[發明專利]基于物聯網和人工智能的交通擁堵預測與優化方法

有效

• 申請號: 202110502153.6
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113052405B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 林興葉
• 申請（專利權）人: 湖北訊華科技股份有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/26;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 徐福敏

1.一種基于物聯網和人工智能的交通擁堵預測與優化方法，其特征在于，S1、根據預設的城市區域劃分規則將整個城市劃分為若干個互不重合的城市區域，周期性地獲取城市區域的城市區域圖像和車輛出入數據，并對所述城市區域圖像和車輛出入數據進行數據分析得到城市區域的車輛分布數據；

從數據庫獲取城市區域的道路分布數據，并對所述道路分布數據和車輛分布數據進行數據融合生成城市區域的擁堵分析數據；

S2、將所述擁堵分析數據輸入交通擁堵預測模型的第二子模型以輸出第二高維特征向量，并將隨機生成的高斯白噪聲輸入交通擁堵預測模型的第一子模型以輸出與第二高維特征向量的維度相同的第一高維特征向量，然后交通擁堵預測模型的第二子模型根據第一高維特征向量和第二高維特征向量判斷城市區域是否擁堵；

將擁堵分析數據通過交通擁堵預測模型的輸入層輸入交通擁堵預測模型；

第二子模型的特征模型的卷積層對所述擁堵分析數據進行特征提取，第二子模型的特征模型的激勵層對卷積層輸出的數據進行非線性映射，第二子模型的特征模型的歸一化層對激勵層輸出的數據進行歸一化處理，第二子模型的特征模型的池化層對歸一化層輸出的數據進行池化處理輸出第二高維特征向量；

隨機生成一個高斯白噪聲，第一子模型的反卷積層對所述高斯白噪聲進行上采樣以將所述高斯白噪聲映射到低維空間從而生成第一低維特征向量；第一子模型的激勵層將所述第一低維特征向量轉化為與所述第二高維特征向量維度相同的向量以輸出第一高維特征向量；

第二子模型的判別模型根據第一高維特征向量和第二高維特征向量計算相應城市區域的擁堵判斷值，并將所述擁堵判斷值與擁堵判斷閾值進行比較，在擁堵判斷值大于擁堵判斷閾值時，第二子模型的判別模型判斷相應城市區域擁堵；在擁堵判斷值小于或等于擁堵判斷閾值時，第二子模型的判別模型判斷相應城市區域不擁堵；

S3、將擁堵的城市區域作為第一城市區域，并根據第一城市區域內各第一車輛終端發送的車輛疏導數據和第一城市區域的擁堵分析數據為第一城市區域內的每個車輛初始化一條初始車輛疏導路徑；

S4、根據第一城市區域的擁堵分析數據和第一城市區域內各第一車輛終端發送的車輛疏導數據計算第一城市區域內每條道路的擁堵值和第一城市區域內每條初始車輛疏導路徑的路徑長度，并分別將第一城市區域內每條道路的擁堵值和第一城市區域內每條初始車輛疏導路徑的路徑長度進行歸一化處理得到第一參考系數和第二參考系數；

S5、從數據庫獲取第一調整系數、第二調整系數和第一路徑優化函數，并根據第一參考系數、第二參考系數、第一調整系數和第二調整系數和第一路徑優化函數建立第二路徑優化函數，然后根據所述第二路徑優化函數對第一城市區域內每個車輛的初始車輛疏導路徑進行優化更新以得到第一城市區域內每個車輛的第一車輛疏導路徑；

S6、根據第一城市區域內每個車輛對應的第一車輛疏導路徑和第一城市區域內每條道路的擁堵值得到第一城市區域的交通疏導時間，并判斷所述交通疏導時間是否小于預設交通疏導時間；在所述交通疏導時間不小于預設交通疏導時間時，對第一車輛疏導路徑進行優化更新并重復步驟S6；

在所述交通疏導時間小于預設交通疏導時間時，將相應的第一車輛疏導路徑作為最優車輛疏導路徑并將其發送到相應的車輛終端，駕駛員根據車輛終端接收到的最優車輛疏導路徑行駛。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述交通擁堵預測模型包括：輸入層、第一子模型、第二子模型和輸出層；所述第一子模型包括：反卷積層和激勵層；所述第二子模型包括：特征模型和判別模型；所述特征模型包括：卷積層、激勵層、歸一化層和池化層。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，根據第一城市區域的車輛分布數據獲取第一城市區域內所有車輛的車輛基本信息以得到第一城市區域內所有車輛的車輛終端標識符；所述車輛基本信息包括車牌號、車輛型號和與車輛對應的車輛終端的車輛終端標識符；

根據所述車輛終端標識符向第一城市區域內所有的第一車輛終端發送車輛疏導提示；所述第一車輛終端為在第一城市區域內行駛的車輛對應的車輛終端；所述車輛終端標識符用于對車輛終端進行唯一標識，每個車輛對應唯一的車輛終端；

根據第一城市區域的擁堵分析數據和第一城市區域內各第一車輛終端根據接收到的車輛疏導提示發送的車輛疏導數據為第一城市區域內的每個車輛分配一條初始車輛疏導路徑；所述車輛疏導數據包括：車輛實時位置、車輛終端標識符和車輛目標位置。