【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种支持预设的时段划分程序及方法，属于交通。
技术介绍
1、交通信号控制是保障交通参与者出行安全、畅通的重要方式，在汽车保有量持续增加的背景下，其重要性与日俱增。现阶段，我国交通信号控制主要以单点控制为主，多时段定周期单点(单独的交叉口)控制是应用最普遍的控制策略，该策略通过划分时段并分时段确定信控策略、方案以实现供给与需求的匹配。时段划分是对交通需求分布规律的挖掘，合理的时段划分对于提高交通控制效果具有重要意义。
2、时段划分一般使用交叉口流量数据，例如交叉口00：00-24：00以5分钟作为统计间隔共288个样本的流量序列。最初的时段划分工作由交通工程师根据流量数据进行，一般划分出早高峰、晚高峰、平峰时段，此种方式依赖于“专家经验”，而且无法自动化。之后，机器学习领域的聚类算法(k均值聚类、层次聚类等)被广泛应用，通过计算并比较流量数据的“距离”，将“相似”的样本划分为同一类簇，实现时段划分。聚类算法基于数据驱动，计算流程自动化，但是没有考虑时序特征，流量数据波动较大时划分结果容易出现离群点，可解释性较差。
3、时段划分的核心是对时序数据的分割，计算并比较“距离”时必须考虑样本的时序特征：时序数据可看作一条“绳子”，一组分割点可看作“钉子”，将该绳子钉在墙上分成若干段，对于每一段计算段内样本差异(分段计算已经考虑了时序特征)，不同段样本差异之和越小则说明分割越合理。一般用离差平方和(同一类各个样本与类均值的差值的平方和)来度量样本差异，通过递归计算，确定最优分类数，使离差平方和最小，即“
4、现有时段划分方法，存在一些不足：
5、其一，没有考虑预设时段：工程中某些时段可能存在预设的交通管理策略，例如7：00-9：00为禁止左转，则进行时段划分时应该保持该时段的完整性，不应划分出类似06：50-7：30的时段；
6、其二，没有考虑时段的大小(类中包含的样本数)：时段过短则方案变化、过渡过于频繁会导致控制效果不佳，一般要求每个时段必须包含一定的样本量，例如要求时段至少为15分钟，以5分钟为统计间隔时，则时段至少应包含3个样本。
7、因此，本领域亟需一种支持预设时段以及时段大小，能够保证预设时段的完整性，并且所划分的时段大小都满足预设要求的时段划分程序及方法。
技术实现思路
1、本专利技术的所要解决的问题是：现有技术中时段划分方法能够确定时序数据的最优分割方式，但没有考虑预设时段以及时段大小，限制了方法的应用场景以及应用效果。
2、为达到解决上述问题的目的，本专利技术所采取的技术方案是提供一种支持预设的时段划分程序及方法。
3、本专利技术的第一方面，提供了一种支持预设的时段划分程序，包括数据预处理模块、时段拆分模块、时段划分模块及时段合并模块。
4、其中，数据预处理模块用于得到交叉口整体的流量序列；
5、时段拆分模块用于根据预设时段(已设置交通管理策略的时段或者特别关注的时段)进行初步拆分(粗划分)，对于拆分得到的各个时段使用基于递归的最优分割方法进一步划分(细划分)；
6、时段划分模块用于时段拆分得到的各个时段采用基于递归的最优分割方法进行细划分，即将求解n个样本的最优划分方案的需求拆解为多个子问题，(将更少的样本划分为更少的时段)，然后递推，最终求解；
7、时段合并模块用于按照时序将划分得到的各个时段拼接起来形成时段划分结果。
8、本专利技术的第二方面，提供了一种使用上述程序进行时段划分的方法，包括以下步骤：
9、1.数据预处理模块接收各条车道的过车记录，并统计流量，舍弃异常的流量数据，例如流量为0，或者大于饱和流率(以饱和状态通行5分钟的流量)，将有效的流量数据作为各条车道各个时间间隔的历史特征数据进行保存，确定各条车道的流量，并得到交叉口整体的流量序列；
10、2.时段拆分模块根据预设时段进行拆分；
11、3.将拆分后的时段通过时段划分模块基于递归的最优分割方法进行细划分，然后递推，最终求解；
12、4.按照时序将划分得到的各个时段通过时段合并模块拼接起来。
13、优选地，所述的时段划分中的时段包括00：00-24：00。
14、优选地，所述的数据预处理模块中，统计流量的时间间隔为5分钟。
15、优选地，所述的数据预处理模块可根据相应交叉口的记录数据调整。
16、优选地，所述的时段划分模块的流程包括以下步骤，如图3所示：
17、1.获取粗划分得到的时段；
18、2.计算最大时段数；
19、3.基于递归的最优分割方法求解子问题的最优划分方案；
20、4.判断是否求解所有子问题，若是，则确定最优划分时段个数kbest，若不是，则重复步骤3；
21、5.确定最优划分时段个数后确定最优划分方案。
22、相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
23、本专利技术应用场景广泛，求解最优时段划分方案需要的流量数据方便获取；
24、需要的配置参数较少，给定预设的时段、时段大小后，可跟据流量全自动生成全天的最优时段划分方案。
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1.一种支持预设的时段划分程序，其特征在于，包括数据预处理模块、时段拆分模块、时段划分模块及时段合并模块；
2.一种使用如权利要求1所述的程序进行的时段划分方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的时段划分方法，其特征在于，所述的时段划分中的时段包括00：00-24：00。
4.如权利要求2所述的时段划分方法，其特征在于，所述的数据预处理模块中，统计流量的时间间隔为5分钟。
5.如权利要求2所述的时段划分方法，其特征在于，所述的数据预处理模块可根据相应交叉口的记录数据调整。
6.如权利要求2所述的时段划分方法，其特征在于，所述的时段划分模块的流程包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种支持预设的时段划分程序，其特征在于，包括数据预处理模块、时段拆分模块、时段划分模块及时段合并模块；
2.一种使用如权利要求1所述的程序进行的时段划分方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的时段划分方法，其特征在于，所述的时段划分中的时段包括00：00-24：00。
...【专利技术属性】
技术研发人员：强禹，陈凯佳，赵超，还斌，赵益，
申请(专利权)人：上海衍之辰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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