[发明专利]一种高速公路车辆通行行为相似度计算方法及系统

权利要求书

1.一种高速公路车辆通行行为相似度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、获取高速收费数据，根据所述高速收费数据构造关于车牌编号以及车辆通行行为的通行行为矩阵；

步骤S2、根据所述通行行为矩阵进行统计得到行为统计矩阵；

步骤S3、分解所述行为统计矩阵得到车辆特征矩阵；

步骤S4、根据所述车辆特征矩阵计算两辆车之间的通行相似度;

所述步骤S3具体为：

步骤S31、将所述行为统计矩阵分解为车辆用户矩阵与车辆行为矩阵的乘积，分别对所述车辆用户矩阵以及车辆行为矩阵赋初始值；

步骤S32、计算当前车辆用户矩阵和当前车辆行为矩阵的乘积与行为统计矩阵之间的损失函数，判断所述损失函数的值是否小于设定阈值，如果是则转步骤S34，否则转步骤S33；

步骤S33、对所述车辆用户矩阵以及车辆行为矩阵进行迭代更新，判断更新次数是否达到上限值，如果是则转步骤S34，否则以更新后的车辆用户矩阵作为当前车辆用户矩阵，以更新后的车辆行为矩阵作为当前车辆行为矩阵，并转步骤S32；

步骤S34、获取当前车辆用户矩阵作为所述车辆特征矩阵。

2.根据权利要求1所述的高速公路车辆通行行为相似度计算方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

获取设定时间段内的所述高速收费数据，在所述高速收费数据的字段中选取分析字段，根据所述分析字段将所述高速收费数据构造成包括车牌编号数据以及车牌通行行为数据的数据形式，根据所述车牌编号数据以及车辆通行行为数据构造所述通行行为矩阵。

3.根据权利要求1所述的高速公路车辆通行行为相似度计算方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

根据所述通行行为矩阵对车辆通行行为进行统计，得到行为统计矩阵：

其中，为车辆的总数量，为车辆通行行为的总数量，为车辆序号，，为车辆通行行为序号,，表示序号为的车辆进行序号为的车辆通行行为的次数。

4.根据权利要求1所述的高速公路车辆通行行为相似度计算方法，其特征在于，所述损失函数为:

其中，为所述损失函数，为第次更新后的车辆用户矩阵，为第次更新后的车辆行为矩阵，为与的乘积与行为统计矩阵之间的偏差，，为的F范数，为的F范数，为的F范数，为规则化参数。

5.根据权利要求1所述的高速公路车辆通行行为相似度计算方法，其特征在于，所述步骤S33中，对所述车辆用户矩阵以及车辆行为矩阵进行迭代更新，具体为：

其中，为学习速度，为更新前的车辆用户矩阵，为更新后的车辆用户矩阵，为更新前的车辆行为矩阵，为更新后的车辆行为矩阵，为的转置矩阵，为的转置矩阵。

6.根据权利要求1所述的高速公路车辆通行行为相似度计算方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：

根据所述车辆特征矩阵获取待计算相似度的两辆车的特征向量，根据所述特征向量计算两辆车之间的通行相似度：

其中，为序号为的车辆与序号为的车辆的相似度，为序号为的车辆的特征向量，序号为的车辆的特征向量，为特征向量的第个特征值，为特征向量的第个特征值。

7.根据权利要求1所述的高速公路车辆通行行为相似度计算方法，其特征在于，还包括步骤S5、计算任意两辆车之间的通行相似度，得到相似度矩阵。