[發(fā)明專利]基于拉普拉斯譜分析的宏觀道路安全分析單元選取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810294785.6
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108320512B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂偉韜;劉林;陳凝;李攀
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇智通交通科技有限公司
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G06Q50/30;G06K9/62
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

1.一種基于拉普拉斯譜分析的宏觀道路安全分析單元選取方法，包括以下步驟，

S1、建立路網(wǎng)拉普拉斯矩陣；

S2、計(jì)算拉普拉斯矩陣除0以外最小的k個(gè)特征值與特征向量，并對特征向量構(gòu)建起的特征矩陣實(shí)施K均值聚類；

S3、檢驗(yàn)各簇權(quán)重w(u,v)差異性是否顯著，將差異性顯著的類切割為不同空間單元，以迭代方法確定k值以及空間單元的切割方案D₀＝{r₁,r₂,…,r_k}；

其特征在于：

S4、在方案D₀的基礎(chǔ)上，增設(shè)基于空間單元內(nèi)交通密度相似度的空間單元調(diào)整環(huán)節(jié)；首先通過箱線圖識別出空間單元內(nèi)交通密度存在顯著差異的離群點(diǎn)；其次基于相似度模型循環(huán)調(diào)整單元選取方案，使得空間單元內(nèi)部交通流密度特征相似性最大、與外部其他單元差異性最大，劃分后的空間單元用于宏觀道路安全分析；步驟S4的具體步驟為：

S41、由空間單元內(nèi)的交叉口以及交叉口間存在的路段構(gòu)成初始的單元；若存在孤立點(diǎn)，即空間單元內(nèi)僅包含一個(gè)交叉口編號，則將該單元隨機(jī)合并入鄰接的單元內(nèi)，生成方案D₁；

S42、繪制D₁各空間單元內(nèi)的交通密度箱線圖，將超出上下四分位數(shù)的點(diǎn)作為離群點(diǎn)；此類點(diǎn)影響空間單元內(nèi)權(quán)重w相似性的評價(jià)，將其標(biāo)記，不參與后續(xù)評價(jià)環(huán)節(jié)；

S43、根據(jù)相似性評價(jià)模型，計(jì)算各空間單元內(nèi)除異常點(diǎn)以外的交通密度相似度NS；步驟S43中相似度模型具體為：

其中，r_i為待評估空間單元，r_j為任一與其相鄰的空間單元，Var(r)為空間單元內(nèi)的交通密度數(shù)據(jù)方差，u為空間單元內(nèi)的交通密度數(shù)據(jù)均值；

S44、若空間單元的交通密度相似度NS(r_i)1，則確認(rèn)r_i作為分析空間；否則，轉(zhuǎn)入步驟S45對r_i做進(jìn)一步處理；

S45、檢測r_i內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)量，若r_i內(nèi)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目交通密度檢測節(jié)點(diǎn)數(shù)Nr_iN，則將該空間與其相鄰空間逐一合并，并計(jì)算合并后的組內(nèi)相似度，將NS最小的方案確定為r_i的合并方案；其中N為閾值；若Nr_i≥N，則對r_i實(shí)施再切割；步驟S45中r_i再切割方法具體為：

切割前，從步驟S42生成的箱線圖中根據(jù)平均值識別出與r_i特征最為相似的相鄰空間r_s；按步驟S1～S3生成空間r_i的劃分方案D(r_i)；比較本次r_i空間再切割前后，與其特征最相似相鄰空間r_s的相似度之和，若NS(r_i’)+NS(r_s’)NS(r_i)+NS(r_s)，則取消本次切割；否則，對r_i實(shí)施分割，并逐步實(shí)施步驟S4；其中r_i’、r_s’為經(jīng)過分割變動(dòng)的r_i與r_s。