路段行駛時(shí)間分布預(yù)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于智能交通技術(shù)領(lǐng)域，尤其是設(shè)及一種路段行駛時(shí)間分布預(yù)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市交通量的逐年增大，城市交通系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的波動(dòng)性也隨之增加。因此 向出行者提供可靠的最優(yōu)路徑成為動(dòng)態(tài)路徑誘導(dǎo)方法亟待解決的問題。
[0003] 當(dāng)前的路徑誘導(dǎo)方法主要是根據(jù)在起訖點(diǎn)之間的路段平均旅行時(shí)間作為路徑選 擇的權(quán)重，并通過一些最短路徑算法，如dijsktra算法，尋找其中的耗時(shí)最短的路徑。該種 路徑誘導(dǎo)方法中，通過簡單地統(tǒng)計(jì)各路段的行駛時(shí)間均值來確定最終的誘導(dǎo)路徑。但是，由 于交通狀況的動(dòng)態(tài)性W及路段間的關(guān)聯(lián)性，各路段W及路徑的行駛時(shí)間分布將呈現(xiàn)出離散 分布的特點(diǎn)，若僅W-個(gè)固定的平均行駛時(shí)間來作為路徑選擇的依據(jù)，將容易導(dǎo)致路徑誘 導(dǎo)結(jié)果的可靠性不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述存在的問題，本發(fā)明提供一種路段行駛時(shí)間分布預(yù)測方法，用W實(shí)現(xiàn)對 路網(wǎng)中各路段行駛時(shí)間的實(shí)時(shí)預(yù)測，W用于指導(dǎo)路徑誘導(dǎo)，保證路徑誘導(dǎo)結(jié)果的高可靠性。
[0005] 本發(fā)明提供了一種路段行駛時(shí)間分布預(yù)測方法，包括：
[0006] 分別獲得由第一歷史行駛時(shí)間集合中的各第一歷史行駛時(shí)間坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu)成的第一 行駛時(shí)間聯(lián)合分布圖，W及由第二歷史行駛時(shí)間集合中的各第二歷史行駛時(shí)間坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu)成 的第二行駛時(shí)間聯(lián)合分布圖；其中，第一行駛時(shí)間聯(lián)合分布圖和第二行駛時(shí)間聯(lián)合分布圖 均是分別W第一路段行駛時(shí)間和第二路段行駛時(shí)間作為橫、縱坐標(biāo)變量的，所述第一路段 和所述第二路段為相鄰的兩個(gè)路段；一個(gè)第一歷史行駛時(shí)間坐標(biāo)點(diǎn)描述了在第一歷史時(shí)間 內(nèi)一輛車先后經(jīng)過第一路段所用的行駛時(shí)間和第二路段所用的行駛時(shí)間，一個(gè)第二歷史行 駛時(shí)間坐標(biāo)點(diǎn)描述了在第二歷史時(shí)間內(nèi)一輛車先后經(jīng)過第一路段所用的行駛時(shí)間和第二 路段所用的行駛時(shí)間；第一歷史時(shí)間早于第二歷史時(shí)間，第二歷史時(shí)間與當(dāng)前時(shí)間的差值 小于預(yù)設(shè)時(shí)間差值，且第一歷史時(shí)間段的長度大于第二歷史時(shí)間段的長度；
[0007] 對所述第二行駛時(shí)間聯(lián)合分布圖進(jìn)行網(wǎng)格聚類處理，得到至少一種行駛時(shí)間狀態(tài) 組合方式，每種行駛時(shí)間狀態(tài)組合方式作為一個(gè)馬爾科夫鏈，其中，一種行駛時(shí)間狀態(tài)組合 由所述網(wǎng)格聚類處理后得到的第一路段的一個(gè)行駛時(shí)間狀態(tài)區(qū)間和第二路段的一個(gè)行駛 時(shí)間狀態(tài)區(qū)間組成；
[000引確定每個(gè)馬爾科夫鏈的初始概率和轉(zhuǎn)移概率，并根據(jù)所述初始概率和所述轉(zhuǎn)移概 率確定所述每個(gè)馬爾科夫鏈的發(fā)生概率；
[0009] 根據(jù)所述第一行駛時(shí)間聯(lián)合分布圖得到所述第一路段和所述第二路段分別對應(yīng) 的第一路段第一行駛時(shí)間概率分布和第二路段第一行駛時(shí)間概率分布，根據(jù)所述第二行駛 時(shí)間聯(lián)合分布圖得到所述第一路段和所述第二路段分別對應(yīng)的第一路段第二行駛時(shí)間概 率分布和第二路段第二行駛時(shí)間概率分布；
[0010] 對應(yīng)疊加所述第一路段第一行駛時(shí)間概率分布和所述第一路段第二行駛時(shí)間概 率分布，根據(jù)信息滴最小化的條件確定所述第一路段第二行駛時(shí)間概率分布的權(quán)重，得到 加權(quán)后的第一路段第二行駛時(shí)間概率分布；對應(yīng)疊加所述第二路段第一行駛時(shí)間概率分布 和所述第二路段第二行駛時(shí)間概率分布，根據(jù)信息滴最小化的條件確定所述第二路段第二 行駛時(shí)間概率分布的權(quán)重，得到加權(quán)后的第二路段第二行駛時(shí)間概率分布；
[0011] 針對所述每個(gè)馬爾科夫鏈，卷積所述加權(quán)后的第一路段第二行駛時(shí)間概率分布和 所述加權(quán)后的第二路段第二行駛時(shí)間概率分布，得到每個(gè)馬爾科夫鏈對應(yīng)的行駛時(shí)間概率 分布；
[0012] 根據(jù)所述每個(gè)馬爾科夫鏈的發(fā)生概率和所述每個(gè)馬爾科夫鏈對應(yīng)的行駛時(shí)間概 率分布，確定所述第一路段和所述第二路段的行駛時(shí)間預(yù)測結(jié)果。
[0013] 本發(fā)明提供的路段行駛時(shí)間分布預(yù)測方法，首先獲得距離當(dāng)前時(shí)刻較短時(shí)間內(nèi)的 經(jīng)過兩相鄰路段的各車輛的軌跡信息，簡稱為相對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，W及獲得距離當(dāng)前時(shí)候較長 的比如一周之內(nèi)的包含該當(dāng)前時(shí)刻的一定時(shí)間段內(nèi)的、經(jīng)過兩相鄰路段的各車輛的軌跡信 息，簡稱為相對歷史數(shù)據(jù)；其次，分別針對根據(jù)相對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和相對歷史數(shù)據(jù)得到的兩個(gè)行 駛時(shí)間聯(lián)合分布圖進(jìn)行行駛時(shí)間概率分布的分析，W根據(jù)信息滴最小化的條件來確定根據(jù) 相對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)得到的兩個(gè)路段行駛時(shí)間數(shù)據(jù)對于路段行駛時(shí)間預(yù)測結(jié)果的影響權(quán)重；再 者，通過對相對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對應(yīng)的行駛時(shí)間聯(lián)合分布圖進(jìn)行馬爾科夫過程處理，得到兩個(gè)路 段間不同行駛時(shí)間狀態(tài)的組合方式，并針對每種組合方式得到該組合方式的發(fā)生概率；進(jìn) 而，針對每種組合方式即每種馬爾科夫鏈，根據(jù)上述得到的確定權(quán)重后的與相對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 對應(yīng)的行駛時(shí)間概率分布，得到每種組合方式下對應(yīng)的行駛時(shí)間概率分布；最終，結(jié)合每種 組合方式發(fā)生的概率W及每種組合方式對應(yīng)的行駛時(shí)間概率分布得到兩個(gè)路段的行駛時(shí) 間預(yù)測結(jié)果。通過對相對歷史數(shù)據(jù)和相對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的聯(lián)合分析處理，充分考慮了路網(wǎng)交通 即各個(gè)路段的動(dòng)態(tài)交通狀況，保證了路段行駛時(shí)間預(yù)測結(jié)果的可靠性，從而使得基于該預(yù) 測結(jié)果進(jìn)行的后續(xù)路徑選擇結(jié)果更為可靠。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明路段行駛時(shí)間分布預(yù)測方法實(shí)施例的流程圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明所采用的應(yīng)用場景示意圖；
[0016] 圖3-1為第一行駛時(shí)間聯(lián)合分布圖的示意圖；
[0017] 圖3-2為第二行駛時(shí)間聯(lián)合分布圖的示意圖；
[0018] 圖4為第二行駛時(shí)間聯(lián)合分布圖的網(wǎng)格聚類結(jié)果示意圖；
[0019] 圖5-1為第一路段第一行駛時(shí)間概率分布的示意圖；
[0020] 圖5-2為第一路段第二行駛時(shí)間概率分布的示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0021] 圖1為本發(fā)明路段行駛時(shí)間分布預(yù)測方法實(shí)施例的流程圖，本方法適用于對路網(wǎng) 中任意兩個(gè)相鄰路段進(jìn)行行駛時(shí)間的預(yù)測，圖2為本方法適用的一種應(yīng)用場景示意，圖中 第一路段和第二路段為相鄰的兩個(gè)連續(xù)路段。如圖1所示，該方法包括如下步驟：
[0022] 步驟101、分別獲得由第一歷史行駛時(shí)間集合中的各第一歷史行駛時(shí)間坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu) 成的第一行駛時(shí)間聯(lián)合分布圖，w及由第二歷史行駛時(shí)間集合中的各第二歷史行駛時(shí)間坐 標(biāo)點(diǎn)構(gòu)成的第二行駛時(shí)間聯(lián)合分布圖；其中，第一行駛時(shí)間聯(lián)合分布圖和第二行駛時(shí)間聯(lián) 合分布圖均是分別W第一路段行駛時(shí)間和第二路段行駛時(shí)間作為橫、縱坐標(biāo)變量的，所述 第一路段和所述第二路段為相鄰的兩個(gè)路段；一個(gè)第一歷史行駛時(shí)間坐標(biāo)點(diǎn)描述了在第一 歷史時(shí)間內(nèi)一輛車先后經(jīng)過第一路段所用的行駛時(shí)間和第二路段所用的行駛時(shí)間，一個(gè)第 二歷史行駛時(shí)間坐標(biāo)點(diǎn)描述了在第二歷史時(shí)間內(nèi)一輛車先后經(jīng)過第一路段所用的行駛時(shí) 間和第二路段所用的行駛時(shí)間；第一歷史時(shí)間早于第二歷史時(shí)間，第二歷史時(shí)間與當(dāng)前時(shí) 間的差值小于預(yù)設(shè)時(shí)間差值，且第一歷史時(shí)間段的長度大于第二歷史時(shí)間段的長度。
[0023] 本實(shí)施例中，為了對第一路段和第二路段的行駛時(shí)間進(jìn)行結(jié)合