)注結(jié)果統(tǒng)計(jì)成各源的交通狀態(tài)信息表，將各源歷史交通狀態(tài)與相應(yīng)的人工視頻標(biāo)注結(jié)果的信息通過(guò)基本概率公式計(jì)算得到各數(shù)據(jù)源的基本概率分配表。基本概率計(jì)算公式定義為：

m(C_k)_x，y＝P(B_x|A_y)

式中：k為數(shù)據(jù)源的編號(hào)；C_k表示不同的數(shù)據(jù)源；x，y為道路交通狀態(tài)；B_x是某數(shù)據(jù)源歷史的人工視頻標(biāo)注結(jié)果為x的信息；A_y是某數(shù)據(jù)源歷史交通狀態(tài)為y的信息。

(2)多源融合的交通狀態(tài)估計(jì)：

對(duì)訓(xùn)練好的各數(shù)據(jù)源的概率分配表用下述算法融合成決策表。

設(shè)Ω＝{ω₁，ω₂，...，ω_V}是一個(gè)識(shí)別框架，Ω的冪集為基本概率分配函數(shù)定義為2^Ω→[0，1]的映射，并且滿足其中，當(dāng)A為空集時(shí)，多個(gè)源的驗(yàn)證結(jié)果可以用下式進(jìn)行結(jié)合：

其中：m_x(A)，m_y(B)為基本概率分配來(lái)源于實(shí)際數(shù)據(jù)。

將各數(shù)據(jù)源實(shí)時(shí)的交通數(shù)據(jù)估計(jì)成道路交通狀態(tài)，并從融合成的決策表中用最大似然法則，即選取概率最大對(duì)應(yīng)的狀態(tài)作為交通狀態(tài)估計(jì)結(jié)果。

(3)自適應(yīng)調(diào)整：

對(duì)各數(shù)據(jù)源的概率分配表周期性地進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，自適應(yīng)調(diào)整包括初步調(diào)整和均和調(diào)整。