[發(fā)明專利]交通時(shí)空序列單步預(yù)測(cè)方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011391966.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN112559585A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄺礫;顏學(xué)謹(jǐn);楊海洋;張歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F16/2458
• 分類號(hào): G06F16/2458;G06N3/04;G06N3/08;G06Q10/04;G06Q50/30
• 代理公司: 長(zhǎng)沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 馬強(qiáng);王娟

1.一種交通時(shí)空序列單步預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)獲取原始交通時(shí)空數(shù)據(jù)，并對(duì)所述原始交通時(shí)空數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到三個(gè)時(shí)間片段X_closeness、K_period及X_trend；

2)將所述三個(gè)時(shí)間片段按模態(tài)分別拆分為和共計(jì)3n份子數(shù)據(jù)，將所述分別對(duì)應(yīng)輸入到三個(gè)第一3D卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，得到3n個(gè)時(shí)空特征張量拉伸為向量x₁，x₂，...，x_3n；n為數(shù)據(jù)的模態(tài)；

3)按時(shí)間順序，將所述3n個(gè)向量x₁，x₂，...，x_3n分別作為3n個(gè)LSTM的輸入，得到輸出h₁，h₂，...，h_3n，利用h₁，h₂，...，h_3n得到基于注意力機(jī)制的LSTM的輸出s₁，s₂，...，s_3n；將s₁，s₂，...，s_3n重塑為一個(gè)三維張量X⁰，將X⁰作為第二3D卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，將第二3D卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出拉伸為向量

4)獲取外部信息，將所述外部信息處理為向量，并獲取該向量在t時(shí)刻的特征向量

5)拼接g_t和e_t，得到q_t，將q_t送至全連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，得到最終的輸出，即t時(shí)刻的時(shí)空序列X_t。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通時(shí)空序列單步預(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟1)中，對(duì)所述原始交通時(shí)空數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的具體實(shí)現(xiàn)過程包括：

第一步，獲取原始交通時(shí)空數(shù)據(jù)，所述原始交通時(shí)空數(shù)據(jù)包含ID、事件發(fā)生時(shí)間、事件發(fā)生地點(diǎn)的經(jīng)度和緯度；第二步，設(shè)定經(jīng)度跨度λ_lng和緯度跨度λ_lat；將城市劃分為I×J個(gè)大小一致的網(wǎng)格，其中g(shù)rid(i，j)表示第i行、第j列的網(wǎng)格；i＜I且j＜J；P_A(lng_A，lat_A)為A點(diǎn)坐標(biāo)，即城市最西南角的坐標(biāo)；P_B(lng_B，lat_B)為B點(diǎn)坐標(biāo)，即城市最東北角的坐標(biāo)；設(shè)λ_time為單位時(shí)間長(zhǎng)度，t_start為原始交通時(shí)空數(shù)據(jù)的起始時(shí)間點(diǎn)，t_end為原始數(shù)據(jù)的最后一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，根據(jù)公式將所述原始交通時(shí)空數(shù)據(jù)按時(shí)間分為T個(gè)部分；第三步，生成時(shí)空序列X_1：T＝[X₁，X₂，X₃，...，X_T-1，X_T]；其中X_t代表第t個(gè)時(shí)間段內(nèi)的時(shí)空序列狀況，1≤t≤T，由n×I×J個(gè)網(wǎng)格組成，n代表數(shù)據(jù)的模態(tài)，通過統(tǒng)計(jì)內(nèi)事件發(fā)生的次數(shù)確定X_1：T中每個(gè)網(wǎng)格即grid(i，j)的值。