基于时序动态图的交通拥堵推断方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于时序动态图的交通拥堵推断方法、系统、设备及介质，该方法包括：采用时序动态图对计算得到的每条路段的交通流时间序列数据的拥堵状态的特征进行表征；根据得到的拥堵状态时序特征向量计算每条路段在拥堵状态所引发的拥堵传播路段集合；根据拥堵传播路段集合计算路网拥堵时空传播图；根据路网拥堵时空传播图推断拥堵时空传播链的关键传播路段以及关键传播路段的拥堵传播概率。本发明专利技术采用时序动态图实现了对拥堵状态下的时序不平稳特征的表征，再基于路网拥堵时空传播图推断得到拥堵时空传播链的关键传播路段以及关键传播路段的拥堵传播概率，准确反演了真实路段交通拥堵的扩散消散过程，准确量化了交通拥堵的时空影响范围。交通拥堵的时空影响范围。交通拥堵的时空影响范围。

【技术实现步骤摘要】
基于时序动态图的交通拥堵推断方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术涉及交通管理
，特别涉及一种基于时序动态图的交通拥堵推断方法、系统、设备及介质。

技术介绍

[0002]从海量高维的交通时空观测数据中获取带有物理意义的数据表示模式(或称为“状态”)，有助于为道路系统运营以及交通管理规划提供准确且可解释的决策支持。通常通过交通观测数据容易获得离散时间切片内不同路段上的独立交通运行状态，然而交通运行过程在时间和空间上都是连续的。同时，交通流具有明显的时空不平稳性和时空相关性，即某一路段的交通状态可能受前序时段或周围路段的同时影响从而发生交通状态的改变，如何在构建时空关联关系时对时空不平稳性和时空相关性进行建模是目前研究的重要问题。交通拥堵作为一种典型的在空间上具有强传播性和在时序上具有不平稳性的交通状态，不少研究从路网级联现象和时间序列相关理论的角度分别单独对交通拥堵状态的空间模式和时间模式展开了研究，但是目前的研究对连续时间内路网交通运行状态的空间传播链路级路径和概率缺乏进一步的探索。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中无法准确反演出真实路段交通拥堵的空间传播链路段以及拥堵传播概率的缺陷，提供一种基于时序动态图的交通拥堵推断方法、系统、设备及介质。
[0004]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0005]本专利技术第一方面提供了一种基于时序动态图的交通拥堵推断方法，所述交通拥堵推断方法包括：
[0006]计算至少一条路段的交通流时间序列数据；
[0007]采用时序动态图对每条所述路段的交通流时间序列数据的拥堵状态的特征进行表征，以得到拥堵状态时序特征向量；
[0008]根据所述拥堵状态时序特征向量计算每条所述路段在拥堵状态所引发的拥堵传播路段集合；
[0009]根据所述拥堵传播路段集合计算得到路网拥堵时空传播图；
[0010]根据所述路网拥堵时空传播图推断得到拥堵时空传播链的关键传播路段以及所述关键传播路段的拥堵传播概率。
[0011]较佳地，所述计算至少一条路段的交通流时间序列数据的步骤之前，所述交通拥堵推断方法还包括：
[0012]获取路网拓扑连通关系；
[0013]所述计算至少一条路段的交通流时间序列数据的步骤包括：
[0014]根据所述路网拓扑连通关系计算至少一条路段的交通流时间序列数据；
[0015]所述根据所述拥堵传播路段集合计算得到路网拥堵时空传播图的步骤包括：
[0016]根据所述路网拓扑连通关系和所述拥堵传播路段集合计算得到路网拥堵时空传播图。
[0017]较佳地，所述根据所述路网拓扑连通关系计算至少一条路段的交通流时间序列数据的步骤包括：
[0018]获取路网拓扑连通关系的路网数据；
[0019]获取目标车辆的历史轨迹数据；
[0020]对所述历史轨迹数据进行清洗和过滤处理，以得到处理后的历史轨迹数据；
[0021]根据所述路网数据对所述处理后的历史轨迹数据建立空间索引，并对索引后的历史轨迹数据进行地图路网匹配，以得到匹配后的历史轨迹数据；
[0022]根据所述匹配后的历史轨迹数据计算至少一条路段的交通流时间序列数据。
[0023]较佳地，所述根据所述拥堵状态时序特征向量计算每条所述路段在拥堵状态所引发的拥堵传播路段集合的步骤包括：
[0024]根据所述拥堵状态时序特征向量计算每条所述路段在拥堵状态的时空因果关系；
[0025]根据所述时空因果关系获取每条所述路段在拥堵状态所引发的拥堵传播路段集合。
[0026]较佳地，所述根据所述路网拓扑连通关系和所述拥堵传播路段集合计算得到路网拥堵时空传播图的步骤包括：
[0027]根据所述路网拓扑连通关系和所述拥堵传播路段集合计算得到拥堵传播概率矩阵；
[0028]根据所述拥堵传播概率矩阵获得所述路网拥堵时空传播图。
[0029]较佳地，所述根据所述路网拥堵时空传播图推断得到拥堵时空传播链的关键传播路段以及所述关键传播路段的拥堵传播概率的步骤包括：
[0030]根据所述路网拥堵时空传播图计算得到拥堵时空传播链；
[0031]根据所述时空因果关系对所述拥堵时空传播链进行检验，以得到去除冗余时空因果关系的拥堵关键时空传播链；
[0032]根据拥堵关键时空传播链获得所述关键传播路段以及所述关键传播路段的拥堵传播概率。
[0033]较佳地，所述根据所述路网拥堵时空传播图推断得到拥堵时空传播链的关键传播路段以及所述关键传播路段的拥堵传播概率的步骤之后，所述交通拥堵推断方法还包括：
[0034]对所述拥堵时空传播链的关键传播路段进行评估，以得到评估结果。
[0035]本专利技术第二方面提供了一种基于时序动态图的交通拥堵推断系统，所述交通拥堵推断系统包括第一计算模块、表征模块、第二计算模块、第三计算模块以及推断模块；
[0036]所述第一计算模块用于计算至少一条路段的交通流时间序列数据；
[0037]所述表征模块用于采用时序动态图对每条所述路段的交通流时间序列数据的拥堵状态的特征进行表征，以得到拥堵状态时序特征向量；
[0038]所述第二计算模块用于根据所述拥堵状态时序特征向量计算每条所述路段在拥堵状态所引发的拥堵传播路段集合；
[0039]所述第三计算模块用于根据所述拥堵传播路段集合计算得到路网拥堵时空传播
图；
[0040]所述推断模块用于根据所述路网拥堵时空传播图推断得到拥堵时空传播链的关键传播路段以及所述关键传播路段的拥堵传播概率。
[0041]较佳地，所述交通拥堵推断系统还包括获取模块；
[0042]所述获取模块用于获取路网拓扑连通关系；
[0043]所述第一计算模块用于根据所述路网拓扑连通关系计算至少一条路段的交通流时间序列数据；
[0044]所述第三计算模块用于根据所述路网拓扑连通关系和所述拥堵传播路段集合计算得到路网拥堵时空传播图。
[0045]较佳地，所述第一计算模块包括第一获取单元、第二获取单元、处理单元、匹配单元以及第一计算单元；
[0046]所述第一获取单元用于获取路网拓扑连通关系的路网数据；
[0047]所述第二获取单元用于获取目标车辆的历史轨迹数据；
[0048]所述处理单元用于对所述历史轨迹数据进行清洗和过滤处理，以得到处理后的历史轨迹数据；
[0049]所述匹配单元用于根据所述路网数据对所述处理后的历史轨迹数据建立空间索引，并对索引后的历史轨迹数据进行地图路网匹配，以得到匹配后的历史轨迹数据；
[0050]所述第一计算单元用于根据所述匹配后的历史轨迹数据计算至少一条路段的交通流时间序列数据。
[0051]较佳地，所述第二计算模块包括第二计算单元以及第三获取单元；
[0052]所述第二计算单元用于根据所述拥堵状态时序特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时序动态图的交通拥堵推断方法，其特征在于，所述交通拥堵推断方法包括：计算至少一条路段的交通流时间序列数据；采用时序动态图对每条所述路段的交通流时间序列数据的拥堵状态的特征进行表征，以得到拥堵状态时序特征向量；根据所述拥堵状态时序特征向量计算每条所述路段在拥堵状态所引发的拥堵传播路段集合；根据所述拥堵传播路段集合计算得到路网拥堵时空传播图；根据所述路网拥堵时空传播图推断得到拥堵时空传播链的关键传播路段以及所述关键传播路段的拥堵传播概率。2.如权利要求1所述的基于时序动态图的交通拥堵推断方法，其特征在于，所述计算至少一条路段的交通流时间序列数据的步骤之前，所述交通拥堵推断方法还包括：获取路网拓扑连通关系；所述计算至少一条路段的交通流时间序列数据的步骤包括：根据所述路网拓扑连通关系计算至少一条路段的交通流时间序列数据；所述根据所述拥堵传播路段集合计算得到路网拥堵时空传播图的步骤包括：根据所述路网拓扑连通关系和所述拥堵传播路段集合计算得到路网拥堵时空传播图。3.如权利要求2所述的基于时序动态图的交通拥堵推断方法，其特征在于，所述根据所述路网拓扑连通关系计算至少一条路段的交通流时间序列数据的步骤包括：获取路网拓扑连通关系的路网数据；获取目标车辆的历史轨迹数据；对所述历史轨迹数据进行清洗和过滤处理，以得到处理后的历史轨迹数据；根据所述路网数据对所述处理后的历史轨迹数据建立空间索引，并对索引后的历史轨迹数据进行地图路网匹配，以得到匹配后的历史轨迹数据；根据所述匹配后的历史轨迹数据计算至少一条路段的交通流时间序列数据。4.如权利要求1所述的基于时序动态图的交通拥堵推断方法，其特征在于，所述根据所述拥堵状态时序特征向量计算每条所述路段在拥堵状态所引发的拥堵传播路段集合的步骤包括：根据所述拥堵状态时序特征向量计算每条所述路段在拥堵状态的时空因果关系；根据所述时空因果关系获取每条所述路段在拥堵状态所引发的拥堵传播路段集合。5.如权利要求2所述的基于时序动态图的交通拥堵推断方法，其特征在于，所述根据所述路网拓扑连通关系和所述拥堵传播路段集合计算得到路网拥堵时空传播图的步骤包括：根据所述路网拓扑连通关...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春，陈莉，范占永，黄炜，吴杭彬，
申请(专利权)人：苏州工业园区测绘地理信息有限公司，
类型：发明
国别省市：