[发明专利]实时通行速度预测方法、装置及电子设备

权利要求书

1.一种实时通行速度预测方法，其特征在于，包括：

获取当前天气状况以及时间特征，所述天气状况包括雨雪天气/非雨雪天气，所述时间特征包括工作日/非工作日，和高峰时段/非高峰时段；

获取各个道路link的属性特征z；

获取每条道路link上的当前速度平均值r’，以及与所述当前天气状况以及时间特征相应的预定时间范围内的历史速度平均值r；

获取城市路网的各个预定区域的当前平均车流量g’,以及与所述当前天气状况以及时间特征相应的所述预定时间范围内的历史平均车流量g；

根据所述属性特征z、当前速度平均值r’、历史速度平均值r、当前平均车流量g’、以及历史平均车流量g，预测所有道路Link的实时通行速度，包括：

基于所述属性特征z构建属性矩阵Z，

基于每条道路link的当前速度平均值r’构建稀疏实时通行速度矩阵M′_r，

基于每条道路link的历史速度平均值r构建稀疏历史速度矩阵M_r,

基于各个预定区域的当前平均车流量g’构建当前车流量矩阵M′_G，

基于各个预定区域的历史平均车流量g构建历史车流量矩阵M_G，

根据所述属性矩阵Z、稀疏实时通行速度矩阵M′_r、稀疏历史速度矩阵M_r、当前车流量矩阵M′_G、以及历史车流量矩阵M_G，构建协同滤波与非负矩阵分解的耦合模型，基于所述耦合模型预测速度，

低秩矩阵T,R,G,F，其中T,R,G,F分别表示矩阵分解的潜在因子(或隐因子)，且所述低秩矩阵T,R,G,F满足下述关系：

[M′_G,M_G]≈T×[G；G]^T,[M′_r,M_r]≈T×[R；R]^T,Z≈R×F^T

其中，[M′_G,M_G]表示两个矩阵左右拼接，[R；R]表示两个矩阵上下拼接，×表示矩阵乘法，上标T表示矩阵转置，

并且，按照均匀分布U(0,1)随机初始化所述低秩矩阵T,R,G,F，

此后，根据所述属性矩阵Z、稀疏实时通行速度矩阵M′_r、稀疏历史速度矩阵M_r、当前车流量矩阵M′_G、以及历史车流量矩阵M_G的属性信息，构建如下式(1)所示目标函数，

其中，其中O为指示矩阵，当矩阵O右乘矩阵对应的位置缺失，则O中对应元素为0，否则为1，

表示Hadamard积，

λ₁,λ₂,λ₃均为经验系数且分别为，λ₁＝5.0,λ₂＝1.0,λ₃＝0.5，

Λ_T,Λ_R,Λ_G,Λ_F为辅助矩阵，所述辅助矩阵满足条件根据所述目标函数和所述辅助矩阵满足的条件，得到下述表达式(2)，

对式(2)经过迭代后，得到最终的T^*,R^*，由此得到最终的实时速度矩阵M_r^*，且所述实时通行速度矩阵M_r^*＝T^*R^*,

通过所述实时通行速度矩阵M_r^*确定当前时刻的各道路link的实时通行速度。

2.根据权利要求1所述的实时通行速度预测方法，其特征在于，所述属性特征z包括：道路等级、道路link长度、是否主辅路、是否左转或右转车道、单向/双向/三车道或以上中的一种或多种。