[發明專利]基于交通時空信息的交通流缺失數據估算系統及方法

在審

• 申請號: 201410274151.6
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104091047A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 李志恒;張毅;李力;姚丹亞;胡堅明;李月標
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產權代理有限公司 44311
• 代理人: 哈達

1.一種基于交通時空信息的交通流缺失數據估算方法，應用于計算機裝置中，其特征在于，該方法包括步驟：

獲取一個期望周期內目標檢測點、上游檢測點和下游檢測點的原始交通數據，并從獲取的原始交通數據中提取每個檢測點的交通流數據；

對每個檢測點的交通流數據進行時間上的聚合壓縮成期望周期的交通流時間序列；

將三個檢測點的交通流時間序列按照上下游的關系組合成一個空間信息交通流數據矩陣；

判斷當前交通應用系統對計算速度要求是高還是低；

當前交通應用系統對計算速度要求高時，利用PPCA模型對所述的空間信息交通流數據矩陣中的缺失數據進行估算，并產生相應的交通流缺失數據估算結果；

當前交通應用系統對計算速度要求低時，對上游檢測點和下游檢測點的交通流時間序列進行平移，并將平移后的交通流時間序列放入所述空間信息交通流數據矩陣中形成一個時空信息交通流數據矩陣，以及利用KPPCA模型對所述的時空信息交通流數據矩陣中的缺失數據進行估算，并產生相應的交通流缺失數據估算結果。

2.如權利要求1所述的交通流缺失數據估算方法，其特征在于，該方法還包括步驟：利用誤差評估指標對目標檢測點進行缺失數據的估算誤差進行評估，并將交通流缺失數據估算的誤差評估結果顯示在顯示設備上。

3.如權利要求1所述的交通流缺失數據估算方法，其特征在于，若當前交通應用系統是一種對于時間敏感的線上交通應用系統，則對計算速度要求高，若當前交通應用系統是一種對于時間不敏感的線下交通應用系統，則對計算速度要求低。

4.如權利要求1所述的交通流缺失數據估算方法，其特征在于，所述針對檢測點上游和下游的交通流時間序列進行平移的具體包括步驟：將上游每天的時間序列向未來平移一個期望周期，以及將下游每天的時間序列向過去平移一個期望周期。

5.如權利要求1所述的交通流缺失數據估算方法，其特征在于，所述的PPCA模型是一種采用基于空間數據的概率主成分分析算法進行交通流缺失數據估算的數據統計分析模型，所述的KPPCA模型是一種采用基于時空數據的核函數概率主成分分析算法進行交通流缺失數據估算的數據統計分析模型。

6.一種基于交通時空信息的交通流缺失數據估算系統，運行于計算機裝置中，其特征在于，所述的交通流缺失數據估算系統包括：

原始數據輸入模塊，用于獲取一個期望周期內目標檢測點、上游檢測點和下游檢測點的原始交通數據，并從獲取的原始交通數據中提取每個檢測點的交通流數據；

數據預處理模塊，用于對每個檢測點的交通流數據進行時間上的聚合壓縮成期望周期的交通流時間序列，將三個檢測點的交通流時間序列按照上下游的關系組合成一個空間信息交通流數據矩陣，并判斷當前交通應用系統對計算速度要求是高還是低；

PPCA估算模塊，用于當前交通應用系統對計算速度要求高時，利用PPCA模型對空間信息交通流數據矩陣中的缺失數據進行估算，并產生相應的交通流缺失數據估算結果；

交通流時間序列平移模塊，用于當前交通應用系統對計算速度要求低時，對上游檢測點和下游檢測點的交通流時間序列進行平移，并將平移后的交通流時間序列放入所述空間信息交通流數據矩陣中形成一個時空信息交通流數據矩陣；

KPPCA估算模塊，用于利用KPPCA模型對時空信息交通流數據矩陣中的缺失數據進行估算，并產生相應的交通流缺失數據估算結果。

7.如權利要求6所述的交通流缺失數據估算系統，其特征在于，該系統還包括缺失數據補償結果評價模塊，用于利用誤差評估指標對目標檢測點進行缺失數據的估算誤差進行評估，并將交通流缺失數據估算的誤差評估結果顯示在顯示設備上。

8.如權利要求6所述的交通流缺失數據估算系統，其特征在于，若當前交通應用系統是一種對于時間敏感的線上交通應用系統，則對計算速度要求高，若當前交通應用系統是一種對于時間不敏感的線下交通應用系統，則對計算速度要求低。

9.如權利要求6所述的交通流缺失數據估算系統，其特征在于，所述針對檢測點上游和下游的交通流時間序列進行平移的具體包括步驟：將上游每天的時間序列向未來平移一個期望周期，以及將下游每天的時間序列向過去平移一個期望周期。

10.如權利要求6所述的交通流缺失數據估算系統，其特征在于，所述的PPCA模型是一種采用基于空間數據的概率主成分分析算法進行交通流缺失數據估算的數據統計分析模型，所述的KPPCA模型是一種采用基于時空數據的核函數概率主成分分析算法進行交通流缺失數據估算的數據統計分析模型。