[發明專利]基于多維時間序列分段的路口控制時段劃分方法及系統

有效

• 申請號: 201810447305.5
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108615361B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 呂偉韜;徐佳騁;陳凝;張韋華
• 申請（專利權）人: 江蘇智通交通科技有限公司
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/07
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發明提供一種基于多維時間序列分段的路口控制時段劃分方法及系統，通過配置路口靜態信息表；將反映交通需求特征的參數或指標作為時段劃分依據，獲取數據時間序列；根據路口靜態信息配置表，對不同空間層級的交通流數據進行匯集；由路口渠化情況確定路口交通流時間序列維度d；對交通流檢測數據進行時間維度匯集；構建T*d基礎矩陣C；采用非參數多變化點分析的動態規劃和修正算法，確定基礎矩陣C的分段數量以及具體的劃分方案。該種基于多維時間序列分段的路口控制時段劃分方法及系統，自動的時段劃分機制減少了人工干預，以交通需求特征為劃分依據，在應用中降低了對信號配置環節的技術要求，提高了時段劃分的可靠性與穩定性。

技術領域

本發明涉及一種基于多維時間序列分段的路口控制時段劃分方法及系統。

背景技術

分時段單點交通信號控制是目前最常用的交通信號控制手段之一。在進行方案配置時，考慮交通需求的時變特征，在高峰、平峰等不同時間段內實施對應的信號控制配時方案。因此，時段劃分方案直接影響交通信號控制效果。

目前應用中，依賴人工的手動時段劃分仍為主流，此類劃分方法較為粗糙，主要以交通流的歷史通行規律為依據，容易導致綠燈時間的浪費，甚至會增加延誤，影響交通流通行效率。為提升劃分時段的合理性，目前在信號控制時段劃分問題的研究領域內已積累了一定的研究成果，多種數據挖掘手段得到應用與改進，如K均值聚類、模糊C均值聚類、人工免疫算法FCM聚類、NJW譜聚類等，以實現自動化地時段劃分，但是此類方法大多無法兼顧最佳聚類數目的選取和聚類中心的優化，劃分結果容易陷入局部最優，算法穩定性較差，在實際應用中效果不佳。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于多維時間序列分段的路口控制時段劃分方法及系統，采用非參數多變化點分析的動態規劃和修正算法，基于E-Agglo分層聚合與循環擬合優度統計，估計多維時間序列的分段數量與分段點位置，實現基于交通需求特征的交叉口信號控制時段的自動劃分，解決現有技術中存在的無法兼顧最佳聚類數目的選取和聚類中心的優化、劃分結果容易陷入局部最優、算法穩定性較差、在實際應用中效果不佳的問題。

本發明的技術解決方案是：

一種基于多維時間序列分段的路口控制時段劃分方法，包括以下步驟，

S1、配置路口靜態信息表；

S2、將反映交通需求特征的參數作為時段劃分依據，獲取對應參數時間序列；根據路口靜態信息配置表，對不同空間層級的參數數據進行匯集；由路口渠化情況確定路口時間序列維度d；

S3、根據設定的時間間隔τ，對參數數據進行時間維度匯集；根據總分析時段與時間間隔，構建T*d基礎矩陣C，其中T＝總分析時段時長t/τ；

S4、設置時段劃分最大數K，最小數minsize；

S5、采用非參數多變化點分析的動態規劃和修正算法，確定基礎矩陣C的分段數量以及具體的時段劃分方案。

進一步地，步驟S5具體為：

S51、將基礎矩陣C在時間維度劃分為K個d行的矩陣：C＝{C₁,C₂,…,C_K}；

S52、u＝K；計算初始劃分方案的擬合優度S_u，計算公式為

式(1)中：

式(2)中，C_i＝{C_p:p＝1,…,n}，C_j＝{C_q:q＝1,…,m}，m、n分別為子集數量；

S53、u＝u-1；