[發(fā)明專利]基于分布式內(nèi)存計算框架對城市交通路況的預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610133116.1
• 申請日: 2016-03-09
• 公開（公告）號: CN107195177B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程敏;劉洋;白童心;須成忠
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院;中國科學(xué)院大學(xué)深圳先進(jìn)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G06Q10/04;G06F30/20
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 郝明琴

1.一種基于分布式內(nèi)存計算框架對城市交通路況的預(yù)測方法,其特征在于:所述預(yù)測方法包括以下步驟:

建立多線程緩沖池，并接收公共交通車輛的GPS定位裝置輸出的GPS數(shù)據(jù)；

對GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行地圖匹配,將公共交通車輛的位置信息匹配到地圖上對應(yīng)的路段上；

對GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向分割，計算出每個路段在每天每個時間間隔的平均速度數(shù)據(jù)集A；

根據(jù)平均速度數(shù)據(jù)集A的數(shù)據(jù)來統(tǒng)計出每個路段歷史以來相同的時間間隔的歷史平均速度，得到縱向特征數(shù)據(jù)集B；

根據(jù)平均速度數(shù)據(jù)集A中的數(shù)據(jù)，計算出每個路段當(dāng)前時刻往前最近一個時間間隔的多級鄰域路段的平均速度，得到空間特征數(shù)據(jù)集C；

根據(jù)所述平均速度數(shù)據(jù)集A,縱向特征數(shù)據(jù)集B和空間特征數(shù)據(jù)集C建立路況預(yù)測模型，用分布式內(nèi)存計算框架進(jìn)行計算,得到指定路段的路況預(yù)測信息；

根據(jù)指定路段的路況預(yù)測信息，得到指定路段到當(dāng)前時刻的隨后預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)的路況預(yù)測結(jié)果并輸出；

其中：所述根據(jù)所述平均速度數(shù)據(jù)集A,縱向特征數(shù)據(jù)集B和空間特征數(shù)據(jù)集C建立路況預(yù)測模型，用分布式內(nèi)存計算框架進(jìn)行計算,得到指定路段的路況預(yù)測信息，包括：用Spark分布式內(nèi)存計算框架進(jìn)行計算,得到最終的路況預(yù)測結(jié)果：使用算法模型：Vr,t＝w0+w1*ar,t-1+w2*br,th+w3*cnr,t-1,其中w0～w3是模型的參數(shù)；Vr,t表示路段r在時刻t的平均速度；ar,t-1是數(shù)據(jù)集A中路段r在t時刻的前一個時間間隔內(nèi)的平均速度；br,th是數(shù)據(jù)集B中路段r在t時刻所在時間間隔內(nèi)的歷史平均速度；cnr,t-1是數(shù)據(jù)集C中路段r的鄰域路段n1,n2,n3,…,nx在t的前一個時間間隔內(nèi)平均速度，通過模型公式cnr,t＝u0+u1*zt-1,1+u2*zt-1,2計算，其中u0～u2是未知參數(shù)，zt-1,k表示t-1時間間隔中r的k級鄰域的平均速度。

2.如權(quán)利要求1所述的預(yù)測方法，其特征在于：在所述接收公共交通車輛的GPS定位裝置輸出的GPS數(shù)據(jù)的步驟，還包括以下步驟：

判斷所述GPS數(shù)據(jù)中當(dāng)前數(shù)據(jù)是否存在車牌號丟失或速度字段丟失；

當(dāng)當(dāng)前數(shù)據(jù)存在車牌號丟失時，將當(dāng)前的數(shù)據(jù)刪除；

當(dāng)當(dāng)前數(shù)據(jù)存在速度字段丟失時，通過該車輛的前面多條記錄的速度進(jìn)行求平均值對當(dāng)前數(shù)據(jù)的速度字段進(jìn)行補(bǔ)全。

3.如權(quán)利要求1所述的預(yù)測方法，其特征在于：所述對GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行地圖匹配,將公共交通車輛的位置信息匹配到地圖上對應(yīng)的路段上的步驟，具體為：

將地圖數(shù)據(jù)劃分為預(yù)設(shè)長度的路段，并對每個路段用唯一的路段編號進(jìn)行標(biāo)記；

將地圖劃分為多個預(yù)設(shè)密度的網(wǎng)格，并將GPS數(shù)據(jù)中的經(jīng)緯度信息匹配到地圖上閾值相同的經(jīng)緯度所在網(wǎng)格以根據(jù)GPS數(shù)據(jù)包含的字段得到匹配到地圖上的字段。

4.如權(quán)利要求3所述的預(yù)測方法，其特征在于：所述GPS數(shù)據(jù)包含的字段包括車牌號，運(yùn)營公司，車輛經(jīng)度，車輛緯度，記錄時間，速度和車輛顏色，匹配到地圖上的字段包括車牌號，記錄時間，路段編號，車輛速度，路段經(jīng)度，路段緯度，車輛經(jīng)度和車輛緯度。

5.如權(quán)利要求1所述的預(yù)測方法，其特征在于：所述對GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向分割，計算出每個路段在每天每個預(yù)設(shè)時間間隔的平均速度數(shù)據(jù)集A的步驟，具體包括：

根據(jù)第一預(yù)設(shè)時間值，將24小時劃分為多個時間間隔，且每個兩個相鄰之間的時間間隔的移動步長為第二預(yù)設(shè)時間值，其中第一預(yù)設(shè)時間值為大于或等于1的正整數(shù)，且第一預(yù)設(shè)時間值大于第二預(yù)設(shè)時間值；

將該路段該時間間隔的所有GPS記錄數(shù)據(jù)中的速度相加得到速度之和；

將所述速度之和除以該路段該時間間隔的GPS記錄數(shù)據(jù)的條數(shù)，得到每天每個時間間隔的平均速度；

根據(jù)每天每個時間間隔的平均速度，得到平均速度數(shù)據(jù)集A。