一种基于模式匹配的城市路径行程时间预测方法技术

本发明专利技术公开一种基于模式匹配的城市路径行程时间预测方法，首先对交通历史数据进行分析，本方法采用的交通数据为浮动车数据，从历史数据中挖掘交通模式，包括路段链模式和交叉路口模式；由交通管理部门或专家创建默认的路段链和交叉路口默认交通模式；给出输入车辆出行的起点、终点、出行时刻以及当前的交通条件匹配相应的交通模式，加权计算出各条候选路径的行程时间。本发明专利技术能有效综合考虑城市路段链和交叉路口的交通模式，对城市路径行程时间进行有效预测，采用的方法和技术简单易行，运行条件容易满足，引导车辆合理选择出行路线，对于缓解城市交通拥堵有重要作用，并且易于在大中型城市中推广应用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开，首先对交通历史数据进行分析，本方法采用的交通数据为浮动车数据，从历史数据中挖掘交通模式，包括路段链模式和交叉路口模式；由交通管理部门或专家创建默认的路段链和交叉路口默认交通模式；给出输入车辆出行的起点、终点、出行时刻以及当前的交通条件匹配相应的交通模式，加权计算出各条候选路径的行程时间。本专利技术能有效综合考虑城市路段链和交叉路口的交通模式，对城市路径行程时间进行有效预测，采用的方法和技术简单易行，运行条件容易满足，引导车辆合理选择出行路线，对于缓解城市交通拥堵有重要作用，并且易于在大中型城市中推广应用。【专利说明】-种基于模式匹配的城市路径行程时间预测方法
本专利技术涉及智能交通领域，特别涉及一种基于模式匹配的城市路径行程时间预测 方法。
技术介绍
在智能交通研究领域，如何提高交通服务水平，许多国家和地区已经开展了城市 道路行程时间预测的研究，并已成为国际研究的热点之一。目前已有的行程时间预测方法 主要侧重于可预测事件以及特殊天气对交通方式的影响。 现有的城市路径行程时间预测方法预测精度不高，在预测过程中不考虑交通模 式，不能够动态调整各种交通事件对行程时间影响的权值，车辆行程时间预测的精度不高。
技术实现思路
本专利技术提出了。本专利技术能有效挖 掘交通历史数据，可以对城市路径的行程时间进行预测，从而引导车辆合理选择出行路线， 对于缓解城市交通拥堵有重要作用，并且易于在大中型城市中推广应用。 为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为： ，包括以下步骤： (1)采用数据挖掘的方法，创建城市路段链历史交通模式和城市交叉路口历史延 误模式，路段链历史交通模式和交叉路口历史延误模式均属于历史交通模式； (2)由交通管理部门或专家创建默认交通模式，默认交通模式包括默认路段链交 通模式和默认交叉路口延误模式，设定历史交通模式权值α和默认交通模式权值β，定义 交通模式的最小支持度阈值X和最小可信度阈值S ; (3)用户确定交通参数，包括车辆出行的起点、终点、出行时刻、出行日期和天气 状况，依据设置的交通参数查找匹配的路段链交通模式（路段链历史交通模式、默认路段 链交通模式）和交叉路口的交通模式（城市交叉路口历史延误模式、默认交叉路口延误模 式）；确定路段的通行级别，从而获得路段的平均速度和行程时间以及交叉路口的通行时 间； (4)根据设置的交通参数调整历史交通模式权值α和默认交通模式权值β的 值； (5)根据设置的交通参数，产生m条候选路径，每条候选路径由若干条路段链和若 干个交叉路口组成（路段链和交叉路口的个数与用户选择的路径起止点相关），加权计算 每条候选路径基于历史交通模式的路径行程时间Th和基于默认交通模式的路径行程时间 Td，得到每条候选路径的预测行程时间T，计算公式为： 【权利要求】1. ，其特征在于，包括以下步骤， (1) 采用数据挖掘的方法，创建城市历史交通模式，所述历史交通模式包括城市路段链 历史交通模式和城市交叉路口历史延误模式； (2) 创建默认交通模式，所述默认交通模式包括默认路段链交通模式和默认交叉路口 延误模式，设定历史交通模式权值α和默认交通模式权值β，定义交通模式的最小支持度 阈值X和最小可信度阈值δ ; (3) 确定交通参数，依据设置的交通参数查找匹配的路段链交通模式和交叉路口延误 模式；确定路段的通行级别，从而获得路段的平均速度和行程时间以及交叉路口的通行时 间； (4) 根据设置的交通参数调整历史交通模式权值α和默认交通模式权值β的值； (5) 根据设置的交通参数，产生m条候选路径，每条候选路径包括若干条路段链和若干 个交叉路口，加权计算每条候选路径基于历史交通模式的路径行程时间T h和基于默认交通 模式的路径行程时间Td，得到每条候选路径的预测行程时间T，计算公式为：其中?\和Τ' i分别为第i条路段基于历史交通模式的行程时间和基于默认交通模式 的延误时间，Τ」和Τ'」分别为第j个交叉路口基于历史交叉模式和默认交通的延误时间， α和β为采用经过所述步骤（4)调整后的值； (6) m条候选路径的预测行程时间全部计算完成后，在候选路径中选择一条预测行程时 间最短的路径作为推荐路径，所述推荐路径的预测行程时间为最终的路径预测行程时间。2. 根据权利要求1所述的，其特征在 于，所述步骤（1)包括以下步骤： 1-1)定义时空维：时空维包括时间维和空间维，所述时间维分为年、季节、月、星期、小 时、半小时；所述空间维分为路段链； 1-2)依据道路上车辆的平均行驶速度划分道路通行级别： 1-3)定义城市道路网络为一个无向带权图G = (V，E，Q)， 其中：V是顶点的集合，E是边的集合，城市道路网络中的每个交叉路口为无向带权图 中的一个顶点，用％表示，& e V，并对每个顶点进行编号，城市道路网络中的一条路段e 为无向带权图中的一条边，用一个二元组（叫，η」）表示，e e E，rii, η」表示路段e的结点， ni e V，r^_ e V，Q为正的实数集合，表示路段所对应的长度； 1-4)定义路段链历史交通模式为STP: (W，TI，H，L (叫，η』)，D，R，S，C)， 其中W表示星期几，值为1?7 ;TI为时间索引；Η代表是否为假期；L (叫，np为路段链； D为方向；R为道路通行级别，值为0?9 ;S为支持度；C为可信度； 1-5)定义交叉路口历史延误模式为IDP: (11'1，!1，1^(叫，11」)，1^(11」，111;)上0&%)，其中1 表示星期几，值为1?7 ;TI为时间索引；Η代表是否为假期；代表交叉路口的起始 路段，L (nj，nk)代表交叉路口的离开路段，P代表交叉路口的延误类型，取值为L，T，R分别 表示左转向延误，通行延误，右转向延误；Davg代表平均延误时间。3. 根据权利要求2所述的，其特征在 于，所述步骤1-2)道路通行级别划分为10级，分别为：平均速度为0?5km/h定义为10 级；平均速度为6?10km/h定义为9级；平均速度为11?15km/h定义为8级；平均速度为 16?20km/h定义为7级；平均速度为21?25km/h定义为6级；平均速度为26?30km/h 定义为5级；平均速度为31?35km/h定义为4级；平均速度为36?40km/h定义为3级； 平均速度为40?60km/h定义为2级；平均速度为大于60km/h定义为1级。4. 根据权利要求1所述的，其特征在 于，所述步骤（2)中，由交通管理部门或专家创建默认路段链和交叉路口模式，具体包括以 下步骤： 2-1)定义默认路段链模式为 STP' ：（W'，TI '，H'，L (ni，η』）'，D'，R'，S'，C'），其中 W' 表示星期几，值为1?7 ;TI'为时间索引，；Η'代表是否为假期；'为路段链；D'为 方向；R'为道路通行级别；S'和C'的取值分别取最小支持度阈值X和最小可信度阈值δ ; 2-2)定义默认的交叉路口模式为 IDP' ：（W'，ΤΙ'，Η' ，Davg'）， 其中W'表示星期几，值为1?7 ;ΤΓ为时间索引；H'代表是否为假期本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于模式匹配的城市路径行程时间预测方法，其特征在于，包括以下步骤，(1)采用数据挖掘的方法，创建城市历史交通模式，所述历史交通模式包括城市路段链历史交通模式和城市交叉路口历史延误模式；(2)创建默认交通模式，所述默认交通模式包括默认路段链交通模式和默认交叉路口延误模式，设定历史交通模式权值α和默认交通模式权值β，定义交通模式的最小支持度阈值χ和最小可信度阈值δ；(3)确定交通参数，依据设置的交通参数查找匹配的路段链交通模式和交叉路口延误模式；确定路段的通行级别，从而获得路段的平均速度和行程时间以及交叉路口的通行时间；(4)根据设置的交通参数调整历史交通模式权值α和默认交通模式权值β的值；(5)根据设置的交通参数，产生m条候选路径，每条候选路径包括若干条路段链和若干个交叉路口，加权计算每条候选路径基于历史交通模式的路径行程时间Th和基于默认交通模式的路径行程时间Td，得到每条候选路径的预测行程时间T，计算公式为：Th=Σi=1nti+Σj=1mtj,Td=Σi=1nti′+Σj=1ntj′,T=αTh+βTd,]]>其中Ti和T′i分别为第i条路段基于历史交通模式的行程时间和基于默认交通模式的延误时间，Tj和T′j分别为第j个交叉路口基于历史交叉模式和默认交通的延误时间，α和β为采用经过所述步骤(4)调整后的值；(6)m条候选路径的预测行程时间全部计算完成后，在候选路径中选择一条预测行程时间最短的路径作为推荐路径，所述推荐路径的预测行程时间为最终的路径预测行程时间。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文婷，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32