[发明专利]一种基于数据预测的动态交通路径规划方法

权利要求书

1.一种基于数据预测的动态交通路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)建立路网图；

(2)对时间进行划分获得若干个时间段，根据设定的历史数据信息和当前数据信息预测下一个时间段的设定路段的平均行驶速度；

(3)重复步骤(2)计算出每条路段在每个时间段的平均行驶速度和平均行驶时间；

(4)确定路网图中边的权重；

(5)以行驶时间最短为原则，进行路径规划；

所述步骤(2)中的根据设定的历史数据信息和当前数据信息预测下一个时间段的设定路段的平均行驶速度，具体包括以下步骤：

(2.1)对于路段L₁，从历史数据库中选择该路段的所有历史数据，再将当前数据作为输入向量，其中，V₁,V₂,...V₅分别代表时间段、周、节假日、降雨量、时间段t平均车速，其中t表示一天中的任一时间段，时间段的取值为1～N，周的取值为1～7，节假日的取值为0或1；

(2.2)确定KNN算法的度量标准，计算每个历史数据与输入向量之间的欧式距离：

式中：d_i表示输入向量与历史数据库中的历史向量X_i之间的欧式距离，v_g表示输入向量的第g个分量，x_i,g表示历史向量X_i的第g个分量，g∈{1,2...J}，J＝5；

(2.3)根据d_i的值，计算得到K个距离最小的历史向量作为的K个最近邻：x₁,x₂…x_K，相应也就得到了K个时间段t的平均车速；

(2.4)计算每个最近邻与距离的倒数1/d_i，作为该近邻的权重；

(2.5)计算K个最近邻与距离的倒数和：

(2.6)邻居x_i的权重为K个最近邻加权投票得到的值Y，也就确定了在t+1时刻的平均车速：

其中，是历史数据库中的最近邻x_i的值；表示路段L₁在时间段t+1处的平均行驶速度，该值为历史数据库中的值；是输入向量的值，表示预测出的路段L₁在时间段t+1时的平均行驶速度；

(2.7)按照步骤(2.1)-(2.6)计算出其余所有路段在时间段t+1时的平均行驶速度。

2.根据权利要求1所述的一种基于数据预测的动态交通路径规划方法，其特征在于：所述步骤(3)具体为：得到路段L₁在t+1时间段的平均行驶速度后，进行迭代运算，依次可以得出路段L₁在t+2，t+3，…，t+N时间段的平均行驶速度最终计算出各个路段的平均行驶速度表。

3.根据权利要求2所述的一种基于数据预测的动态交通路径规划方法，其特征在于：所述步骤(3)还包括：

假设平均行驶速度能完全反应汽车的行驶状态，那么该路段的平均行驶时间计算公式为：

其中，L为路段的长度，为预测出的平均行驶速度。