數(shù)據(jù)建立道路交通特征參考序 列，基于空間相關(guān)性分析，選擇基準(zhǔn)路段，并將其數(shù)據(jù)作為空間上的道路交通基準(zhǔn)數(shù)據(jù)
[0095] 由于空間上不同路段存在空間相關(guān)特性，則空間上不同路段的道路交通流具有相 似性，故選擇北京經(jīng)典二環(huán)路段的相鄰兩條道路交通數(shù)據(jù)進(jìn)行算法應(yīng)用及驗證，具體路段 如表3所示"
[0096]
[0097] 表 3
[0098] 提取2011年6月份6天（11、14、18、19、25、26)的道路交通數(shù)據(jù)建立道路交通特征參 考序列。道路交通狀態(tài)數(shù)據(jù)的獲取間隔A t為2min。
[0099] 將HI7057b路段作為基準(zhǔn)路段，采集的道路交通數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù);將HI7036b路 段在2011.06.11日采集的同一模態(tài)的道路交通數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，進(jìn)行算法參數(shù)設(shè)定。將 HI7036b路段在其它5日采集的同一模態(tài)的道路交通數(shù)據(jù)作為實時數(shù)據(jù)，進(jìn)行算法驗證。
[0100] 2)提取HI7036b路段在11日采集的道路交通數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，模態(tài)Mgh下、基于 HI7057b路段的道路交通基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，獲取道路交通差值數(shù)據(jù)，選取道路交通差值數(shù)據(jù)的最優(yōu) 閾值
[0101] 對訓(xùn)練數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的差值數(shù)據(jù)進(jìn)行閾值化處理，分別選取基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的不同百 分比作為閾值，訓(xùn)練道路交通差值數(shù)據(jù)的最優(yōu)閾值，其一般步驟如下：
[0102] Si(m*At，Mgh)=STi(m*At，Mgh)-SB(m*At，Mgh) (2)
[0103] ei(m，Mgh) = [Si( Δ t，Mgh)Si(2*A t，Mgh)."Si(m*A t，Mgh)] (3)
[0104]
(4)
[0105] pei(n，Mgh) =w(hei(m，Mgh)) (5)
[0106] pei(n，Mgh) = [Si'（l，Mgh)Si'（2，Mgh)...Si'（n，Mgh)] (6)
[0107] 其中，△ t為道路交通狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集周期；（m* △ t)為第m個道路交通狀態(tài)數(shù)據(jù)采 集周期，(^ m<N，N表示每天采集的交通信息的數(shù)量；i(l<i<p)表示選取第i條路段;SI\ (m* Δ t，Mgh)表示模態(tài)Mgh下、(m* Δ t)時亥Iji路段的道路交通數(shù)據(jù);SB(m* Δ t，Mgh)表示模態(tài)Mgh 下、(m* Δ t)時刻基準(zhǔn)路段的基準(zhǔn)數(shù)據(jù);Si(m* Δ t，Mgh)表示模態(tài)Mgh下、（m* Δ t)時亥Iji路段的 訓(xùn)練數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)路段的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的差值數(shù)據(jù);ei(m，Mgh)表示模態(tài)M gh下、At到(m*At)時段i 路段的訓(xùn)練數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)路段的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的差值數(shù)據(jù);hei(m，Mgh)表示模態(tài)Mgh下、Δ t到(m* Δ t)時段閾值處理的i路段的訓(xùn)練數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)路段的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的差值數(shù)據(jù);Edmjgh)表示模 態(tài)Mgh下、Δ t到(m* Δ t)時段i路段選取的閾值;pei(n，Mgh)表示模態(tài)Mgh下、Δ t到(m* Δ t)時 段i路段與基準(zhǔn)路段的差值數(shù)據(jù)經(jīng)LZW編碼后的結(jié)果;Si'（n，Mgh)為模態(tài)Mgh下、Δ t到(m* Δ t) 時段i路段與基準(zhǔn)路段的差值數(shù)據(jù)經(jīng)LZW編碼后的結(jié)果中第η個數(shù)據(jù);m表示在模態(tài)Mgh下、Δ t 到(m* At)時段壓縮前的i路段與基準(zhǔn)路段的差值數(shù)據(jù)的數(shù)量;η表示在模態(tài)Mgh下、At到(m* A t)時段壓縮后的道路交通數(shù)量;w表示LZW編碼;壓縮比為$ η °
[0108] 3)提取HI7036b路段在其它5日的數(shù)據(jù)，作為實時數(shù)據(jù)，基于同一模態(tài)Mgh空間上 HI7057b路段的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，獲取道路交通差值數(shù)據(jù)，其一般表達(dá)式如下：
[0109] MSj(m*At，Mgh)=SMj(m*At，Mgh)-SB(m*At，Mgh) (7)
[0110] errj(m，Mgh) = [MSj( Δ t，Mgh)MSj(2*A t，Mgh)...MSj(m*A t，Mgh)] (8)
[0111] 其中，j(l < i < p)表示第j條路段;SMj(m* Δ t，Mgh)表示模態(tài)Mgh下、(m*A t)時亥Ijj路 段的實時數(shù)據(jù);MSj(m* Δ t，Mgh)為模態(tài)Mgh下、(m* Δ t)時刻j路段的實時數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)路段的基 準(zhǔn)數(shù)據(jù)的差值數(shù)據(jù);e^(m，Mgh)為模態(tài)Mgh下、Δ t到(m* Δ t)時段j路段的實時數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)路 段的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的差值數(shù)據(jù)。
[0112] 4)基于LZW編碼實現(xiàn)具有空間相關(guān)性的相鄰路段的道路交通差值數(shù)據(jù)壓縮
[0113] LZW編碼是一種基于字典編碼的無損數(shù)據(jù)壓縮方法。通過建立一個字符串表，用較 短的碼字表示較長的碼字，實現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮的目的。在動態(tài)的建立串表的同時，字符串和碼字 之間逐漸建立關(guān)系。在后續(xù)的字符串與串表進(jìn)彳丁比$父，不斷完善和壯大串表。生成的串表不 需要隨著數(shù)據(jù)一塊進(jìn)行存儲，在解壓縮的過程中，仍然能夠重建一個完整相同的串表，從而 進(jìn)一步提尚壓縮效率。
[0114] 將訓(xùn)練的最佳閾值引入到同一模態(tài)Mgh下實時數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的差值數(shù)據(jù)中，進(jìn)行 LZW編碼，間接實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的壓縮，其一般步驟如下：
[0115]
(9)
[0116] perrj(Tn，Mgh) =w(herrj(m，Mgh)) (10)
[0117] perrj(Τη,Mgh) = [MSj' (1,Mgh)MSj' (2,Mgh) · · -MSj' (Τη,Mgh) ] (11)
[0118] 其中，Ec^Mgh)表示訓(xùn)練的最優(yōu)閾值;herrj(m，Mgh)表示模態(tài)M gh下、At到(m*At) 時段j路段的實時數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)路段的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的差值數(shù)據(jù);m表示模態(tài)Mgh下、At到(m* At) 時段壓縮前j路段與基準(zhǔn)路段的差值數(shù)據(jù)的數(shù)量;pe^(Tn，Mgh)表示模態(tài)Mgh下、Δ t到(πι*Δ t)時段壓縮后j路段與基準(zhǔn)路段的差值數(shù)據(jù)的數(shù)量;Τη表示模態(tài)Mgh下、At到(m* At)時段j 路段與基準(zhǔn)路段的差值數(shù)據(jù)壓縮后的數(shù)量;MS/(Tn，Mgh)表示模態(tài)Mgh下、At到(m*At)時段 j路段與基準(zhǔn)路段的差值數(shù)據(jù)壓縮結(jié)果的第Τη個數(shù)據(jù);壓縮比為| ?
[0119] 5)基于LZW解碼實現(xiàn)道路交通數(shù)據(jù)重構(gòu)
[0120]針對壓縮后的差值數(shù)據(jù)進(jìn)行LZW解碼，獲取同一模態(tài)Mgh下HI7036b路段的道路交通 實時數(shù)據(jù)和HI7057b路段的道路交通基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的差值數(shù)據(jù)，結(jié)合HI7057b路段的道路交通基 準(zhǔn)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)HI7036b路段的道路交通實時數(shù)據(jù)解壓縮，其一般表達(dá)式如下：
[0121] dperrj(m，Mgh) =w'（perrj(Tn，Mgh)) (12)
[0122] CSMj(m，Mgh) =SB(m，Mgh)+dper;rj(m，Mgh) (13)
[0123] 其中，w'表示LZW的反解碼;dperrj(m，Mgh)表示模態(tài)Mgh下、Δ t至lj(m* Δ t)時段解碼 后的j路段與基準(zhǔn)路段的差值數(shù)據(jù);CSMj(m，Mgh)表示模態(tài)Mgh下、At到(m*At)時段重構(gòu)的j 路段的道路交通實時數(shù)據(jù)。
[0124] 6)基于LZW編碼的道路交通數(shù)據(jù)壓縮的參數(shù)確定
[0125] 在基于LZW編碼的道路交通空間數(shù)據(jù)壓縮過程中，設(shè)計到有以下幾個參數(shù):SB(m)、 STi(m)、Ei(m)、per，erri(m)，其中，Ei(m)可以由SB(m)和per獲取，erri(m)可以由Ei(m)決定， 這里所做的參數(shù)設(shè)定只是對基于LZW編碼的道路交通空間數(shù)據(jù)壓縮的大概影響分析。
[0126] 由于這些參數(shù)對算法的精度各有影響，單獨分析每個參數(shù)對算法精度的影響并不 能確保算法的最優(yōu)，因此在進(jìn)行算法分析時應(yīng)該同時考慮所有參數(shù)對該道路交通數(shù)據(jù)壓縮 的影響。
[0127] 引入重構(gòu)數(shù)據(jù)的絕對平均相對誤差、對參數(shù)對算法精度的影響進(jìn)行分析：
[0128]
[0129] 其中，CSMj(m，Mgh)表示在模態(tài)Mgh下、△ t到(πι*Δ t)時段重構(gòu)的j路段的道路交通實 時數(shù)據(jù);SMj (m，Mgh)為在模態(tài)Mgh下、Δ t到(m* Δ t)時段j路段的道路交通實時數(shù)據(jù);NAME為重 構(gòu)數(shù)據(jù)的絕對平均相對誤差。
[0130] 即對于不同的（38(111為11)、31'」(111為11)、？6〇，存在與之對應(yīng)的~1^。故存在如下等 式：
[0131] NMAE = f(SB(m，Mgh)、STj(m，Mgh)、Per)
[0132] g卩（38(111爲(wèi)11)、31'」(111為11)、？6〇與~1^存在某種分布關(guān)系1尋找^^最小時對應(yīng) 的(38〇11為11)、5以111為11)、？虹），即為最優(yōu)參數(shù)設(shè)定過程。故可以得到如下模型 ：
[0133] Min f(SB(m，]\U)、STi(m，]\U)、Per)
[0134]
[0135] 最終(58(111，1^)、31'」(111，1^)、？6〇的取值可以通過道路交通基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和訓(xùn)練數(shù)據(jù) 的訓(xùn)練確定。
[0136] 7)實驗結(jié)果
[0137] 基于同一模態(tài)的道路交通空間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和訓(xùn)練數(shù)據(jù)，獲取最優(yōu)參數(shù)（SBUhSTj (m)、Per)。本實驗結(jié)果主要針對路段的車量速度值進(jìn)行壓縮。提取道路交通空間實時數(shù)據(jù)， 基于LZW編碼，實現(xiàn)道路交通空間實時數(shù)據(jù)的壓縮。
[0138] 選取壓縮比（CR)、絕對誤差(AE)、對誤差百分比(marerr)、誤差標(biāo)準(zhǔn)差（〇)作為道 路交