專利名稱：大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通數(shù)據(jù)的處理及監(jiān)管技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著智能交通系統(tǒng)的發(fā)展，城市中的交通流檢測(cè)器的數(shù)量在不斷增加，可以為道路交通管理者和出行者提供越來(lái)越豐富的歷史和實(shí)時(shí)交通流信息。同時(shí)利用歷史和實(shí)時(shí)交通信息對(duì)未來(lái)交通狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)，一方面可以使交通管理者針對(duì)即將發(fā)生的交通擁堵提前采取有效的管理措施，從而避免大范圍擁堵的發(fā)生或減輕擁堵程度，另一方面可以使交通出行者有針對(duì)性地選擇出行路線和出行時(shí)間，有效地避開(kāi)擁堵區(qū)域和擁堵時(shí)間，提高出行效率，節(jié)省出行時(shí)間。此外，由于交通網(wǎng)絡(luò)的特性，交通網(wǎng)絡(luò)中的不同地點(diǎn)的交通流之間有明顯的空間關(guān)系，而同一地點(diǎn)的交通流之間具有類似的時(shí)間特性，因此，當(dāng)前地點(diǎn)、臨近地點(diǎn)的實(shí)時(shí)和歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)為當(dāng)前地點(diǎn)交通流的預(yù)測(cè)提供了豐富的信息。但是，由于道路交通流的時(shí)變性、非線性和高度的不確定性，常規(guī)的僅僅依靠數(shù)學(xué)模型的預(yù)測(cè)方法和系統(tǒng)無(wú)法滿足大規(guī)模道路網(wǎng)實(shí)時(shí)交通流特性預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)需求。目前在道路交通流預(yù)測(cè)中主要存在如下問(wèn)題:I)在預(yù)測(cè)模型的輸入中往往僅僅考慮某一種數(shù)據(jù)類型，例如，當(dāng)前地點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，而未能充分挖據(jù)交通流時(shí)空關(guān)系中所隱含的規(guī)律。2)預(yù)測(cè)模型的實(shí)效性不高，在預(yù)測(cè)一兩個(gè)地點(diǎn)時(shí)具有良好的效率，而在處理大城市的交通網(wǎng)絡(luò)的成百上千的地點(diǎn)的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)方面難以滿足交通管理及交通信息服務(wù)的實(shí)時(shí)性要求。3)缺乏有效的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)應(yīng)用的系統(tǒng)和技術(shù)，而對(duì)這些問(wèn)題的解決將為提聞智能交通系統(tǒng)管理和服務(wù)水平具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括:多個(gè)交通流參數(shù)檢測(cè)器，用于采集表征路況的多個(gè)交通流參數(shù)；數(shù)據(jù)融合模塊，用于對(duì)所述表征路況的多個(gè)交通流參數(shù)進(jìn)行融合；交通流參數(shù)預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和融合數(shù)據(jù)對(duì)下個(gè)時(shí)間段的路況進(jìn)行預(yù)測(cè)以得到預(yù)測(cè)路況信息；交通流預(yù)測(cè)模型學(xué)習(xí)模塊，用于對(duì)所述表征路況的多個(gè)交通流參數(shù)和所述預(yù)測(cè)路況信息進(jìn)行對(duì)比，以根據(jù)比對(duì)結(jié)果對(duì)所述預(yù)測(cè)路況信息進(jìn)行調(diào)整；交通地理信息平臺(tái)，用于顯示道路交通流的當(dāng)前狀況和預(yù)測(cè)狀態(tài)；以及交通流狀態(tài)分類評(píng)價(jià)模塊，用于根據(jù)所述表征路況的多個(gè)交通流參數(shù)對(duì)當(dāng)前時(shí)間段的路況進(jìn)行評(píng)價(jià)，以根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果和預(yù)測(cè)路況信息對(duì)多個(gè)道路進(jìn)行管控。本 發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述交通流參數(shù)預(yù)測(cè)模塊還用于根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和所述融合數(shù)據(jù)生成交通流參數(shù)預(yù)測(cè)模型。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述交通參數(shù)預(yù)測(cè)模型的生成通過(guò)如下方式:通過(guò)移動(dòng)平面自回歸模型和歷史數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)某時(shí)刻的第一交通流參數(shù)值；通過(guò)傅立葉變換的方法和預(yù)測(cè)地點(diǎn)的交通流參數(shù)預(yù)測(cè)某時(shí)刻的第二交通流參數(shù)值；通過(guò)非參數(shù)回歸模型，并利用預(yù)測(cè)地點(diǎn)的實(shí)時(shí)時(shí)間序列數(shù)據(jù)、預(yù)測(cè)點(diǎn)同類日期的歷史數(shù)據(jù)、預(yù)測(cè)點(diǎn)周邊地點(diǎn)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)得到某時(shí)刻的第三交通流參數(shù)值；根據(jù)所述第一至第三交通流參數(shù)值得到所述交通參數(shù)預(yù)測(cè)模型；以及根據(jù)所述交通參數(shù)預(yù)測(cè)模型對(duì)所述下個(gè)時(shí)間段的路況進(jìn)行預(yù)測(cè)以得到預(yù)測(cè)路況信息。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述交通流預(yù)測(cè)模型學(xué)習(xí)模塊具體包括:獲得單元，用于根據(jù)所述表征路況的多個(gè)交通流參數(shù)及預(yù)測(cè)路況信息得到最近k個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)誤差；計(jì)算單元，用于根據(jù)所述預(yù)測(cè)誤差，并利用貝葉斯決策的方法計(jì)算所述預(yù)測(cè)模型的權(quán)重系數(shù)；以及學(xué)習(xí)單元，用于根據(jù)所述預(yù)測(cè)模型的權(quán)重系數(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述交通流狀態(tài)分類評(píng)價(jià)模塊還用于根據(jù)多個(gè)路況的交通流參數(shù)和對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)路況信息對(duì)城市道路網(wǎng)絡(luò)中的點(diǎn)、段和區(qū)域交通狀態(tài)進(jìn)行臨界值的確定和狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)的劃分，并進(jìn)行管控。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的多個(gè)模塊間的數(shù)據(jù)的傳輸、保存、處理通過(guò)多個(gè)服務(wù)器完成。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)服務(wù)器包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、計(jì)算服務(wù)器、GIS服務(wù)器和Web服務(wù)器。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述交通流參數(shù)包括交通流的流量、速度和占有率。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施 例的系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)采集的交通流參數(shù)和道路交通流的時(shí)空關(guān)系預(yù)測(cè)下一個(gè)時(shí)間段的路況信息，并根據(jù)多個(gè)不同路段、區(qū)域的路況預(yù)測(cè)信息對(duì)相應(yīng)的路段或區(qū)域進(jìn)行管控。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的交通流參數(shù)預(yù)測(cè)模塊的預(yù)測(cè)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)包括多個(gè)參數(shù)檢測(cè)器100、數(shù)據(jù)融合模塊200、交通流參數(shù)預(yù)測(cè)模塊300、交通流預(yù)測(cè)模型學(xué)習(xí)模塊400、交通地理信息平臺(tái)500和交通流狀態(tài)分類評(píng)價(jià)模塊600。多個(gè)參數(shù)檢測(cè)器100用于采集多個(gè)路況的交通流參數(shù)。數(shù)據(jù)融合模塊200用于對(duì)多個(gè)路況的交通流參數(shù)進(jìn)行融合。具體地，數(shù)據(jù)融合模塊200的對(duì)各種不同道路斷面交通流的多個(gè)參數(shù)檢測(cè)器所上傳的實(shí)時(shí)交通流參數(shù)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)修正、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)剔除、缺失數(shù)據(jù)補(bǔ)充，其中，交通流參數(shù)包括交通流的流量、速度和占有率。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)融合模塊200利用不同檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)針對(duì)每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)建立對(duì)應(yīng)該檢測(cè)點(diǎn)的不同特征日，例如，周一至周日、特殊節(jié)假日等的交通流變化曲線圖式以及流量、速度、密度(占有率)三參數(shù)之間的多相交通流模型，并設(shè)置各參數(shù)的計(jì)數(shù)時(shí)段，例如，設(shè)置為5分鐘，利用曲線圖式和多相交通流模型對(duì)檢測(cè)設(shè)備上傳的實(shí)時(shí)交通流參數(shù)進(jìn)行是否異常數(shù)據(jù)及錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的判斷。之后，利用歷史數(shù)據(jù)結(jié)合交通流變化曲線圖式及多相交通流模型對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行修正、對(duì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，同時(shí)對(duì)于剔除后造成的缺失數(shù)據(jù)或上傳時(shí)的缺失數(shù)據(jù)利用歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充。通過(guò)數(shù)據(jù)融合模塊200對(duì)數(shù)據(jù)融合，提高了用于進(jìn)行預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)質(zhì)量，從而為預(yù)測(cè)精度的提高奠定良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。交通流參數(shù)預(yù)測(cè)模塊300用于根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和融合數(shù)據(jù)對(duì)下個(gè)時(shí)間段的路況進(jìn)行預(yù)測(cè)以得到預(yù)測(cè)路況信息。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，交通流參數(shù)預(yù)測(cè)模塊還用于根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和融合數(shù)據(jù)生成交通參數(shù)預(yù)測(cè)模型。交通流參數(shù)預(yù)測(cè)模塊300利用實(shí)時(shí)采集的交通流參數(shù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中提供的歷史數(shù)據(jù)，并考慮交通流時(shí)空狀態(tài)關(guān)系，以及綜合利用不同時(shí)空范圍內(nèi)的交通流參數(shù)的實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)對(duì)未來(lái)確定時(shí)刻的交通流狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而提供預(yù)測(cè)路況信息，該預(yù)測(cè)路況信息的交通流參數(shù)包括流量、速度、占有率等。如圖3所示。利用預(yù)測(cè)地點(diǎn)的當(dāng)前某時(shí)段內(nèi)的實(shí)時(shí)時(shí)間序列數(shù)據(jù)，主要應(yīng)用移動(dòng)平均自回歸模型根據(jù)交通流的時(shí)間變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)未來(lái)某時(shí)刻的第一交通流參數(shù)值λ;利用預(yù)測(cè)地點(diǎn)的預(yù)測(cè)時(shí)刻的同類日期的近期的歷史數(shù)據(jù)，主要利用傅立葉變換的方法根據(jù)預(yù)測(cè)地點(diǎn)交通流參數(shù)的長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)某時(shí)刻的第二交通流參數(shù)值九；綜合利用預(yù)測(cè)地點(diǎn)的實(shí)時(shí)時(shí)間序列數(shù)據(jù)、預(yù)測(cè)點(diǎn)同類日期的歷史數(shù)據(jù)、預(yù)測(cè)點(diǎn)周邊地點(diǎn)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，主要利用非參數(shù)回歸模型來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)某時(shí)刻的第三交通流參數(shù)值λ。交通流參數(shù)預(yù)測(cè)模塊300根據(jù)第一至第三交通流參數(shù)值得到交通參數(shù)預(yù)測(cè)模型，該預(yù)測(cè)模型可通過(guò)如下公式表示，:P = c^+/h+#3,其中，α、β和Y為三個(gè)加權(quán)系數(shù)。交通流參數(shù)預(yù)測(cè)模塊300根據(jù)交通參數(shù)預(yù)測(cè)模型對(duì)下個(gè)時(shí)間段的路況進(jìn)行預(yù)測(cè)以得到預(yù)測(cè)路況信息。交通流預(yù)測(cè)模型學(xué)習(xí)模塊400用于對(duì)多個(gè)路況的交通流參數(shù)和預(yù)測(cè)路況信息進(jìn)行對(duì)比，以根據(jù)比對(duì)結(jié)果對(duì)預(yù)測(cè)路況信息進(jìn)行調(diào)整。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，交通流預(yù)測(cè)模型學(xué)習(xí)模塊400包括獲得單元410、計(jì)算單元420和學(xué)習(xí)單元430。
具體地，獲得單元410用于根據(jù)表征路況的多個(gè)交通流參數(shù)及預(yù)測(cè)路況信息得到最近k個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)誤差。計(jì)算單元420用于根據(jù)預(yù)測(cè)誤差，并利用貝葉斯決策的方法計(jì)算預(yù)測(cè)模型的權(quán)重系數(shù)。學(xué)習(xí)單元430用于根據(jù)預(yù)測(cè)模型的權(quán)重系數(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，交通流預(yù)測(cè)模型學(xué)習(xí)模塊400主要是根據(jù)表征路況信息的預(yù)測(cè)的交通流參數(shù)和實(shí)時(shí)采集的交通流參數(shù)，并通過(guò)對(duì)比利用貝葉斯決策的方法對(duì)預(yù)測(cè)模型的參數(shù)進(jìn)行不斷的修正，使其更加適應(yīng)道路交通流的變化并不斷提高預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)精度。交通流預(yù)測(cè)模型學(xué)習(xí)模塊400的學(xué)習(xí)過(guò)程如下:在系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，根據(jù)離線分析形成權(quán)重系數(shù)的初始值。然后針對(duì)當(dāng)前實(shí)時(shí)采集的交通流參數(shù)和預(yù)測(cè)路況信息，并根據(jù)最近k個(gè)時(shí)刻的交通參數(shù)預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)誤差，計(jì)算該交通參數(shù)預(yù)測(cè)模型能夠進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的概率，由此利用貝葉斯決策的方法計(jì)算出該交通參數(shù)預(yù)測(cè)模型的權(quán)重系數(shù)，選取預(yù)測(cè)誤差較小的交通參數(shù)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行學(xué)習(xí)。該交通參數(shù)預(yù)測(cè)模型越傾向于被利用的原則來(lái)進(jìn)行權(quán)重系數(shù)的更新工作，并且將更新后的權(quán)重系數(shù)返回交通參數(shù)預(yù)測(cè)模型來(lái)改善交通參數(shù)預(yù)測(cè)模型的效果。交通流預(yù)測(cè)模型學(xué)習(xí)模塊400在整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中實(shí)時(shí)運(yùn)行，不斷提高大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)的精度。交通地理信息平臺(tái)500用于顯示道路交通流的當(dāng)前狀況和預(yù)測(cè)狀態(tài)。具體而言，交通地理信息平臺(tái)500實(shí)現(xiàn)對(duì)路況預(yù)測(cè)信息和實(shí)時(shí)采集的交通流的可視化顯示。交通地理信息平臺(tái)500主要利用基于空間位置的道路交通要素地理編碼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)可視化顯示的路網(wǎng)地理空間信息數(shù)據(jù)的組織，從而實(shí)現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)的良好組織，有效的提高了大規(guī)模路網(wǎng)交通流動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)的計(jì)算及顯示效率。交通流狀態(tài)分類評(píng)價(jià)模塊600用于根據(jù)多個(gè)路況的交通流參數(shù)對(duì)當(dāng)前時(shí)間段的路況進(jìn)行評(píng)價(jià)，以根據(jù)評(píng)價(jià)·結(jié)果和調(diào)整后的預(yù)測(cè)路況信息對(duì)多個(gè)道路進(jìn)行管控。具體地，交通流狀態(tài)分類評(píng)價(jià)模塊600根據(jù)實(shí)時(shí)采集的交通流參數(shù)和交通流參數(shù)預(yù)測(cè)模塊300提供的交通流的路況預(yù)測(cè)信息進(jìn)行道路交通網(wǎng)絡(luò)交通流狀態(tài)的分類評(píng)價(jià)工作，并且根據(jù)多個(gè)路況的交通流參數(shù)和對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)路況信息對(duì)城市道路網(wǎng)絡(luò)中的點(diǎn)、段和區(qū)域交通狀態(tài)進(jìn)行臨界值的確定和狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)的劃分，并進(jìn)行管控。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，道路監(jiān)管部門可以根據(jù)交通流狀態(tài)分類評(píng)價(jià)模塊600所反饋的道路狀況信息對(duì)存在“風(fēng)險(xiǎn)”，即特別擁堵或產(chǎn)生事故的道路即區(qū)域事先進(jìn)行監(jiān)管或增加交警人員，以提前防止類似事態(tài)的發(fā)生。而普通用戶則可以根據(jù)交通流狀態(tài)分類評(píng)價(jià)模塊600反饋的信息避開(kāi)相應(yīng)的擁堵或某一時(shí)間段存在“風(fēng)險(xiǎn)”的路段或區(qū)域。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的多個(gè)模塊間的數(shù)據(jù)的傳輸、保存、處理通過(guò)多個(gè)服務(wù)器完成，且該多個(gè)服務(wù)器包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、計(jì)算服務(wù)器、GIS服務(wù)器和Web服務(wù)器。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，服務(wù)器的連接及使用如下:數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器:用于(I)從數(shù)據(jù)融合模塊獲取數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化成滿足預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)要求的規(guī)范化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；(2)存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)各項(xiàng)功能所需要的所有基礎(chǔ)、過(guò)程以及成果性的交通流特性數(shù)據(jù)；(3)響應(yīng)其他三個(gè)服務(wù)器對(duì)交通流特性數(shù)據(jù)的讀取、寫入、更新等請(qǐng)求。計(jì)算服務(wù)器:用于(I)從數(shù)據(jù)服務(wù)器提取交通流特性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，據(jù)此進(jìn)行交通流預(yù)測(cè)、路網(wǎng)動(dòng)態(tài)服務(wù)水平評(píng)價(jià)、擁擠評(píng)價(jià)、交通事件預(yù)警等核心功能相關(guān)的計(jì)算任務(wù)，并將計(jì)算結(jié)果傳輸?shù)綌?shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)；(2)響應(yīng)來(lái)自Web服務(wù)器的針對(duì)各項(xiàng)計(jì)算任務(wù)的邏輯控制指令，按照請(qǐng)求修改各種配置信息，從而改變計(jì)算邏輯；(3)響應(yīng)來(lái)自Web服務(wù)器的計(jì)算任務(wù)指令，執(zhí)行響應(yīng)的計(jì)算任務(wù)，并將計(jì)算結(jié)果傳輸給Web服務(wù)器。GIS服務(wù)器:用于(I)存儲(chǔ)支持預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)所有功能表現(xiàn)所需要的北京市路網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)；(2)響應(yīng)來(lái)Web服務(wù)器的請(qǐng)求，將請(qǐng)求解析為相應(yīng)的GIS數(shù)據(jù)需求和交通流特性數(shù)據(jù)需求，通過(guò)數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取交通流特性數(shù)據(jù)，將其與GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，得到可視化信息，并將其傳輸給Web服務(wù)器；(3)響應(yīng)來(lái)自Web服務(wù)器的GIS信息修改指令，按照要求修改GIS信息。Web服務(wù)器:用于響應(yīng)來(lái)自網(wǎng)絡(luò)上其他終端的網(wǎng)頁(yè)瀏覽請(qǐng)求，將用戶請(qǐng)求解析為對(duì)GIS數(shù)據(jù)、交通流特性數(shù)據(jù)以及計(jì)算功能的需求，分別對(duì)其他三臺(tái)服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，并接收相應(yīng)的返回信息，對(duì)其進(jìn)行綜合處理，形成返回給瀏覽器用戶的頁(yè)面信息。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)采集的交通流參數(shù)和道路交通流的時(shí)空關(guān)系預(yù)測(cè)下一個(gè)時(shí)間段的路況信息，并根據(jù)多個(gè)不同路段、區(qū)域的路況預(yù)測(cè)信息對(duì)相應(yīng)的路段或區(qū)域進(jìn)行管控。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范 圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
權(quán)利要求
1.一種大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 多個(gè)參數(shù)檢測(cè)器，用于采集表征路況的多個(gè)交通流參數(shù)； 數(shù)據(jù)融合模塊，用于對(duì)所述表征路況的多個(gè)交通流參數(shù)進(jìn)行融合； 交通流參數(shù)預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和融合數(shù)據(jù)對(duì)下個(gè)時(shí)間段的路況進(jìn)行預(yù)測(cè)以得到預(yù)測(cè)路況信息； 交通流預(yù)測(cè)模型學(xué)習(xí)模塊，用于對(duì)所述表征路況的多個(gè)交通流參數(shù)和所述預(yù)測(cè)路況信息進(jìn)行對(duì)比，以根據(jù)比對(duì)結(jié)果對(duì)所述預(yù)測(cè)路況信息進(jìn)行調(diào)整； 交通地理信息平臺(tái)，用于顯示道路交通流的當(dāng)前狀況和預(yù)測(cè)狀態(tài)；以及交通流狀態(tài)分類評(píng)價(jià)模塊，用于根據(jù)所述表征路況的多個(gè)交通流參數(shù)對(duì)當(dāng)前時(shí)間段的路況進(jìn)行評(píng)價(jià)，以根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果和調(diào)整后的預(yù)測(cè)路況信息對(duì)多個(gè)道路進(jìn)行管控。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述交通流參數(shù)預(yù)測(cè)模塊還用于根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和所述融合數(shù)據(jù)生成交通參數(shù)預(yù)測(cè)模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述交通參數(shù)預(yù)測(cè)模型的生成通過(guò)如下方式: 通過(guò)移動(dòng)平面自回歸模型和歷史數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)某時(shí)刻的第一交通流參數(shù)值； 通過(guò)傅立葉變換的方法和預(yù)測(cè)地點(diǎn)的交通流參數(shù)預(yù)測(cè)某時(shí)刻的第二交通流參數(shù)值；通過(guò)非參數(shù)回歸模型，并利用預(yù)測(cè)地點(diǎn)的實(shí)時(shí)時(shí)間序列數(shù)據(jù)、預(yù)測(cè)點(diǎn)同類日期的歷史數(shù)據(jù)、預(yù)測(cè)點(diǎn)周邊地點(diǎn)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)得到某時(shí)刻的第三交通流參數(shù)值； 根據(jù)所述第一至第三交通流參數(shù)值得到所述交通參數(shù)預(yù)測(cè)模型；以及 根據(jù)所述交通參數(shù)預(yù)測(cè) 模型對(duì)所述下個(gè)時(shí)間段的路況進(jìn)行預(yù)測(cè)以得到預(yù)測(cè)路況信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述交通流預(yù)測(cè)模型學(xué)習(xí)模塊具體包括: 獲得單元，用于根據(jù)所述表征路況的多個(gè)交通流參數(shù)及預(yù)測(cè)路況信息得到最近k個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)誤差； 計(jì)算單元，用于根據(jù)所述預(yù)測(cè)誤差，并利用貝葉斯決策的方法計(jì)算所述預(yù)測(cè)模型的權(quán)重系數(shù)；以及 學(xué)習(xí)單元，用于根據(jù)所述預(yù)測(cè)模型的權(quán)重系數(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述交通流狀態(tài)分類評(píng)價(jià)模塊還用于根據(jù)表征路況的多個(gè)交通流參數(shù)和對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)路況信息對(duì)城市道路網(wǎng)絡(luò)中的點(diǎn)、段和區(qū)域交通狀態(tài)進(jìn)行臨界值的確定和狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)的劃分，并進(jìn)行管控。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的多個(gè)模塊間的數(shù)據(jù)的傳輸、保存、處理通過(guò)多個(gè)服務(wù)器完成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)服務(wù)器包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、計(jì)算服務(wù)器、GIS服務(wù)器和Web服務(wù)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述交通流參數(shù)包括車流的流量、速度和占有率。
全文摘要
本發(fā)明提出一種大規(guī)模路網(wǎng)交通流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)。包括交通流檢測(cè)器，用于采集多個(gè)路況的交通流參數(shù)；數(shù)據(jù)融合模塊用于對(duì)交通流參數(shù)進(jìn)行融合；交通流參數(shù)預(yù)測(cè)模塊用于根據(jù)歷史和融合數(shù)據(jù)對(duì)下個(gè)時(shí)間段的路況進(jìn)行預(yù)測(cè)；交通流預(yù)測(cè)模型學(xué)習(xí)模塊，用于對(duì)實(shí)測(cè)交通流參數(shù)和預(yù)測(cè)信息進(jìn)行對(duì)比，以根據(jù)比對(duì)結(jié)果對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行調(diào)整；交通地理信息平臺(tái)用于顯示道路交通流的當(dāng)前和預(yù)測(cè)狀態(tài)；交通流狀態(tài)分類評(píng)價(jià)模塊，用于根據(jù)多個(gè)交通流參數(shù)對(duì)當(dāng)前及預(yù)測(cè)的路況進(jìn)行評(píng)價(jià)，以根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果和預(yù)測(cè)信息對(duì)道路進(jìn)行管控。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)采集的交通流參數(shù)和道路交通流的時(shí)空關(guān)系預(yù)測(cè)路況信息，并根據(jù)預(yù)測(cè)信息對(duì)相應(yīng)的路段或區(qū)域進(jìn)行管控。
文檔編號(hào)G08G1/01GK103247177SQ201310190379
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月21日
發(fā)明者陸化普, 郭敏, 李瑞敏, 王明哲 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 北京市公安局公安交通管理局