[發(fā)明專利]一種交通擁堵預(yù)測方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110606622.9
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113160570A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李松江;趙健宏;楊迪;王鵬;任志鵬;宋小龍
• 申請（專利權(quán)）人: 長春理工大學(xué)
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G06N3/08;G06N3/04
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 程華

1.一種交通擁堵預(yù)測方法，其特征在于，包括：

獲取待預(yù)測路網(wǎng)內(nèi)所有車輛的歷史軌跡數(shù)據(jù)；所述待預(yù)測路網(wǎng)由多個路段組成；

對于任意一個路段，根據(jù)所述路段在設(shè)定時間段內(nèi)所有車輛的歷史軌跡數(shù)據(jù)得到設(shè)定時間段內(nèi)所述路段的平均速度；

將所有時間段內(nèi)各路段的平均速度確定為所述待預(yù)測路網(wǎng)的擁堵特征矩陣；

根據(jù)所述待預(yù)測路網(wǎng)中所有路段的位置關(guān)系得到所述待預(yù)測路網(wǎng)的鄰接矩陣；

將所述待預(yù)測路網(wǎng)的擁堵特征矩陣和所述待預(yù)測路網(wǎng)的鄰接矩陣輸入擁堵預(yù)測模型得到擁堵預(yù)測結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交通擁堵預(yù)測方法，其特征在于，所述獲取待預(yù)測路網(wǎng)內(nèi)所有車輛的歷史軌跡數(shù)據(jù)，具體包括：

對于任意一個車輛，獲取所述車輛在各歷史時間點的車輛軌跡集合，所述車輛軌跡集合包括經(jīng)緯度、速度和車輛狀態(tài)；

判斷所述車輛軌跡集合是否符合第一條件、第二條件或者第三條件，得到第一判斷結(jié)果；所述第一條件為所述車輛軌跡集合對應(yīng)的車輛狀態(tài)不為空車且不為載客；所述第二條件為所述車輛軌跡集合對應(yīng)的速度為0且第一時間點的經(jīng)緯度與第二時間點的經(jīng)緯度相同，所述第一時間點為與所述速度對應(yīng)的歷史時間點的前一時刻；所述第二時間點為與所述速度對應(yīng)的歷史時間點的后一時刻；所述第三條件為所述車輛軌跡集合對應(yīng)的歷史時間點為空；

若所述第一判斷結(jié)果為是，則刪除所述車輛軌跡集合，得到預(yù)處理后的車輛軌跡集合；

將所有車輛的預(yù)處理后的車輛軌跡集合確定為所述待預(yù)測路網(wǎng)內(nèi)所有車輛的歷史軌跡數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交通擁堵預(yù)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述路段在設(shè)定時間段內(nèi)所有車輛的歷史軌跡數(shù)據(jù)得到設(shè)定時間段內(nèi)所述路段的平均速度，具體包括：

根據(jù)公式計算設(shè)定時間段內(nèi)所述路段的平均速度，其中，P_h(link,last)為車輛h在路段link上的最后一個位置，P_h(link,first)為車輛h在路段link上的第一個位置，DIST(P_h(link,last)-P_h(link,first))為計算車輛h在路段link上的最后一個位置與車輛h在路段link上的第一個位置之間的距離，為車輛h在路段link上的最后一個位置的時間點，為車輛h在路段link上的第一個位置的時間點，m為設(shè)定時間段內(nèi)通過路段link的車輛總數(shù)，V_i為設(shè)定時間段內(nèi)路段link的平均速度，所述設(shè)定時間段為車輛h在路段link上的第一個位置的時間點與車輛h在路段link上的最后一個位置的時間點之間的時間段。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交通擁堵預(yù)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述待預(yù)測路網(wǎng)中所有路段的位置關(guān)系得到所述待預(yù)測路網(wǎng)的鄰接矩陣，具體包括：

根據(jù)所述待預(yù)測路網(wǎng)中各路段的位置關(guān)系構(gòu)建路段有向樹；

根據(jù)所述路段有向樹將所有所述路段映射到網(wǎng)格中得到網(wǎng)格地圖；

根據(jù)所述網(wǎng)格地圖得到所述待預(yù)測路網(wǎng)的路網(wǎng)矩陣；

根據(jù)所述待預(yù)測路網(wǎng)的路網(wǎng)矩陣計算待預(yù)測路網(wǎng)的鄰接矩陣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交通擁堵預(yù)測方法，其特征在于，所述擁堵預(yù)測模型的確定方法為：

構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括依次連接的圖卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、長短時記憶模型和全連接層；

獲取待訓(xùn)練路網(wǎng)的擁堵特征矩陣和所述待訓(xùn)練路網(wǎng)的鄰接矩陣；

以所述待訓(xùn)練路網(wǎng)的擁堵特征矩陣和所述待訓(xùn)練路網(wǎng)的鄰接矩陣為輸入，以所述待訓(xùn)練路網(wǎng)的真實擁堵結(jié)果為輸出，對所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練得到訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

將所述訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型確定為擁堵預(yù)測模型。