[發明專利]一種高速公路交通事故風險評估系統

有效

• 申請號: 201811373014.2
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109636125B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 董春嬌;孫緒彬;邵春福;謝坤
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G08G1/01
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 謝建玲;郝亮

1.一種高速公路交通事故風險評估系統，其特征在于，包括：通訊模塊、人機交互接口和處理器；

所述通訊模塊用于從交通事故數據庫服務器中讀取交通事故影響因素初始值、交通流量和交通事故起數觀測值，并將交通事故影響因素初始值、交通流量和交通事故起數觀測值發送給處理器；

所述處理器包括：狀態空間模塊和支持向量機模塊；所述狀態空間模塊包括：狀態方程和量測方程，所述狀態方程用于估計高速公路道路系統動態變化，所述量測方程用于描述交通事故影響因素和交通事故起數觀測值之間的關聯關系；

所述處理器用于完成對數據的處理與分析，將交通事故起數觀測值作為量測向量，利用量測方程和交通事故影響因素初始值求出交通事故影響因素估計值，將得到的交通事故影響因素估計值作為狀態向量，將交通流量作為狀態方程的輸入向量，利用狀態方程估計交通事故影響因素特征值，支持向量機模塊用于集成狀態空間模塊的輸出結果，構建交通事故影響因素特征值和交通事故起數預測值之間的動態映射關系，預測交通事故起數，并將預測結果通過人機交互接口進行輸出；

所述狀態方程和量測方程，分別如下所示：

x_t+1＝A_tx_t+B_tq_t+w_t (1)

y_t＝C_tx_t+v_t (2)

其中，x_t+1為高速公路系統在t+1時刻的狀態向量，x_t為高速公路系統在t時刻的狀態向量，q_t為t時刻的輸入向量，是交通流量，y_t為t時刻的量測向量，是交通事故起數觀測值，w_t為t時刻的系統噪聲向量，定義為均值為零、具有k維方差矩陣的白色噪聲，v_t為量測噪聲向量，定義為均值為零的白色噪聲，A_t為狀態轉移矩陣，B_t為輸入控制矩陣，C_t為描述狀態向量和量測向量映射關系的轉移矩陣。

2.如權利要求1所述的高速公路交通事故風險評估系統，其特征在于，所述交通流量向量采用年平均日交通量；所述交通事故影響因素包括道路和環境因素，所述道路因素包括：車道數、中間隔離帶寬度及類型，路肩寬度及類型、車道寬度、路段長度；所述環境因素包括：路段所在區域用地性質以及地貌特征。

3.如權利要求1所述的高速公路交通事故風險評估系統，其特征在于，所述支持向量機模塊的輸入為交通事故影響因素特征值，輸出為交通事故起數預測值，所述支持向量機模塊采用徑向基核函數，如下所示：

K(u,u_i)＝exp(-‖u-u_i‖²/2σ²) (3)

其中，u為輸入向量，u_i為核函數中心，σ為核函數的寬度參數。

4.如權利要求3所述的高速公路交通事故風險評估系統，其特征在于，為了提高交通事故起數預測的準確率，避免過學習和欠學習的發生，采用交叉驗證的方法優化支持向量機模塊的懲罰參數c和核函數的寬度參數σ；包括以下步驟：

步驟1：將訓練數據均分為K組；

步驟2：將每個子集做一次驗證集，讓其余K-1組子集作為訓練集；

步驟3：將得到的K個模型應用于交通事故起數預測，選擇準確率最高的模型參數作為模型參數的優化值。