[发明专利]基于稀疏多输出回归的交通事故建模与控制方法

摘要

本发明公开一种基于稀疏多输出回归的交通事故建模与控制方法，可用来对选定的某个地区发生交通事故的情况建立模型。对某个地区建立多输出回归事故模型，可以自动检测与事故无关的特征参数并区分各个参数的影响，将与交通相关的特征参数带入模型，还可以预测该地区未来发生交通事故的情况。本发明利用交通事故的历史和现状数据，对交通事故的严重程度进行建模，能自动剔除与事故无关的特征参数，辨别影响道路交通安全的关键因素，有助于道路规划时采取更有针对性的措施。本方法在预测交通事故、分析事故原因、指导道路建设改进具有实际的工程应用价值。

主权项

1.基于稀疏多输出回归的交通事故建模与控制方法，其特征在于，具体步骤为： A）获取某地区的历史交通事故数据样本N组{X₁,X₂,...,X_N}，每个X_I（I=1,2,3,...,N）包括下述人口、车辆、道路和环境信息：总人口数x₁，文化程度x₂，收入水平x₃，汽车驾驶员数量x₄，大型机动车数量x₅，小型机动车数量x₆，非机动车数量x₇，主要路段总长度x₈，主要路段交通灯数量x₉，平均天气状况x₁₀； B）获取对应的交通事故结果样本{Y₁,Y₂,...,Y_N},每个Y_I（I=1,2,3,...,N）包括事故发生次数y₁，死亡人数y₂，受伤人数y₃及直接经济损失y₄； C)交通事故数据预处理；将上述N组交通事故数据样本{X₁,X₂,...,X_N}归一化，并存放在矩阵X中。将上述N组对应的交通事故结果样本{Y₁,Y₂,...,Y_N}存放在矩阵Y中； D)假定X_I与Y_I（I=1,2,3,...,N）满足关系Y_I=X_IW+ε，W为系数，ε为高斯噪声。设λ为平衡参数，可取为0.01≤λ≤100，则W可通过求解如下的稀疏多输出回归模型得到E)选取系数矩阵W，使得J(W)达到最小值，设D为单位矩阵； F)将J(W)对W取导数，并令结果等于0，得到 X^T(XW-Y)+λDW=0； G)求解上式得到W=(X^TX+λD)^-1X^TY； 设D'为对角矩阵，对角元素为W对应行的L2范数的倒数； H)判断算法是否收敛，即||D-D'||是否小于给定的数ε（如ε=0.001），如果是，则输出W，否则将D'复制到D中，转到步骤F)； I）根据W中全为零的行识别出对交通事故建模无关的因素，根据W中非零行的值的正负和大小区分不同因素对交通事故的影响; J)根据以后采集的上述地区的交通事故特征参数X'=(x₁,x₂,...,x₁₀)，预测上述地区的事故发生次数、死亡人数、受伤人数及直接经济损失为WX'。