[发明专利]一种交通拥堵预测方法及可视化方法

摘要

本发明公开了一种交通拥堵预测方法及可视化方法，本发明利用出租车回传的GPS数据，通过地图匹配方法将GPS数据与电子地图上的道路相关联；根据匹配的数据计算路段速度，利用路段速度判断路段的交通状态；利用历史数据提取交通拥堵的演化规律，包括交通拥堵的形成和消散；关联实时交通信息库，利用滑动时间窗口机制进行交通拥堵预测；基于预测结果计算拥堵路段的拥堵强度，最后用热图表现拥堵路段的拥堵强度以及影响范围。本发明的预测方法可实现高准确率的拥堵预测，热力图可视化方法使得交通拥堵直观易懂，便于理解交通拥堵所在位置以及影响范围。

主权项

一种交通拥堵预测方法，其特征在于，包括：采用浮动车获取GPS数据，通过地图匹配方法将GPS数据与电子地图上的道路相关联；根据匹配的数据估算路段速度，利用路段速度判断路段的交通状态，所述交通状态包括拥堵和畅通；利用历史交通状态信息构建交通拥堵模型；关联实时交通状态信息库进行交通拥堵预测；交通拥堵模型包括交通拥堵模型Ⅰ、交通拥堵模型Ⅱ和交通拥堵模型Ⅲ；假设本周期中的一天交通状态与其上一周期同天的交通状态相同，构建交通拥堵模型Ⅰ具体方式为：将n个周期的交通状态作为训练样本进行训练，统计每周期同一天t时刻出现拥堵的概率；目标路段在每周期同一天t时刻出现拥堵的概率：Pit=Σj=1nσijtn---(1)]]>σijt=0vijt≥vT1vijt<vT---(2)]]>其中：是指第i个路段t时刻出现拥堵的概率；是指第i个路段在第j个星期t时刻的路段速度；vT是拥堵状态判别阈值；是指第i个路段在第j个星期t时刻的交通状态，0表示顺畅，1表示拥堵；根据上述目标路段出现拥堵的概率判断交通状态；构建交通拥堵模型Ⅱ具体方式为：在训练样本中，统计目标路段在从t‑1时刻的交通状态演变到t时刻的交通状态时，相邻路段在t‑1时刻的第一交通状态分布规律，所述相邻路段是指与目标路段相邻的路段；关联实时交通状态信息库进行交通拥堵预测；是根据第一交通状态分布规律获取目标路段拥堵概率，再根据该目标路段出现拥堵的概率判断目标路段的交通状态；构建交通拥堵模型Ⅲ具体方式为：在训练样本中，统计相邻路段从t‑1时刻的交通状态演变到t时刻的交通状态时，该相邻路段的上游路段在t‑1时刻的第二交通状态分布规律，所述上游路段是指相邻路段的上游的路段；在训练样本中，统计相邻路段从t‑1时刻的交通状态演变到t时刻的交通状态时，该相邻路段的下游路段在t‑1时刻的第三交通状态分布规律，所述下游路段是指相邻路段的下游的路段；在训练样本中，统计目标路段从t‑1时刻的交通状态演变到t时刻的交通状态时，相邻路段在t时刻的第四交通状态分布规律；关联实时交通状态信息库进行交通拥堵预测；是根据第二交通状态分布规律获取t时刻相邻路段拥堵概率，再根据该相邻路段的拥堵概率判断该相邻路段的交通状态；同时根据第三交通状态分布规律获取t时刻相邻路段拥堵概率，再根据该相邻路段的拥堵概率判断该相邻路段的交通状态，最后，根据由第二、三交通状态分布规律预测的t时刻相邻路段的交通状态，以及第四交通状态分布规律获取t时刻目标拥堵路段概率，再根据该目标路段的拥堵概率判断该目标路段的交通状态；在对交通拥堵进行预测时，采用上述交通拥堵模型Ⅰ、交通拥堵模型Ⅱ或交通拥堵模型Ⅲ中任意一种模型或三种模型结合，采用三种模型结合时以多数原则来预测。