[發明專利]一種基于交通違法熱點預測的巡邏路線規劃方法、系統和可讀存儲介質

有效

• 申請號: 202010693026.4
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN112016735B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 陳龍彪;蔣之晗;范曉亮;王程;洪虹
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G06Q10/047
• 分類號: G06Q10/047;G06Q50/26;G08G1/01;G06F18/2431;G06F18/214
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

本發明公開一種基于交通違法熱點預測的巡邏路線規劃方法、系統和可讀存儲介質，方法具體包括如下步驟：將離散的交通違法事件匹配到道路網絡，得到交通違法熱點候選區域；提取交通違法熱點候選區域的相關時空特征組成數據集；采用拔靴抽樣法從數據集中抽取三組訓練數據集，分別用三組訓練數據集通過協同訓練與主動學習訓練三組預測模型，所述預測模型采用樹集成模型；利用所述三組預測模型，對無標簽交通數據進行分類，預測未來交通違法熱點的分布情況；根據交通違法熱點分布情況，進行交警巡邏路線的建模和優化。本發明提供的方法能夠低成本、高覆蓋、實時的感知預測城市中的交通違法熱點并規劃交警巡邏路線，幫助城市交通管理部門全面深入地掌握城市中的交通違法熱點，并且高效地規劃交警巡邏路線。

技術領域

本發明涉及交通預測領域，特別是指一種基于交通違法熱點預測的巡邏路線規劃方法、系統和可讀存儲介質。

背景技術

隨著經濟的發展，城市機動車數量急劇上升，車禍、堵車等各種道路交通問題對人民的生命財產安全造成了巨大的危害。根據世界衛生組織的數據顯示，全世界每年有超過一百萬人死于交通事故，讓絕大多數的國家損失了3％的GDP。根據中國交通運輸部發布的數據顯示，交通擁堵帶來的經濟損失占到了城市人口可支配收入的20％，每年達2500億人民幣。而在造成道路交通問題的種種因素中，司機的違法駕駛行為占比在80％以上。因此，減少交通違法行為的發生就成了城市交通管理的關鍵。通常，交通管理部門會采用在一些交通違法高發地安裝設備監測，如監控攝像頭、雷達等，并且在一些交通高峰時段安排警力去往熱點路口路段值勤。然而，人力物力資源往往是有限而昂貴的，傳統的分配方法確實低效而高成本的，這造成了大量的資源浪費。例如，由于監控攝像頭的設置不合理導致許多攝像頭使用率低，巡邏路線缺乏合理規劃給交警帶來了巨大的工作量，而工作效率卻反而較低。因此，為了能夠對這些資源進行合理高效地分配，我們需要對城市中高度動態分布的交通違法熱點有全面、及時的感知，并能夠據此規劃出高效、低成本的交警巡邏路線。

在目前已有的相關研究中，對城市中交通違法熱點的感知與預測往往是基于對歷史交通違法記錄的建模和根據交警的經驗進行推斷，這些方法高度依賴于歷史經驗的積累。一方面，這導致了我們對一些沒有歷史數據，比如沒有安裝攝像頭等監控設備或者很少有交警巡邏的地點的缺乏認知。另一方面，隨著城市的不斷擴張發展，這些方法也無法及時地對新的路口路段進行感知預測。因此，我們需要一個低成本、高覆蓋、實時的方法來對城市中的交通違法熱點進行感知和預測。而對于巡邏路線規劃，大多數研究都致力于縮減對單獨的突發事件比如潛在的交通事故的響應，增大對事件覆蓋的期望。然而，這些工作只關注對單獨事件的響應，卻不適用于針對時間長短不一的交通違法熱點的路線規劃，并且也未能考慮到不同交通違法熱點由于其違法程度的不同導致其在路線規劃中優先權的不同。另一類研究致力于對有限的警力資源進行分配從而最大化對地點所需警力資源的覆蓋，然而，這些工作卻只關注從警局到熱點地區的分配，而交警的巡邏往往是沿著一個有一系列地點的路線。還有一種研究是采用啟發式算法來找出一系列路線使其能夠覆蓋盡可能多的熱點并使其路徑總距離盡可能短。然而這種方法往往需要通過調節參數在路徑距離和路線覆蓋率中進行取舍，無法對實際情況進行自動適應。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術中的上述缺陷，提出一套基于交通違法熱點預測的巡邏路線規劃方法和系統，通過對城市中的交通違法熱點進行建模預測來規劃交警巡邏路線。該方法和系統能夠低成本、高覆蓋、實時的感知預測城市中的交通違法熱點并規劃交警巡邏路線，幫助城市交通管理部門全面深入地掌握城市中的交通違法熱點，并且高效地規劃交警巡邏路線。

本發明采用如下技術方案：

一種基于交通違法熱點預測的巡邏路線規劃方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

S1：將離散的交通違法事件匹配到道路網絡，得到交通違法熱點候選區域；