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专利号: 2020104396431
申请人: 云南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种区域辐射性交通流量预测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:收集日常生活中居民移动的轨迹数据信息,将轨迹数据转换成以子区域为最小单元的交通进出入流量图;

S2:获取城市不同区域交通流特点,以及城市不同区域之间流量的空间相关性;

S3:构建区域辐射性交通流量预测模型,采用特有的全卷积网络以中心区域为起始,通过叠加特征提取—预测子模块来实现逐步的扩展预测;

S4:通过将预测流量图与实际流量图的误差来反向调节全卷积神经网络,拟合出接近于真实情况的区域辐射性交通流量预测模型;

所述S2具体包括:

S21:将城市划分为M*N个区域,利用出流量和入流量来增加流量图像通道,将流量图原有的单通道扩充到2个通道;

S22:分析城市中心地带子区域和周边子区域,在固定时间内中心区域向周边区域的辐射情况。

2.根据权利要求1所述的区域辐射性交通流量预测方法,其特征在于,所述S1具体包括:

S11:收集居民出行轨迹数据,并进行清洗,居民出行轨迹数据集至少包含GPS轨迹点的经度和纬度,以及轨迹点的信息和相应的时间;

S12:GPS轨迹数据集对应预测交通流量的区域,按照经纬度划分为多个地理栅格。

3.根据权利要求2所述的区域辐射性交通流量预测方法,其特征在于,所述S12具体包th

括:令P表示为时间区间t 的轨迹集合;对于第i行和第j列的网格(i,j),在指定时间区间t的进入流和外出流的分别计算如下:其中,Tr:g1‑>g2‑>....‑>g|Tr|是P中的一条轨迹,gk是空间坐标:gk∈(i,j)表示点gk在th

网格(i,j)中在时间区域t 中;

2×I×J

所有I×J个区域的进入流和外出可以表示成一个张量Xt∈R ,其中在一个I×J的网格地图中,每个网格有两种交通流量,任何时间的交通流

2×I×J

量可以表示成一个张量Xt∈R 。

4.根据权利要求1所述的区域辐射性交通流量预测方法,其特征在于,所述S3具体包括:

S31:采用(‑1,1)对流量数据集进行归一化;

S32:构建特征提取—扩展预测子模块:当流量特征图输入,首先采用可变形卷积对输入的流量图做卷积,进行非规则化采样;然后对卷积结果进行上采样达到从中心流量图向外成倍扩展,在原来m*n尺度基础上得到大小为2m*2n的流量图;在后一层设置实例正则化对预测结果整体进行一次调整;

S33:反复叠加特征提取—扩展预测子模块三次,子模块的可变形卷积核设置为8维,尺寸为2*2,步长设置为1;区域辐射性交通流量预测模型最后一层采用维度为2,尺寸为2*2的普通卷积对流量预测图进行输出双通道流量图的细节信息。

5.根据权利要求4所述的区域辐射性交通流量预测方法,其特征在于,所述S32中的卷积操作如下:

其中,po为输出特征图y(po)的任意一个像素位置,pn为R中位置的枚举,可变形采样点是常规采样经过偏移Δpn得到的,R为采样区域。

6.根据权利要求4所述的区域辐射性交通流量预测方法,其特征在于,所述S32中实例N×C×H×W

正则化的方法:对于x∈R ,对每个样本的H和W维度上的数据求均值和标准差,保留N和C维度,只求均值和标准差,计算公式为:其中,C表示通道数,H、W分别表示特征图的高度、宽度,N代表样本数,n∈N h∈H c∈C w∈W。

7.根据权利要求1所述的区域辐射性交通流量预测方法,其特征在于,所述S4中,预测流量图与实际流量图的误差,即真实结果与预测结果之间的距离,用MSE作为损失函数来衡量,

其中,zi是真实流量值,是预测流量值,M是城市区域网格数量。