[發(fā)明專利]一種基于WIFI信號(hào)檢測(cè)的交通暢行等級(jí)預(yù)測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710736720.8
• 申請(qǐng)日: 2017-08-24
• 公開（公告）號(hào): CN107564284B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁璠;壽光明;陳曉軒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京茶非氪信息科技有限公司
• 主分類號(hào): G08G1/01
• 分類號(hào): G08G1/01;G08G1/065
• 代理公司: 南京蘇創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32273
• 代理人: 王華

1.一種基于WIFI信號(hào)檢測(cè)的交通暢行等級(jí)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，在交通道路部署檢測(cè)設(shè)備，所述檢測(cè)設(shè)備組成多個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)包含一個(gè)主機(jī)和若干個(gè)分機(jī)，所述分機(jī)基于WIFI協(xié)議通過無線被動(dòng)感知模式，采集周圍環(huán)境中基于WIFI信號(hào)協(xié)議的移動(dòng)設(shè)備發(fā)送的廣播數(shù)據(jù)包，并篩選其中帶有移動(dòng)終端設(shè)備ID信息的數(shù)據(jù)包進(jìn)行檢索，打上分機(jī)標(biāo)簽后上傳至主機(jī)；所述主機(jī)將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)和打上時(shí)間標(biāo)簽，并上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器中存儲(chǔ)；通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行宏觀車流流量、交通斷面流速、聚合平均旅行時(shí)間預(yù)測(cè)，進(jìn)而確定道路交通的暢行等級(jí)；其中所述宏觀車流流量、交通斷面流速、聚合平均旅行時(shí)間的預(yù)測(cè)包括以下步驟：

步驟1：通過分機(jī)采集完整時(shí)間段的數(shù)據(jù)D，其中，D_ij表示第j個(gè)子網(wǎng)第i號(hào)分機(jī)數(shù)據(jù)，N表示子網(wǎng)的個(gè)數(shù)，M表示第j個(gè)子網(wǎng)中的分機(jī)個(gè)數(shù)；

步驟2：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行切片并提取待分析路段S及完整時(shí)間段(T-Δt)的數(shù)據(jù)D′_s，D_is為第s子網(wǎng)下編號(hào)為i的分機(jī)所采集到的數(shù)據(jù)；

步驟3：對(duì)部署的子網(wǎng)絡(luò)與對(duì)應(yīng)實(shí)際路段S進(jìn)行空間匹配，得到子網(wǎng)絡(luò)主機(jī)與對(duì)應(yīng)路段的編號(hào)信息及該子網(wǎng)絡(luò)的分機(jī)部署情況列表；

步驟4：對(duì)各分機(jī)采集的數(shù)據(jù)根據(jù)移動(dòng)終端設(shè)備ID號(hào)進(jìn)行排序，建立數(shù)據(jù)矩陣{Tower(i,s),t}；

步驟5：將建立的ID數(shù)據(jù)列表按出現(xiàn)在不同數(shù)據(jù)矩陣的次數(shù)進(jìn)行分類：對(duì)于在時(shí)間段Δt內(nèi)，移動(dòng)終端ID僅在子網(wǎng)絡(luò)單個(gè)分機(jī)出現(xiàn)的，對(duì)該移動(dòng)終端ID對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)單獨(dú)提取進(jìn)行后續(xù)有效性分析；對(duì)于在時(shí)間段Δt內(nèi)，移動(dòng)終端ID在子網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)及以上分機(jī)出現(xiàn)的，該移動(dòng)終端ID對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)直接作為有效數(shù)據(jù)

步驟6：對(duì)于在時(shí)間段Δt內(nèi)，移動(dòng)終端ID僅在子網(wǎng)絡(luò)單個(gè)分機(jī)出現(xiàn)的，對(duì)該移動(dòng)終端ID對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)單獨(dú)提取進(jìn)行后續(xù)有效性分析：1、當(dāng)在Δt時(shí)間內(nèi)，該移動(dòng)終端ID在單個(gè)分機(jī)的數(shù)據(jù)矩陣TOWER中重復(fù)出現(xiàn)，且多個(gè)移動(dòng)終端ID出現(xiàn)以上情況，標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)路段為擁堵狀況，并將該類ID數(shù)據(jù)記為有效數(shù)據(jù)；2、當(dāng)在Δt時(shí)間內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)該移動(dòng)終端ID在單個(gè)分機(jī)數(shù)據(jù)矩陣TOWER中重復(fù)出現(xiàn)，則遍歷該子網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)路段S前后的子網(wǎng)絡(luò)是否出現(xiàn)相同的ID號(hào)，如果未出現(xiàn)，則將該ID數(shù)據(jù)作為噪聲數(shù)據(jù)處理，如果在其他子網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)，則標(biāo)識(shí)入有效數(shù)據(jù)列表；

步驟7：重復(fù)步驟4～6直到數(shù)據(jù)處理完畢；

步驟8：針對(duì)未擁堵情形，根據(jù)以上數(shù)據(jù)篩選后，重新建立移動(dòng)終端ID號(hào)關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)矩陣{Tower′(i,s),t}；

步驟9：根據(jù)數(shù)據(jù)矩陣{Tower′(i,s),t}中的時(shí)間t與Tower之間的關(guān)系，將數(shù)據(jù)進(jìn)一步分為雙向數(shù)據(jù)矩陣D_L和D_R，并對(duì)其進(jìn)行逼近計(jì)算；

步驟10：建立宏觀車流流量、交通斷面流速、聚合平均旅行時(shí)間的預(yù)測(cè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：

t(T+Δt)表示T時(shí)刻后Δt時(shí)間段內(nèi)第j號(hào)子網(wǎng)絡(luò)所覆蓋路段的車輛預(yù)測(cè)旅行時(shí)間；∑j為第j號(hào)子網(wǎng)絡(luò)的該方向的移動(dòng)終端有效ID的總量，m,n表示所在主機(jī)子網(wǎng)絡(luò)中的分機(jī)編號(hào)，表示ID-k在子網(wǎng)絡(luò)Tower(j)中第m個(gè)分機(jī)上出現(xiàn)的時(shí)刻，a(k)表示權(quán)重，A(j)和B(j)表示權(quán)重調(diào)節(jié)因子；T(j)表示第j個(gè)Tower的里程時(shí)間平均值；F(·)為宏觀車流流量近似擬合函數(shù)；G(·)為交通斷面流速的近似擬合函數(shù)；P(·)為聚合平均旅行時(shí)間的近似擬合函數(shù)；i為子網(wǎng)下分機(jī)總數(shù)；

步驟11：設(shè)定路段的飽和流量為V₀，該路段限速速度為v₀，該路段里程為D，并設(shè)定交通暢行等級(jí)，如下式所示：

通過將V(T+Δt)，v(T+Δt)，t(T+Δt)與上式進(jìn)行比較，從而確認(rèn)該路段當(dāng)前的暢行等級(jí)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于WIFI信號(hào)檢測(cè)的交通暢行等級(jí)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：將步驟中的輸出結(jié)果V(T+Δt)，v(T+Δt)和t(T+Δt)與線圈真實(shí)值進(jìn)行比較，得到誤差量

式中，S為線圈真實(shí)值；

接著，設(shè)置自反饋迭代步數(shù)為C，設(shè)置迭代終止條件根據(jù)輸出的誤差值通過調(diào)節(jié)權(quán)重A(j)和B(j)的值，使得V(T+Δt)逼近算法訓(xùn)練樣本S，同時(shí)將輸出數(shù)據(jù)權(quán)重A(j)和B(j)的值作為分配方案作為下一次擬合函數(shù)中數(shù)據(jù)權(quán)重的初始值。