征两条不同道路之间是否存在连接；Ρ(η) = (Γι])，这里Γι]表示编号为i的道路与编号为j的道路之间的连接关系，r ^取值为O或1，当编号为i的道路与编号为j的道路之间存在连接时，所述分流流向矩阵的元素取I ;当编号为i的道路与编号为j的道路之间不存在连接时，所述分流流向矩阵的元素取O。
[0051]接着，执行步骤S4，根据所述分流流向矩阵计算当前道路的分流矩阵；其中，计算当前道路的分流矩阵采用如下公式:
[0052]A = qE+(l_q)P(n)，
[0053]A表示当前道路的分流矩阵，E表示单位矩阵，P (η)表示当前道路的分流流向矩阵，q表示车辆会留在当前道路上的概率，本实施例中q为0.8。
[0054]步骤S3中的分流流向矩阵表征是道路分流方向，而步骤S4中的分流矩阵表征道路的分流策略，
[0055]道路的分流策略体现在两个方面，第一方面，向哪些地方分流，第二方面，怎么分流；其中，对于第一方面是根据道路的连接关系分流，每条道路上的通行率值只能分流到与高道路连接的下一跳道路上，分流策略只能发生在相互连接的道路之间。对于第二方面，就是确定向下一条道路的分流的比例问题，根据步骤S4，分流比例是按照通行率值的比例关系进行分流。首先，获取该条道路的所有下一条道路，然后，获取所有下一条道路的通行率值，最后根据通行率值的比例关系进行分流。
[0056]接着，执行步骤S5，基于马尔科夫过程将当前时刻当前道路的通行率及当前道路的分流矩阵迭代，获得预定时刻预测道路的通行率。其中，获得预定时刻预测道路的通行率采用如下公式:
[0057]R(n+1) = AR (η),
[0058]其中，R(η)表示当前时刻当前道路的通行率，R(n+1)表示预定时刻为下一时刻预测道路的通行率，A表示当前道路的分流矩阵。
[0059]本发明预测路况时，采用的是基于马尔可夫过程的预测方式，之所以把路况看作是马尔可夫过程，是因为对于路况而言，下一时刻的路况只取决于当前时刻的路况，而与之前的路况是没有关系的，而这恰恰构成了马尔可夫过程。本申请的技术方案中充当马尔可夫过程中的状态转移矩阵的是行驶车辆的分流矩阵，马尔可夫过程中的初始值就是当前时刻当前道路的通行率数值；迭代结果就是预测的下一时刻(若当前为η时刻，则下一时刻为η+1时刻)的道路的通行率数值，如果要预测下下时刻(若当前为η时刻，则下下时刻为η+2时刻)的道路的数值，只需要多迭代一次就可以算出来。这里所谓的下一时刻的预测道路的通行率数值或下下时刻的预定道路的通行率数值即为预定时刻预测道路的通行率。也就是说，想要预测未来某一时刻某道路的路况，可以基于当前时刻当前道路的通行率及车辆的分流矩阵经过相应次数的迭代即可计算获知。因此，只要计算出预定时刻的某道路的通行率即可获知预测道路在预定时刻时的路况，该方案较为直观，可靠性强。
[0060]相应的，本实施例还提供了一种实时路况的预测系统，下面参考图2详细说明本实施例所述实时路况的预测系统。
[0061]道路服务器10，用于调用道路拓扑结构信息并获取当前时刻当前道路的车辆行驶速度；
[0062]通行率获取模块11，用于根据所述道路拓扑结构信息及当前时刻当前道路的车辆行驶速度计算当前时刻当前道路的通行率，所述当前时刻当前道路的通行率等于当前时刻当前道路的车辆行驶速度与当前道路的限速的比值；
[0063]分流矩阵获取模块12，根据所述道路拓扑结构信息获得当前道路的分流流向矩阵，所述分流流向矩阵中的每个元素表征两条不同道路之间是否存在连接；其中，所述分流矩阵计算模块12计算当前道路的分流矩阵采用如下公式:
[0064]A = qE+(l-q)P(n)，
[0065]其中，A表示当前道路的分流矩阵，E表示单位矩阵，P (η)表示当前道路的分流流向矩阵，q表示车辆会留在当前道路上的概率。
[0066]分流矩阵计算模块13，根据所述分流矩阵获取模块12计算当前道路的分流矩阵A；
[0067]预测模块14，基于马尔科夫过程将当前时刻(本实施为η时刻)当前道路的通行率R(n)及当前道路的分流矩阵A迭代，获得预定时刻(本实施为η+1时刻)预测道路的通行率。其中，所述预测模块获得预定时刻预测道路的通行率采用如下公式:
[0068]R (n+1) = AR (η),
[0069]其中，R(η)表示当前时刻当前道路的通行率，R(η+1)表示预定时刻为下一时刻预测道路的通行率，A表示当前道路的分流矩阵，η表示η时刻，具体指代时间点。
[0070]优选的，实时路况的预测系统还包括路况预测展示子系统，用于给外界提供接口，通过接口的方式给外部系统提供服务。
[0071]综上，在本发明所提供的实时路况的预测方法和系统中，先通过道路服务器调用道路拓扑结构信息并获取当前时刻当前道路的车辆行驶速度，依次获得当前道路的通行率、分流流向矩阵及分流矩阵，之后基于马尔科夫过程将当前时刻当前道路的通行率及当前道路的分流矩阵迭代，获得预定时刻预测道路的通行率。由于当前时刻当前道路的通行率等于当前时刻当前道路的车辆行驶速度与当前道路的限速的比值，而每条道路的限速可通过道路拓扑结构信息直接获得，因此仅需获得预定时刻预测道路的通行率即可反推预定时刻预测道路上车辆行驶速度，较为直观的获得预测道路的实时路况，提高了预测的精准度，具有普适性。
[0072]上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
【主权项】
1.一种实时路况的预测方法，其特征在于，包括: 道路服务器调用道路拓扑结构信息并获取当前时刻当前道路的车辆行驶速度； 根据所述道路拓扑结构信息及当前时刻当前道路的车辆行驶速度计算当前时刻当前道路的通行率，所述当前时刻当前道路的通行率等于当前时刻当前道路的车辆行驶速度与当前道路的限速的比值； 根据道路拓扑结构信息获得当前道路的分流流向矩阵，所述分流流向矩阵中的每个元素表征两条不同道路之间是否存在连接； 根据所述分流流向矩阵计算当前道路的分流矩阵； 基于马尔科夫过程将当前时刻当前道路的通行率及当前道路的分流矩阵迭代，获得预定时刻预测道路的通行率。2.如权利要求1所述的实时路况的预测方法，其特征在于，计算当前道路的分流矩阵采用如下公式:A = qE+(l-q)P(n)， 其中，A表示当前道路的分流矩阵，E表示单位矩阵，P(n)表示当前道路的分流流向矩阵，q表示车辆会留在当前道路上的概率。3.如权利要求2所述的实时路况的预测方法，其特征在于，获得预定时刻预测道路的通行率采用如下公式:R(n+1) = AR (η)， 其中，R(n)表示当前时刻当前道路的通行率，R(n+1)表示预定时刻为下一时刻时预测道路的通行率，A表示当前道路的分流矩阵。4.如权利要求1所述的实时路况的预测方法，其特征在于，所述分流流向矩阵的元素为0或1，当两条不同道路之间存在连接时，所述分流流向矩阵的元素取1 ;当两条不同道路之间不存在连接时，所述分流流向矩阵的元素取0。5.如权利要求1所述的实时路况的预测方法，其特征在于，所述道路拓扑结构信息包括:所有道路的限速、道路的编号及道路的类型等级。6.如权利要求1所述的实时路况的预测方法，其特征在于，所述当前时刻当前道路的车辆行驶速度等于当前时刻在当前道路上所有车辆行驶速度的平均值。7.如权利要求1所述的实时路况的预测方法，其特征在于，当前时刻当前道路的通行率和预定时刻预测道路的通行率的取值范围均为[0，1]。8.一种实时路况的预测系统，其特征在于，包括: 道路服务器，用于调用道路拓扑结构信息并获取当前时刻当前道路的车辆行驶速度；通行率获取模块，用于根据所述道路拓扑结构信息及当前时刻当前道路的车辆行驶速度计算当前时刻当前道路的通行率，所述当前时刻当前道路的通行率等于当前时刻当前道路的车辆行驶速度与当前道路的限速的比值； 分流矩阵获取模块，根据所述道路拓扑结构信息获得当前道路的分流流向矩阵，所述分流流向矩阵中的每个元素表征两条不同道路之间是否存在连接； 分流矩阵计算模块，根据所述分流矩阵获取模块计算当前道路的分流矩阵； 预测模块，基于马尔科夫过程将当前时刻当前道路的通行率及当前道路的分流矩阵迭代，获得预定时刻预测道路的通行率。9.如权利要求8所述的实时路况的预测系统，其特征在于，所述分流矩阵计算模块计算当前道路的分流矩阵采用如下公式:A = qE+(l-q)P(n)， 其中，A表示当前道路的分流矩阵，E表示单位矩阵，P(n)表示当前道路的分流流向矩阵，q表示车辆会留在当前道路上的概率。10.如权利要求9所述的实时路况的预测系统，其特征在于，所述预测模块获得预定时刻预测道路的通行率采用如下公式:R(n+1) = AR (η)， 其中，R(n)表示当前时刻当前道路的通行率，R(n+1)表示预定时刻为下一时刻时预测道路的通行率，A表示当前道路的分流矩阵。
【专利摘要】本发明提供了一种实时路况的预测方法和系统，先通过道路服务器调用道路拓扑结构信息并获取当前时刻当前道路的车辆行驶速度，依次获得当前道路的通行率、分流流向矩阵及分流矩阵，之后基于马尔科夫过程将当前时刻当前道路的通行率及当前道路的分流矩阵迭代，获得预定时刻预测道路的通行率。由于当前时刻当前道路的通行率等于当前时刻当前道路的车辆行驶速度与当前道路的限速的比值，而每条道路的限速可通过道路拓扑结构信息直接获得，因此仅需获得预定时刻预测道路的通行率即可反推预定时刻预测道路上车辆行驶速度，较为直观的获得预测道路的实时路况，提高了预测的精准度，具有普适性。
【IPC分类】G08G1/01, G08G1/052
【公开号】CN105243848
【申请号】CN201510760673
【发明人】卜园渊, 陈祖涛, 赵龙飞
【申请人】上海语镜汽车信息技术有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年11月10日