本技術(shù)涉及交通數(shù)據(jù)處理，尤其涉及交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練方法、交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)方法及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的飛速發(fā)展，城市交通及高速公路等的交通規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)交通監(jiān)測(cè)及管理的需求也不斷增加。面對(duì)日益增長(zhǎng)的交通數(shù)據(jù)規(guī)模和有限的人力及物力，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)手段已難以適應(yīng)發(fā)展的需求，亟需建設(shè)智能化的交通監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，來(lái)輔助交通數(shù)據(jù)的管理。

2、因此，針對(duì)城市交通規(guī)模的飛速擴(kuò)張的情形，以及傳統(tǒng)交通數(shù)據(jù)監(jiān)控方法的局限性，當(dāng)前亟需設(shè)計(jì)一種能夠?qū)煌〝?shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確且自動(dòng)化的態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)方式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于此，本技術(shù)實(shí)施例提供了交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練方法、交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)方法及設(shè)備，以消除或改善現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個(gè)或更多個(gè)缺陷。

2、本技術(shù)的一個(gè)方面提供了一種交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練方法，包括：

3、基于目標(biāo)區(qū)域的門(mén)架連通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，構(gòu)建該目標(biāo)區(qū)域的門(mén)架連通矩陣；

4、根據(jù)所述門(mén)架連通矩陣和所述門(mén)架連通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，獲取所述目標(biāo)區(qū)域在歷史時(shí)間周期內(nèi)的歷史交通狀態(tài)數(shù)據(jù)；

5、基于所述歷史交通狀態(tài)數(shù)據(jù)，獲取所述目標(biāo)區(qū)域在所述歷史時(shí)間周期中的各個(gè)預(yù)設(shè)的單位時(shí)間段內(nèi)的交通狀態(tài)平均值以及交通狀態(tài)差分學(xué)習(xí)值，并為每個(gè)預(yù)設(shè)單位時(shí)間段分別設(shè)置對(duì)應(yīng)的交通態(tài)勢(shì)標(biāo)簽；

6、采用分別設(shè)有所述交通態(tài)勢(shì)標(biāo)簽的各個(gè)預(yù)設(shè)單位時(shí)間段內(nèi)的所述交通狀態(tài)平均值和所述交通狀態(tài)差分學(xué)習(xí)值，訓(xùn)練預(yù)設(shè)的混合預(yù)測(cè)模型，以將該混合預(yù)測(cè)模型訓(xùn)練為用于對(duì)所述目標(biāo)區(qū)域在未來(lái)的單位時(shí)間段內(nèi)的交通態(tài)勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型。

7、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述基于目標(biāo)區(qū)域的門(mén)架連通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，構(gòu)建該目標(biāo)區(qū)域的門(mén)架連通矩陣，包括：

8、獲取目標(biāo)區(qū)域中高速公路的收費(fèi)站、收費(fèi)廣場(chǎng)、etc門(mén)架、收費(fèi)單元、基礎(chǔ)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)和收費(fèi)單元gps各自的采集數(shù)據(jù)，以形成所述目標(biāo)區(qū)域當(dāng)前的門(mén)架連通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

9、自所述門(mén)架連通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中提取各個(gè)所述收費(fèi)單元之間的連通性數(shù)據(jù)，構(gòu)建對(duì)應(yīng)的收費(fèi)單元連通圖，其中，所述收費(fèi)單元連通圖中的各個(gè)頂點(diǎn)分別表示不同的所述收費(fèi)單元，所述收費(fèi)單元連通圖中的邊表示分別位于該邊兩端的所述收費(fèi)單元之間存在連接關(guān)系；

10、在所述門(mén)架連通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中的各個(gè)所述etc門(mén)架中選取多個(gè)以分別作為目標(biāo)門(mén)架；

11、自所述門(mén)架連通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中查找各個(gè)所述目標(biāo)門(mén)架各自與所述收費(fèi)單元之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)各個(gè)所述目標(biāo)門(mén)架各自與所述收費(fèi)單元之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及所述收費(fèi)單元連通圖，構(gòu)建所述目標(biāo)區(qū)域的門(mén)架連通矩陣，其中，所述門(mén)架連通矩陣由各個(gè)所述目標(biāo)門(mén)架各自對(duì)應(yīng)的連通標(biāo)記組成，所述連通標(biāo)記用于表示所述目標(biāo)門(mén)架對(duì)應(yīng)的兩個(gè)所述收費(fèi)單元之間相鄰或不相鄰；

12、自所述門(mén)架連通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中查找所述etc門(mén)架之間的連接關(guān)系，以構(gòu)建所述目標(biāo)區(qū)域的門(mén)架連通圖，其中，所述門(mén)架連通圖中的各個(gè)頂點(diǎn)分別表示不同的所述etc門(mén)架，所述門(mén)架連通圖中的邊表示分別位于該邊兩端的所述etc門(mén)架之間存在連接關(guān)系；

13、將所述門(mén)架連通圖、所述門(mén)架連通矩陣以及所述門(mén)架連通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存入預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。

14、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述根據(jù)所述門(mén)架連通矩陣和所述門(mén)架連通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，獲取所述目標(biāo)區(qū)域在歷史時(shí)間周期內(nèi)的歷史交通狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括：

15、獲取預(yù)設(shè)的歷史時(shí)間周期的開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間；

16、根據(jù)所述歷史時(shí)間周期的開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，自所述數(shù)據(jù)庫(kù)中提取所述歷史時(shí)間周期內(nèi)的所述門(mén)架連通圖、所述門(mén)架連通矩陣以及所述門(mén)架連通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

17、對(duì)所述歷史時(shí)間周期內(nèi)的所述門(mén)架連通圖、所述門(mén)架連通矩陣以及所述門(mén)架連通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

18、基于預(yù)處理后的所述歷史時(shí)間周期內(nèi)的所述門(mén)架連通圖、所述門(mén)架連通矩陣以及所述門(mén)架連通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，獲取所述目標(biāo)區(qū)域在歷史時(shí)間周期內(nèi)的歷史交通狀態(tài)數(shù)據(jù)。

19、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述歷史交通狀態(tài)數(shù)據(jù)包括：歷史交通流量數(shù)據(jù)和歷史交通流速數(shù)據(jù)；

20、相對(duì)應(yīng)的，所述交通狀態(tài)平均值包括：交通流量平均值和交通流速平均值；

21、所述交通狀態(tài)差分學(xué)習(xí)值包括：交通流量差分學(xué)習(xí)值和交通流速差分學(xué)習(xí)值；

22、所述交通態(tài)勢(shì)標(biāo)簽包括：分別用于表示所述目標(biāo)區(qū)域在單個(gè)預(yù)設(shè)單位時(shí)間段內(nèi)的交通流量、交通流速、交通擁堵指數(shù)和交通安全指數(shù)的數(shù)據(jù)。

23、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述采用分別設(shè)有所述交通態(tài)勢(shì)標(biāo)簽的各個(gè)預(yù)設(shè)單位時(shí)間段內(nèi)的所述交通狀態(tài)平均值和所述交通狀態(tài)差分學(xué)習(xí)值，訓(xùn)練預(yù)設(shè)的混合預(yù)測(cè)模型，以將該混合預(yù)測(cè)模型訓(xùn)練為用于對(duì)所述目標(biāo)區(qū)域在未來(lái)的單位時(shí)間段內(nèi)的交通態(tài)勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型，包括：

24、以各個(gè)所述單位時(shí)間段為單位，將設(shè)有所述交通態(tài)勢(shì)標(biāo)簽的每個(gè)所述單位時(shí)間段內(nèi)的所述交通狀態(tài)平均值和所述交通狀態(tài)差分學(xué)習(xí)值作為初始樣本；

25、對(duì)各個(gè)所述初始樣本進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗以及預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)格式轉(zhuǎn)換，以得到各個(gè)所述初始樣本各自對(duì)應(yīng)的目標(biāo)樣本；

26、將各個(gè)所述目標(biāo)樣本分別劃分至訓(xùn)練集、評(píng)估集和測(cè)試集；

27、采用所述訓(xùn)練集訓(xùn)練預(yù)設(shè)的混合預(yù)測(cè)模型，以使該混合預(yù)測(cè)模型對(duì)應(yīng)輸出所述目標(biāo)區(qū)域在未來(lái)的單位時(shí)間段內(nèi)的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；

28、采用所述評(píng)估集和測(cè)試集對(duì)訓(xùn)練后的所述混合預(yù)測(cè)模型進(jìn)行評(píng)估和測(cè)試，以將通過(guò)評(píng)估和測(cè)試的所述混合預(yù)測(cè)模型確定為用于對(duì)所述目標(biāo)區(qū)域在未來(lái)的單位時(shí)間段內(nèi)的交通態(tài)勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型。

29、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述混合預(yù)測(cè)模型包括：依次連接的輸入層、特征提取層、模型組合層和輸出層；

30、所述輸入層用于接收目標(biāo)樣本，其中，所述目標(biāo)樣本包含有所述目標(biāo)區(qū)域在所述單位時(shí)間段內(nèi)的所述交通狀態(tài)平均值和所述交通狀態(tài)差分學(xué)習(xí)值，且該目標(biāo)樣本設(shè)有所述交通態(tài)勢(shì)標(biāo)簽；

31、所述特征提取層用于提取所述目標(biāo)樣本對(duì)應(yīng)的特性向量；

32、所述模型組合層用于將所述特征向量分別輸入多個(gè)不同類型的分類模型中，以使每個(gè)所述分類模型分別輸出所述特性向量對(duì)應(yīng)的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；

33、所述輸出層用于將各個(gè)所述分類模型各自輸出所述特性向量對(duì)應(yīng)的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)平均處理，以得到所述目標(biāo)樣本對(duì)應(yīng)的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)，其中，所述交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)包括：所述目標(biāo)區(qū)域在未來(lái)的單位時(shí)間段內(nèi)的交通流量、交通流速、交通擁堵指數(shù)和交通安全指數(shù)的預(yù)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)。

34、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述模型組合層中的各個(gè)所述分類模型包括：線性回歸lr模型、向量自回歸var模型和極端梯度提升xgboost模型。

35、本技術(shù)的另一個(gè)方面提供了一種交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)方法，包括：

36、獲取目標(biāo)區(qū)域在當(dāng)前單位時(shí)間段內(nèi)的交通流量、交通流速、交通擁堵指數(shù)和交通安全指數(shù)；

37、將所述目標(biāo)區(qū)域在當(dāng)前的單位時(shí)間段內(nèi)的交通流量、交通流速、交通擁堵指數(shù)和交通安全指數(shù)輸入預(yù)設(shè)的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型，以使該交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型對(duì)應(yīng)輸出所述目標(biāo)區(qū)域在未來(lái)的單位時(shí)間段內(nèi)的交通流量、交通流速、交通擁堵指數(shù)和交通安全指數(shù)的預(yù)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)，其中，所述交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型預(yù)先基于第一方面所述的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練方法訓(xùn)練得到。

38、本技術(shù)的第三個(gè)方面提供了一種交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練裝置，包括：

39、矩陣構(gòu)建模塊，用于基于目標(biāo)區(qū)域的門(mén)架連通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，構(gòu)建該目標(biāo)區(qū)域的門(mén)架連通矩陣；

40、歷史數(shù)據(jù)獲取模塊，用于根據(jù)所述門(mén)架連通矩陣和所述門(mén)架連通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，獲取所述目標(biāo)區(qū)域在歷史時(shí)間周期內(nèi)的歷史交通狀態(tài)數(shù)據(jù)；

41、訓(xùn)練數(shù)據(jù)構(gòu)建模塊，用于基于所述歷史交通狀態(tài)數(shù)據(jù)，獲取所述目標(biāo)區(qū)域在所述歷史時(shí)間周期中的各個(gè)預(yù)設(shè)的單位時(shí)間段內(nèi)的交通狀態(tài)平均值以及交通狀態(tài)差分學(xué)習(xí)值，并為每個(gè)預(yù)設(shè)單位時(shí)間段分別設(shè)置對(duì)應(yīng)的交通態(tài)勢(shì)標(biāo)簽；

42、模型訓(xùn)練模塊，用于采用分別設(shè)有所述交通態(tài)勢(shì)標(biāo)簽的各個(gè)預(yù)設(shè)單位時(shí)間段內(nèi)的所述交通狀態(tài)平均值和所述交通狀態(tài)差分學(xué)習(xí)值，訓(xùn)練預(yù)設(shè)的混合預(yù)測(cè)模型，以將該混合預(yù)測(cè)模型訓(xùn)練為用于對(duì)所述目標(biāo)區(qū)域在未來(lái)的單位時(shí)間段內(nèi)的交通態(tài)勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型。

43、本技術(shù)的第四個(gè)方面提供了一種交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)裝置，包括：

44、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取目標(biāo)區(qū)域在當(dāng)前單位時(shí)間段內(nèi)的交通流量、交通流速、交通擁堵指數(shù)和交通安全指數(shù)；

45、模型預(yù)測(cè)模塊，用于將所述目標(biāo)區(qū)域在當(dāng)前的單位時(shí)間段內(nèi)的交通流量、交通流速、交通擁堵指數(shù)和交通安全指數(shù)輸入預(yù)設(shè)的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型，以使該交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型對(duì)應(yīng)輸出所述目標(biāo)區(qū)域在未來(lái)的單位時(shí)間段內(nèi)的交通流量、交通流速、交通擁堵指數(shù)和交通安全指數(shù)的預(yù)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)，其中，所述交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型預(yù)先基于第一方面所述的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練方法訓(xùn)練得到。

46、本技術(shù)的第五個(gè)方面提供了一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練方法，和/或，實(shí)現(xiàn)所述的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)方法。

47、本技術(shù)的第六個(gè)方面提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練方法，和/或，實(shí)現(xiàn)所述的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)方法。

48、本技術(shù)的第七個(gè)方面提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練方法，和/或，實(shí)現(xiàn)所述的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)方法。

49、本技術(shù)提供的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練方法，基于目標(biāo)區(qū)域的門(mén)架連通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，構(gòu)建該目標(biāo)區(qū)域的門(mén)架連通矩陣；根據(jù)所述門(mén)架連通矩陣和所述門(mén)架連通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，獲取所述目標(biāo)區(qū)域在歷史時(shí)間周期內(nèi)的歷史交通狀態(tài)數(shù)據(jù)；基于所述歷史交通狀態(tài)數(shù)據(jù)，獲取所述目標(biāo)區(qū)域在所述歷史時(shí)間周期中的各個(gè)預(yù)設(shè)的單位時(shí)間段內(nèi)的交通狀態(tài)平均值以及交通狀態(tài)差分學(xué)習(xí)值，并為每個(gè)預(yù)設(shè)單位時(shí)間段分別設(shè)置對(duì)應(yīng)的交通態(tài)勢(shì)標(biāo)簽；采用分別設(shè)有所述交通態(tài)勢(shì)標(biāo)簽的各個(gè)預(yù)設(shè)單位時(shí)間段內(nèi)的所述交通狀態(tài)平均值和所述交通狀態(tài)差分學(xué)習(xí)值，訓(xùn)練預(yù)設(shè)的混合預(yù)測(cè)模型，以將該混合預(yù)測(cè)模型訓(xùn)練為用于對(duì)所述目標(biāo)區(qū)域在未來(lái)的單位時(shí)間段內(nèi)的交通態(tài)勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型，能夠有效提高訓(xùn)練交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型所用數(shù)據(jù)的可靠性及有效性，進(jìn)而能夠有效提高采用訓(xùn)練的交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)交通態(tài)勢(shì)的結(jié)果準(zhǔn)確性及可靠性，并能夠提高交通態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)的自動(dòng)化程度及智能化程度，進(jìn)而能夠?qū)㈩A(yù)測(cè)結(jié)果作為下游其他交通應(yīng)用的輸入數(shù)據(jù)，不僅可以對(duì)針對(duì)交通數(shù)據(jù)管理的決策和干預(yù)進(jìn)行輔助以提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持與保障，還可以為建設(shè)綠色、智慧和可持續(xù)的城市交通體系提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

50、本技術(shù)的附加優(yōu)點(diǎn)、目的，以及特征將在下面的描述中將部分地加以闡述，且將對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在研究下文后部分地變得明顯，或者可以根據(jù)本技術(shù)的實(shí)踐而獲知。本技術(shù)的目的和其它優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)在說(shuō)明書(shū)以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)到并獲得。

51、本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解的是，能夠用本技術(shù)實(shí)現(xiàn)的目的和優(yōu)點(diǎn)不限于以上具體所述，并且根據(jù)以下詳細(xì)說(shuō)明將更清楚地理解本技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的上述和其他目的。