基于時(shí)間序列多元線性回歸的虛擬速度傳感器設(shè)計(jì)方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了屬于交通狀態(tài)獲取技術(shù)領(lǐng)域的涉及交通流傳感器的數(shù)據(jù)處理分析及數(shù)據(jù)融合的一種基于時(shí)間序列多元線性回歸的虛擬速度傳感器設(shè)計(jì)方法，該方法首先在相鄰傳感器節(jié)點(diǎn)之間設(shè)定虛擬速度傳感器，然后將時(shí)間序列上的速度數(shù)據(jù)映射到空間序列上并通過(guò)最小二乘法對(duì)與虛擬速度傳感器的速度和交通流傳感器得到的速度數(shù)據(jù)相關(guān)的權(quán)重矩陣進(jìn)行訓(xùn)練，最終利用權(quán)重系數(shù)和交通流傳感器的速度數(shù)據(jù)通過(guò)多元線性回歸估計(jì)出各個(gè)虛擬速度傳感器的速度。該方法可以獲得路段上速度的空間分布，可以獲得更為準(zhǔn)確的交通信息，并為交通管理與控制提供依據(jù)。

Design method of virtual speed sensor based on multiple linear regression of time series

The invention discloses a time sequence analysis and data fusion based on multiple linear regression of the virtual speed sensor design method belongs to the technical field of traffic conditions obtaining traffic flow sensor data, this method first set between adjacent sensor nodes virtual speed sensor, then the speed data is mapped to the space sequence of time sequence and by the least squares method and virtual sensor speed and the speed of the traffic flow data obtained from sensors associated weight matrix for training, the weight coefficient of velocity data and traffic flow sensor using multiple linear regression to estimate the virtual speed. The method can obtain the spatial distribution of velocity on the road section, and can obtain more accurate traffic information, and provide the basis for traffic management and control.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)屬于交通狀態(tài)獲取
，具體涉及交通流傳感器的數(shù)據(jù)處理分析及數(shù) 據(jù)融合的一種。
技術(shù)介紹
交通信息具有時(shí)空域特性的，交通流在時(shí)空域都具有連續(xù)性。交通信息不僅與某 地當(dāng)前和歷史的交通狀態(tài)有關(guān)，同時(shí)也與上下游的交通狀態(tài)有關(guān)。要更加合理地確定交通 信息，需要確定路段上在時(shí)間和空間上連續(xù)變化的交通狀態(tài)。但是由于相鄰的傳感器節(jié)點(diǎn) 之間并沒(méi)有測(cè)量裝置，稀疏的空間序列的交通數(shù)據(jù)難以直接得到準(zhǔn)確的交通信息。如果路段上每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)所在空間位置的交通狀態(tài)都可以確定，則當(dāng)傳感器足 夠多(趨向于無(wú)窮)時(shí)，可以得到準(zhǔn)確的交通狀態(tài)。因此我們定義了虛擬傳感器節(jié)點(diǎn)(并 沒(méi)有實(shí)際的交通流檢測(cè)功能)，如果每個(gè)虛擬傳感器節(jié)點(diǎn)所在空間位置的交通狀態(tài)可以確 定，則可以獲取路段的交通狀態(tài)分布。交通流在時(shí)間和空間上都具有流的特性，所以空間序列中下游的交通狀態(tài)是上游 歷史交通狀態(tài)的延續(xù)流動(dòng)。因此我們利用已知傳感器節(jié)點(diǎn)時(shí)間序列上的速度數(shù)據(jù)，對(duì)空間 序列上不同位置的虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)的速度進(jìn)行估計(jì)。利用最小二乘法獲得與虛擬速度 傳感器節(jié)點(diǎn)速度和交通流傳感器檢測(cè)速度相關(guān)的權(quán)重矩陣，通過(guò)多元線性回歸估計(jì)出虛擬 速度傳感器節(jié)點(diǎn)的速度，最終可以得到路段速度的空間分布。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服道路現(xiàn)有檢測(cè)裝置數(shù)量的不足，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種基于時(shí)間序列多元線性 回歸的虛擬速度傳感器設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟(1)對(duì)虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定的步驟采用線性插值的方法在相鄰的交通 流傳感器之間設(shè)定虛擬速度傳感器；(2)根據(jù)標(biāo)定后的虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)以及交通流傳感器的速度數(shù)據(jù)，訓(xùn)練權(quán)重 矩陣的步驟將時(shí)間序列的速度數(shù)據(jù)映射到空間序列、對(duì)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的平均速度采用取 平均值進(jìn)行近似、利用最小二乘法對(duì)權(quán)重矩陣進(jìn)行訓(xùn)練(3)估計(jì)虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)速度的步驟利用傳感器節(jié)點(diǎn)時(shí)間序列上的數(shù)據(jù)及 訓(xùn)練的權(quán)重矩陣，通過(guò)多元線性回歸估計(jì)出虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)的速度。所述相鄰節(jié)點(diǎn)中的節(jié)點(diǎn)包含交通流傳感器節(jié)點(diǎn)和虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)。所述對(duì)虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定是假設(shè)交通流傳感器節(jié)點(diǎn)i與i + Ι之間的距 離為Cli,相鄰節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)包含交通流傳感器和虛擬速度傳感器)之間的距離設(shè)定為％，則交 通流傳感器節(jié)點(diǎn)i與i+Ι之間的虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)為Hii = 。所述步驟O)中將時(shí)間序列的速度數(shù)據(jù)映射到空間序列為在tN時(shí)亥IJ，定義虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)(i，k)的速度為VijXtN) = XV-^jv-7·Δ ) 0交通流傳感器節(jié)點(diǎn)i與i+Ι之間的虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為IV則由權(quán)利要求1.一種，其特征在于，包括以 下步驟(1)對(duì)虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定的步驟采用線性插值的方法在相鄰的交通流傳 感器之間設(shè)定虛擬速度傳感器；(2)根據(jù)標(biāo)定后的虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)以及交通流傳感器的速度數(shù)據(jù)，訓(xùn)練權(quán)重矩陣 的步驟將時(shí)間序列的速度數(shù)據(jù)映射到空間序列、對(duì)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的平均速度采用取平均 值進(jìn)行近似、利用最小二乘法對(duì)權(quán)重矩陣進(jìn)行訓(xùn)練(3)估計(jì)虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)速度的步驟利用傳感器節(jié)點(diǎn)時(shí)間序列上的數(shù)據(jù)及訓(xùn)練 的權(quán)重矩陣，通過(guò)多元線性回歸估計(jì)出虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)的速度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其 特征在于，所述相鄰節(jié)點(diǎn)中的節(jié)點(diǎn)包含交通流傳感器節(jié)點(diǎn)和虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其 特征在于，所述對(duì)虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定是假設(shè)交通流傳感器節(jié)點(diǎn)i與i+Ι之間的 距離為屯，相鄰節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)包含交通流傳感器和虛擬速度傳感器)之間的距離設(shè)定為％，則 交通流傳感器節(jié)點(diǎn)i與i+Ι之間的虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)為4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其 特征在于，所述步驟(2)中將時(shí)間序列的速度數(shù)據(jù)映射到空間序列為在、時(shí)刻，定義虛擬 速度傳感器節(jié)點(diǎn)(i，k)的速度為全文摘要本專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了屬于交通狀態(tài)獲取
的涉及交通流傳感器的數(shù)據(jù)處理分析及數(shù)據(jù)融合的一種，該方法首先在相鄰傳感器節(jié)點(diǎn)之間設(shè)定虛擬速度傳感器，然后將時(shí)間序列上的速度數(shù)據(jù)映射到空間序列上并通過(guò)最小二乘法對(duì)與虛擬速度傳感器的速度和交通流傳感器得到的速度數(shù)據(jù)相關(guān)的權(quán)重矩陣進(jìn)行訓(xùn)練，最終利用權(quán)重系數(shù)和交通流傳感器的速度數(shù)據(jù)通過(guò)多元線性回歸估計(jì)出各個(gè)虛擬速度傳感器的速度。該方法可以獲得路段上速度的空間分布，可以獲得更為準(zhǔn)確的交通信息，并為交通管理與控制提供依據(jù)。文檔編號(hào)G08G1/052GK102074112SQ20111003343公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2011年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月30日專(zhuān)利技術(shù)者徐東偉, 李海艦, 秦勇, 董宏輝, 賈利民, 鄧文 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于時(shí)間序列多元線性回歸的虛擬速度傳感器設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：（１）對(duì)虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定的步驟：采用線性插值的方法在相鄰的交通流傳感器之間設(shè)定虛擬速度傳感器；（２）根據(jù)標(biāo)定后的虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)以及交通流傳感器的速度數(shù)據(jù)，訓(xùn)練權(quán)重矩陣的步驟：將時(shí)間序列的速度數(shù)據(jù)映射到空間序列、對(duì)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的平均速度采用取平均值進(jìn)行近似、利用最小二乘法對(duì)權(quán)重矩陣進(jìn)行訓(xùn)練：（３）估計(jì)虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)速度的步驟：利用傳感器節(jié)點(diǎn)時(shí)間序列上的數(shù)據(jù)及訓(xùn)練的權(quán)重矩陣，通過(guò)多元線性回歸估計(jì)出虛擬速度傳感器節(jié)點(diǎn)的速度。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：賈利民，董宏輝，徐東偉，鄧文，李海艦，秦勇，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：北京交通大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：11