[發明專利]基于在線標定的快速路交通流數據填補方法及系統

有效

• 申請號: 201710802197.4
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107591001B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 王旭;牛磊;戈悅淳
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G06F17/18
• 代理公司: 37221 濟南圣達知識產權代理有限公司
• 代理人: 黃海麗

1.一種基于在線標定的快速路交通流數據填補方法，其特征在于，包括：

數據采集：對檢測器分組編號，根據所述檢測器采集到的交通流數據建立交通流數據庫；

實時診斷：對所述檢測器實時采集到的交通流數據進行診斷，診斷是否缺失或錯誤；

所述診斷基于預先設定的交通流數據閾值、可接受區域和待診斷數據相應的上游車道數據進行；

模型建立：根據各組檢測器各車道數據的時間趨勢和空間關系，建立多元線性模型；

在線標定：建立參數自回歸預測模型，基于交通流數據庫中的前期數據所得模型參數預測當前時刻的模型參數；

數據填補：根據所述多元線性模型及當前時刻的模型參數進行交通流數據填補；

若某時刻采集的交通流數據超出閾值或可接受區域，則診斷該時刻交通流數據為錯誤數據；若某時刻采集的交通流數據為零，且其相應的上游車道數據非零，則診斷該時刻為缺失數據；

通過實時診斷為每個檢測器獲取數據完整性指標Δ：

m為檢測器分組編號，n為每條車道檢測器編號；

所述模型建立階段建立多元線性模型：

其中，x_est表示交通流數據向量，α，β和γ為模型參數，α用于體現交通流數據空間相關性；β用于體現交通流數據與時間平均趨勢的相關性；

β＝diag(β₁,β₂,...,β_N)

Δ＝diag(Δ₁,Δ₂,...,Δ_N)

x＝(x₁,...,x_N)^T

γ＝(γ₀,...,γ_N)^T為常數項；α_ij表示填補車道i時根據數據空間相關性得到的車道j在多元線性模型中的系數；β_i為填補車道i數據時車道i的時間平均趨勢在多元線性模型中的系數；Δ為數據完整度矩陣；Ω＝diag(1,...,1)；x為檢測器檢測到的流量或密度；為同時刻歷史數據的平均值；ε＝(ε₀,...,ε_N)^T為誤差項。

2.如權利要求1所述的一種基于在線標定的快速路交通流數據填補方法，其特征在于，所述交通流數據庫包括交通流實時數據、歷史數據平均值和各時刻的前期數據，所述各時刻的前期數據是指該時刻之前指定時間步長內所采集的數據。

3.如權利要求1所述的一種基于在線標定的快速路交通流數據填補方法，其特征在于，所述模型建立基于時間趨勢和空間相關性；所述時間趨勢通過同時刻歷史數據的平均值所反映，所述空間相關性體現在檢測器之間相關性所得到的代表即時波動的估計值。

4.如權利要求1所述的一種基于在線標定的快速路交通流數據填補方法，其特征在于，所述在線標定具體包括：根據建立的多元線性模型，采用前幾個時間步長內的前期數據，運用最小二乘法對模型參數進行優化，使誤差項接近于零；通過重復優化過程，得到與前期數據對應的模型參數；基于前期數據對應的模型參數預測當前時刻的模型參數。