[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于多源融合數(shù)據(jù)的高速公路交通流參數(shù)修正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611076605.4
• 申請(qǐng)日: 2016-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106781457B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李林超;張健;冉斌;張小麗;曲栩;黃帥鳳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G08G1/01
• 分類(lèi)號(hào): G08G1/01
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王安琪

1.一種基于多源融合數(shù)據(jù)的高速公路交通流參數(shù)修正方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)從相應(yīng)的交通流檢測(cè)設(shè)備和氣象檢測(cè)設(shè)備中提取交通流參數(shù)數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間和空間維度的匹配；

(2)對(duì)缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選；

(3)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)建模；具體包括如下步驟：

(a)記錄缺失數(shù)據(jù)所在行的編號(hào)集合M，將其從數(shù)據(jù)矩陣X中提取出來(lái)為數(shù)據(jù)矩陣X^miss，其余數(shù)據(jù)組成新的數(shù)據(jù)矩陣X′，然后將矩陣進(jìn)行歸一化處理；針對(duì)數(shù)據(jù)矩陣X′，隨機(jī)產(chǎn)生30％的交通流缺失數(shù)據(jù)，記錄缺失數(shù)據(jù)所在行的編號(hào)集合M′，將其從數(shù)據(jù)矩陣X′中提取出來(lái)構(gòu)成新的數(shù)據(jù)矩陣為X′_test，剩余數(shù)據(jù)矩陣為X′_train；

(b)基于多元時(shí)間序列模型和數(shù)據(jù)矩陣X′_train分別建立各項(xiàng)交通流數(shù)據(jù)與氣象數(shù)據(jù)的回歸方程，包括模型一：流量與濕度、風(fēng)速、降雨量、溫度的回歸方程；模型二：速度與流量、濕度、風(fēng)速、降雨量、溫度的回歸方程；模型三：占有率與速度、流量、濕度、風(fēng)速、降雨量、溫度的回歸方程；

所述的多元時(shí)間序列如下式：

y_t＝δ+Φ₁y_t-1+…+Φ_py_t-p+ε_t-Θ₁ε_t-1-…-Θ_pε_t-p

式中：y_t＝(y_1t，...，y_kt)′，t＝0，1，...表示k維時(shí)間序列向量；y_kt表示第k個(gè)變量在t時(shí)刻的觀(guān)測(cè)值；ε_t＝(ε_1t，...，ε_kt)′為白噪聲向量，當(dāng)t≠s時(shí)，滿(mǎn)足E(ε_t)＝0，E(ε_tε′_s)＝0；Φ₁，...，Φ_p，Θ₁，...，Θ_p為模型中需求解的參數(shù)矩陣；

(c)將集合X′_test中對(duì)應(yīng)變量的數(shù)據(jù)依次帶入到模型一、二、三中計(jì)算交通流參數(shù)的數(shù)值，得到交通流參數(shù)數(shù)據(jù)矩陣Y＝{y_ij}，并將數(shù)據(jù)按照其時(shí)間位置插入到數(shù)據(jù)矩陣X′_train中得到數(shù)據(jù)矩陣X″_train；

(d)對(duì)數(shù)據(jù)矩陣X″_train，按照時(shí)間進(jìn)行降序排列，得到數(shù)據(jù)矩陣X″′_train和缺失數(shù)據(jù)編號(hào)集合M″；利用多元時(shí)間序列模型和數(shù)據(jù)矩陣X″′_train分別建立各項(xiàng)交通流數(shù)據(jù)與氣象數(shù)據(jù)的回歸方程，包括模型四：流量與速度、占有率、濕度、風(fēng)速、降雨量、溫度的回歸方程；模型五：速度與流量、占有率、濕度、風(fēng)速、降雨量、溫度的回歸方程；模型六：占有率與速度、流量、濕度、風(fēng)速、降雨量、溫度回歸方程；

(e)將集合M″中的數(shù)據(jù)依次帶入到模型四、五、六中計(jì)算缺失的交通流參數(shù)數(shù)據(jù)，得到數(shù)據(jù)矩陣Y′＝{y′_ij}；

(f)設(shè)數(shù)據(jù)矩陣X′_test中交通流參數(shù)數(shù)據(jù)矩陣為利用最小二乘原理求解下式中的參數(shù)a、b、∈：

(4)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)；

(5)數(shù)據(jù)返歸一化；將返歸一化結(jié)果數(shù)據(jù)插入到數(shù)據(jù)矩陣X的相應(yīng)位置，得到完整的數(shù)據(jù)矩陣；其中，數(shù)據(jù)矩陣其中該矩陣包含m行n列，其中m行表示時(shí)間段的個(gè)數(shù)，n列為相應(yīng)的交通流參數(shù)和氣象參數(shù)，表示第i列第j行的數(shù)據(jù)。

2.如權(quán)利要求1所述的基于多源融合數(shù)據(jù)的高速公路交通流參數(shù)修正方法，其特征在于，步驟(1)中，提取交通流參數(shù)數(shù)據(jù)，根據(jù)檢測(cè)設(shè)備的經(jīng)緯度位置提取距離最近的氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備中的氣象數(shù)據(jù)，完成空間維度的匹配；選取時(shí)間間隔，將兩種數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使兩種數(shù)據(jù)具有相同的時(shí)間間隔，時(shí)間間隔取兩種不同數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔的公倍數(shù)，完成時(shí)間維度的匹配。