[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

本發明涉及一種基于物聯網和人工智能的交通擁堵預測與優化方法，其包括：獲取城市區域的擁堵分析數據，并將擁堵分析數據輸入交通擁堵預測模型以判斷城市區域是否擁堵；將擁堵的城市區域作為第一城市區域，然后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。根據擁堵分析數據和車輛疏導數據獲取第一參考系數和第二參考系數；根據所述第一參考系數、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。根據第二路徑優化函數對每個車輛的初始車輛疏導路徑進行優化以得到每個車輛的最優車輛疏導路徑。

技術領域

本發明涉及交通分析管理和人工智能領域，尤其涉及一種基于物聯網和人工智能的交通擁堵預測與優化方法。

背景技術

物聯網是在計算機互聯網的基礎上，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。交通是城市經濟活動的命脈，對城市經濟發展、人民生活水平的提高起著十分重要的作用。隨著社會經濟的不斷發展，汽車已成為人們出行不可缺少的交通工具，但隨著汽車的擁有量不斷增加，城市交通擁堵現象日益嚴重，給人們的出行帶來了很大的影響。道路的擴建速度遠遠滿足不了機動車的正常行駛需要，造成機動車擁堵成為了新常態，特別是在突發事件時，城市交通和突發事件應對策略顯得非常薄弱。

我國大中型城市的突發事件、重大災難事故、日常交通事件等都急需一套有效地應急系統進行管理。當前傳統的城市交通應急系統，其結構復雜、成本高、應急能力不強，信息的交換與通信能力有限，不能對突發事件制定出合理而快捷地應急措施，不能很好地保證交通的暢通性，更沒同時考慮兼顧交通信號燈、工作人員和駕駛員之間的統一協調。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明提供了一種基于物聯網和人工智能的交通擁堵預測與優化方法，其包括：

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；

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；

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；

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；

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該步驟；

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。