[发明专利]一种交通流量监控预测系统有效

申请号：	201610522073.6	申请日：	2016-06-29
公开（公告）号：	CN105913664B	公开（公告）日：	2018-06-12
发明（设计）人：	沈汉灵;张铁忠;吴湛才;何钟柱;蔡李俊;李圣青	申请（专利权）人：	广州浩瑞尔信息科技有限公司
主分类号：	G08G1/01	分类号：	G08G1/01;G08G1/065;G06Q10/04;G06Q50/30
代理公司：	北京华识知识产权代理有限公司 11530	代理人：	吴强
地址：	510000 广东省广州市***	国省代码：	广东;44
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摘要：	本发明一种交通流量监控预测系统，包括监控装置和与监控装置相连的预测装置，所述预测装置包括依次连接的采集模块、数据预处理模块、数据分类模块、平稳性检验模块、相关系数计算模块、阈值设定模块、时空相关系数矩阵生成模块、历史相关系数矩阵生成模块、预测因子选取模块和预测模型构造模块。本发明预测精度较高且构造的预测模型更有针对性。
搜索关键词：	交通流量监控监控装置生成模块系数矩阵预测模型预测系统预测装置数据预处理模块数据分类模块系数计算模块阈值设定模块采集模块构造模块检验模块选取模块依次连接预测因子平稳性时空预测
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【主权项】：

一种交通流量监控预测系统，包括监控装置和与监控装置相连的预测装置，所述监控装置包括：依次安装在车辆前方、后方以及左右两侧的摄像头，各个摄像头连接监控处理器，所述监控处理器连接位于驾驶室内的监控器，所述监控处理器包括：用于采集各个摄像头的视频图像的采集模块；用于对采集的至少一幅视频图像进行缩放处理的图像转换模块；用于将处理后的各个视频图像输出到监控器的图像显示模块；其特征在于：所述的监控装置还包括用于带动左、右摄像头的镜头沿着前后方向旋转的角度控制装置，所述角度控制装置安装在车辆的左、右两侧，所述左、右摄像头与所述角度控制装置连接，所述的角度控制装置连接所述监控处理器，所述监控处理器还包括：用于启动角度控制装置，并设置左、右摄像头的前后方向的旋转角度的动态控制模块，所述动态控制模块连接所述角度控制装置；所述预测装置包括依次连接的采集模块、数据预处理模块、数据分类模块、平稳性检验模块、相关系数计算模块、阈值设定模块、时空相关系数矩阵生成模块、历史相关系数矩阵生成模块、预测因子选取模块和预测模型构造模块：(1)采集模块，用于采集路网S内观测路段S_i、预测路段S_j对应各时间段的交通流量数据和通行情况；(2)数据预处理模块，用于对所述交通流量数据进行数据预处理，并剔除不符合交通实际情况的数据；(3)数据分类模块，用于对经过数据预处理的交通流量数据进行类型分类，所述类型包括节假日交通流量数据、周末交通流量数据和工作日交通流量数据；(4)平稳性检验模块，用于对处于同一类型的观测路段S_i的交通流量序列X_i与预测路段S_j的交通流量序列X_j分别进行平稳性检验，检验平稳性的自相关函数为：

<mrow><mi>P</mi><mrow><mo>(</mo><mi>τ</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>E</mi><mo>[</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>X</mi><mi>x</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>v</mi><mi>i</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mrow><mo>(</mo><msub><mi>X</mi><mrow><mi>x</mi><mo>+</mo><mi>τ</mi></mrow></msub><mo>-</mo><msub><mi>v</mi><mrow><mi>x</mi><mo>+</mo><mi>τ</mi></mrow></msub><mo>)</mo></mrow><mo>]</mo></mrow><msup><mi>σ</mi><mn>2</mn></msup></mfrac></mrow>

其中，X_x表示待检验交通流量序列，ν_i表示待检验交通流量序列的均值，X_x+τ表示X_x在时间延迟τ后的交通流量序列，ν_x+τ为X_x+τ的均值，σ²为X_x与X_x+τ之间的方差；当自相关函数P(τ)能快速衰减趋近于0或在0附近波动，则所述待检验交通流量序列通过平稳性检验；当自相关函数P(τ)不能快速衰减趋近于0或在0附近波动，则对所述待检验交通流量序列进行平稳处理后继续进行平稳性检验；(5)相关系数计算模块，用于计算通过平稳性检验的观测路段S_i的交通流量序列X_i与预测路段S_j的交通流量序列X_j在时间延迟τ下的时间相关系数ρ_ij(τ)和空间相关系数ρ_ij(w)，设路网S内有N个路段，交通流量序列X_i＝[x_i(1),x_i(2),...,x_i(n)]，交通流量序列x_i(t)表示观测路段S_i在t时刻的流量，x_j(t)表示预测路段S_j在t时刻的流量，t＝1,2,...n，时间相关系数ρ_ij(τ)的计算公式为：

<mrow><msub><mi>ρ</mi><mrow><mi>i</mi><mi>j</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>τ</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><msubsup><mi>Σ</mi><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>n</mi><mo>-</mo><mi>τ</mi></mrow></msubsup><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><msub><mi>x</mi><mi>j</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>+</mo><mi>τ</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mfrac><mn>1</mn><mrow><mi>n</mi><mo>-</mo><mi>τ</mi></mrow></mfrac><msubsup><mi>Σ</mi><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>n</mi><mo>-</mo><mi>τ</mi></mrow></msubsup><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><msubsup><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>n</mi><mo>-</mo><mi>τ</mi></mrow></msubsup><msub><mi>x</mi><mi>j</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>+</mo><mi>τ</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><msup><msqrt><mrow><msubsup><mi>Σ</mi><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>n</mi><mo>-</mo><mi>τ</mi></mrow></msubsup><mo>[</mo><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mfrac><mn>1</mn><mrow><mi>n</mi><mo>-</mo><mi>τ</mi></mrow></mfrac><msubsup><mi>Σ</mi><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>n</mi><mo>-</mo><mi>τ</mi></mrow></msubsup><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>]</mo></mrow></msqrt><mn>2</mn></msup><mo>×</mo><msup><msqrt><mrow><msubsup><mi>Σ</mi><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>n</mi><mo>-</mo><mi>τ</mi></mrow></msubsup><mo>[</mo><msub><mi>x</mi><mi>j</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>+</mo><mi>τ</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mfrac><mn>1</mn><mrow><mi>n</mi><mo>-</mo><mi>τ</mi></mrow></mfrac><msubsup><mi>&</div>
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