實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及交通技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的提高，駕駛車輛出行已經(jīng)成為人們主要的交通方式之一，如果駕駛員在駕駛車輛的過(guò)程中能夠獲取道路的路況信息，則有助于駕駛員規(guī)劃行駛路徑，如果進(jìn)一步能夠獲取到即將到達(dá)道路在到達(dá)時(shí)的路況信息，駕駛員就可以根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果更加合理的規(guī)劃行駛路徑，這樣就能提高道路的利用率并有效的防治擁堵。
[0003]目前，路況預(yù)測(cè)主要有以下三種方式:
[0004]—、如中國(guó)專利號(hào)為201110438175.7公開了一種融合多種交通數(shù)據(jù)的交通狀況預(yù)測(cè)系統(tǒng)及方法，其主要基于歷史數(shù)據(jù)，流量數(shù)據(jù)及速度數(shù)據(jù)這三種類型的數(shù)據(jù)，并根據(jù)相應(yīng)的權(quán)重建立模型，然后根據(jù)建立好的模型預(yù)測(cè)道路的路況情況。
[0005]二、如中國(guó)專利號(hào)為200910265617.5公開了基于時(shí)空關(guān)系的路況預(yù)測(cè)方法和系統(tǒng)，其主要基于歷史數(shù)據(jù)、空間影響度、實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)這三種類型的數(shù)據(jù)，并強(qiáng)調(diào)了道路的網(wǎng)絡(luò)空間關(guān)系，根據(jù)以上三種數(shù)據(jù)類型，建立相應(yīng)的權(quán)重模型，對(duì)路況進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0006]三、如中國(guó)專利號(hào)為201310155684.8公開了一種基于群智網(wǎng)絡(luò)的交通擁堵提示系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由網(wǎng)頁(yè)交通熱點(diǎn)挖掘模塊、微博交通熱點(diǎn)挖掘模塊及路況規(guī)律預(yù)測(cè)模塊構(gòu)成，面向群智感知網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合傳統(tǒng)的交通信息來(lái)源，對(duì)城市交通熱點(diǎn)進(jìn)行基于數(shù)據(jù)活化技術(shù)的挖掘和預(yù)測(cè)。
[0007]經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，上述三種路況預(yù)測(cè)方式均存在各自的缺點(diǎn):
[0008]第一種方式，需要大量人員參與，耗費(fèi)大量財(cái)力物力；速度數(shù)據(jù)通過(guò)浮動(dòng)車量技術(shù)來(lái)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，流量數(shù)據(jù)可以通過(guò)線圈來(lái)采集實(shí)時(shí)的流量數(shù)據(jù)；需要的數(shù)據(jù)類型多，就需要大量的采集工作；第二點(diǎn)在于模型的建立偏復(fù)雜，對(duì)計(jì)算和模型的準(zhǔn)確性有一定的影響。第二種方式同樣存在著與第一種方式相同的問(wèn)題，同時(shí)空間影響度考慮了某一范圍內(nèi)的影響，但是路況存在著蝴蝶效應(yīng)，有可能影響的范圍會(huì)波及到其他范圍。第三種方式主要是挖掘網(wǎng)頁(yè)上和微博上的交通熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，如果某一區(qū)域在網(wǎng)頁(yè)或者微博上不屬于熱點(diǎn)區(qū)域，那么就不會(huì)產(chǎn)生路況，更不可能有路況預(yù)測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)方法和系統(tǒng)，以解決使用現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)方法存在建模復(fù)制、精準(zhǔn)度低的問(wèn)題。
[0010]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)方法，所述實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)方法包括:
[0011]道路服務(wù)器調(diào)用道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息并獲取當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的車輛行駛速度；
[0012]根據(jù)所述道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息及當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的車輛行駛速度計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的通行率，所述當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的通行率等于當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的車輛行駛速度與當(dāng)前道路的限速的比值；
[0013]根據(jù)道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息獲得當(dāng)前道路的分流流向矩陣，所述分流流向矩陣中的每個(gè)元素表征兩條不同道路之間是否存在連接；
[0014]根據(jù)所述分流流向矩陣計(jì)算當(dāng)前道路的分流矩陣；
[0015]基于馬爾科夫過(guò)程將當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的通行率及當(dāng)前道路的分流矩陣迭代，獲得預(yù)定時(shí)刻預(yù)測(cè)道路的通行率。
[0016]可選的，在所述的實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)方法中，計(jì)算當(dāng)前道路的分流矩陣采用如下公式:
[0017]A = qE+(l_q)P(n)，
[0018]其中，A表示當(dāng)前道路的分流矩陣，E表示單位矩陣，P (η)表示當(dāng)前道路的分流流向矩陣，q表示車輛會(huì)留在當(dāng)前道路上的概率。
[0019]可選的，在所述的實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)方法中，獲得預(yù)定時(shí)刻預(yù)測(cè)道路的通行率采用如下公式:
[0020]R (n+1) = AR (η),
[0021]其中，R(η)表示當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的通行率，R(n+1)表示預(yù)定時(shí)刻為下一時(shí)刻時(shí)預(yù)測(cè)道路的通行率，A表示當(dāng)前道路的分流矩陣。
[0022]可選的，在所述的實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)方法中，所述分流流向矩陣的元素為O或1，當(dāng)兩條不同道路之間存在連接時(shí)，所述分流流向矩陣的元素取I ;當(dāng)兩條不同道路之間不存在連接時(shí)，所述分流流向矩陣的元素取O。
[0023]可選的，在所述的實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)方法中，所述道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息包括:所有道路的限速、道路的編號(hào)及道路的類型等級(jí)。
[0024]可選的，在所述的實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)方法中，所述當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的車輛行駛速度等于當(dāng)前時(shí)刻在當(dāng)前道路上所有車輛行駛速度的平均值。
[0025]可選的，在所述的實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)方法中，當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的通行率和預(yù)定時(shí)刻預(yù)測(cè)道路的通行率的取值范圍均為[0，I]。
[0026]本發(fā)明還提供一種實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，所述實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)系統(tǒng)包括:
[0027]道路服務(wù)器，用于調(diào)用道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息并獲取當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的車輛行駛速度；
[0028]通行率獲取模塊，用于根據(jù)所述道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息及當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的車輛行駛速度計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的通行率，所述當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的通行率等于當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的車輛行駛速度與當(dāng)前道路的限速的比值；
[0029]分流矩陣獲取模塊，根據(jù)所述道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息獲得當(dāng)前道路的分流流向矩陣，所述分流流向矩陣中的每個(gè)元素表征兩條不同道路之間是否存在連接；
[0030]分流矩陣計(jì)算模塊，根據(jù)所述分流矩陣獲取模塊計(jì)算當(dāng)前道路的分流矩陣；
[0031]預(yù)測(cè)模塊，基于馬爾科夫過(guò)程將當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的通行率及當(dāng)前道路的分流矩陣迭代，獲得預(yù)定時(shí)刻預(yù)測(cè)道路的通行率。
[0032]可選的，在所述的實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)系統(tǒng)中，所述分流矩陣計(jì)算模塊計(jì)算當(dāng)前道路的分流矩陣采用如下公式:
[0033]A = qE+(l_q) P (η)，
[0034]其中，A表示當(dāng)前道路的分流矩陣，E表示單位矩陣，P (η)表示當(dāng)前道路的分流流向矩陣，q表示車輛會(huì)留在當(dāng)前道路上的概率。
[0035]可選的，在所述的實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)系統(tǒng)中，所述預(yù)測(cè)模塊獲得預(yù)定時(shí)刻預(yù)測(cè)道路的通行率采用如下公式:
[0036]R (n+1) = AR (η),
[0037]其中，R(η)表示當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的通行率，R(n+1)表示預(yù)定時(shí)刻為下一時(shí)刻時(shí)預(yù)測(cè)道路的通行率，A表示當(dāng)前道路的分流矩陣。
[0038]在本發(fā)明所提供的實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)方法和系統(tǒng)中，先通過(guò)道路服務(wù)器調(diào)用道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息并獲取當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的車輛行駛速度，依次獲得當(dāng)前道路的通行率、分流流向矩陣及分流矩陣，之后基于馬爾科夫過(guò)程將當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的通行率及當(dāng)前道路的分流矩陣迭代，獲得預(yù)定時(shí)刻預(yù)測(cè)道路的通行率。由于當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的通行率等于當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的車輛行駛速度與當(dāng)前道路的限速的比值，而每條道路的限速可通過(guò)道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息直接獲得，因此僅需獲得預(yù)定時(shí)刻預(yù)測(cè)道路的通行率即可反推預(yù)定時(shí)刻預(yù)測(cè)道路上車輛行駛速度，較為直觀的獲得預(yù)測(cè)道路的實(shí)時(shí)路況，提高了預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度，具有普適性。
【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例中實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)方法的流程圖；
[0040]圖2是本發(fā)明一實(shí)施例中實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)系統(tǒng)的示意圖。
[0041]圖2中，道路服務(wù)器10;通行率獲取模塊11 ;分流矩陣獲取模塊12 ;分流矩陣計(jì)算模塊13 ;預(yù)測(cè)模塊14。
【具體實(shí)施方式】
[0042]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)方法和系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0043]請(qǐng)參考圖1，其為本發(fā)明一實(shí)施例中實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)方法的流程圖。如圖1所示，所述的實(shí)時(shí)路況的預(yù)測(cè)方法包括如下步驟:
[0044]首先，執(zhí)行步驟SI，道路服務(wù)器調(diào)用道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息并獲取當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的車輛行駛速度；其中，所述道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息包括:道路的限速、道路的編號(hào)及道路的類型等級(jí)等信息，對(duì)于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息可以存儲(chǔ)于道路服務(wù)器中，以便用戶在進(jìn)行路況預(yù)測(cè)時(shí)實(shí)施調(diào)用相關(guān)信息。對(duì)于道路的限速，如果拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息當(dāng)中沒有記載道路的限速數(shù)據(jù)，則根據(jù)道路的不同類型等級(jí)確定道路的不同的限速數(shù)據(jù)。
[0045]接著，執(zhí)行步驟S2，根據(jù)所述道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息及當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的車輛行駛速度計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的通行率，所述當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的通行率等于當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的車輛行駛速度與當(dāng)前道路的限速的比值；其中，所述當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的車輛行駛速度等于當(dāng)前時(shí)刻在當(dāng)前道路上所有車輛行駛速度的平均值；
[0046]這里需要說(shuō)明的是當(dāng)前道路的車輛行駛速度的數(shù)值是會(huì)時(shí)刻發(fā)生改變的數(shù)據(jù)，而當(dāng)前道路的限速是根據(jù)道路的類型級(jí)別有所規(guī)定的，因此，道路的限速與時(shí)間沒有關(guān)系。
[0047]具體的，道路的車輛行駛速度獲取方式如下:
[0048]道路服務(wù)器獲取行駛車輛的相關(guān)數(shù)據(jù)，主要包括:行駛車輛的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)、車輛的速度數(shù)據(jù)以及行駛車輛方向角數(shù)據(jù)；道路服務(wù)器根據(jù)行駛車輛的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)以及行駛車輛的方向角數(shù)據(jù)定位行駛車輛所在的道路；道路服務(wù)器獲取同一條道路的所有行駛車輛的行駛速度，根據(jù)在同一條道路的所有行駛車輛的速度的平均速度作為該道路的車輛行駛速度。
[0049]進(jìn)一步地，當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的通行率和預(yù)定時(shí)刻預(yù)測(cè)道路的通行率取值范圍均為[0，I]。通行率值越接近于1，說(shuō)明當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的車輛行駛速度越接近當(dāng)前道路的限速，也就是說(shuō)該條道路越暢通。通行率值越接近于0，說(shuō)明當(dāng)前時(shí)刻當(dāng)前道路的車輛行駛速度越低于當(dāng)前道路的限速，也就是該條道路通行率越不好，該條道路越擁堵。當(dāng)然，實(shí)際上，車輛行駛的速度極有可能超過(guò)道路的限速，但畢竟是小概率事件，此時(shí)將通行率值取為
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[0050]接著，執(zhí)行步驟S3，根據(jù)道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息獲得當(dāng)前道路的分流流向矩陣P (η)，所述分流流向矩陣中的每個(gè)元素表